CN110615088B - 推进器、包括推进器的飞机和引导推进器中流体流的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及推进器、包括推进器的飞机和引导推进器中流体流的方法,公开了推进器、包括推进器的飞机以及引导推进器中的流体流的方法。该推进器包括限定从入口延伸到第一助力出口和第二助力出口两者的部分封闭的容积的壳体。该推进器还包括风扇组件和叶片桨距控制机构,该风扇组件包括多个叶片,该叶片桨距控制机构配置成选择性地改变多个叶片中的每个叶片的相应的桨距角。风扇组件配置成提供动力以使流体流经由入口流入部分封闭的容积。该推进器进一步包括出口流控制组件,该出口流控制组件配置成引导流体流经由第一助力出口和第二助力出口中选择的一个优先离开部分封闭的容积。该飞机包括推进器。该方法包括操作推进器的方法。
Description
技术领域
本公开总体涉及一种推进器、一种包括推进器的飞机以及引导推进器中的流体流的方法。
背景技术
推进器可以用于产生推进和/或推力。推进器的示例包括涡轮***和/或基于螺旋桨的***,这些***可以由喷气发动机和/或电动马达提供动力。推进器通常用于推进飞机,并且通常配置成使得所产生的推力在单个方向上推进飞机。在飞行器的示例中,所产生的推力通常在向前和/或水平方向上推进飞行器。在这种配置中,经由飞机的一个或多个机翼上方的空气流通常产生升力。在直升机的示例中,所产生的推力通常在垂直方向上推动直升机。
在某些情况下,可能需要将飞行器配置为垂直起降(VTOL)。历史上,这些VTOL飞行器可以利用分离的竖直助力器(thruster)和水平助力器或倾斜机构,以在提供竖直助力(诸如用于起飞和着陆)的取向与在提供水平助力(诸如用于水平飞行)的取向之间倾斜或物理平移/旋转其推进器。虽然分离的助力器可以独立地提供水平和竖直助力,并且虽然倾斜机构可以有效地允许单个推进器提供竖直助力和水平助力两者,但是它们可以显著增加VTOL飞行器的成本、复杂性和/或重量。因此,需要改进的推进器以及引导推进器中的流体流的改进的方法。
发明内容
推进器以及引导推进器中的流体流的方法。推进器包括限定从入口延伸到第一助力出口和第二助力出口两者的部分封闭的容积的壳体。推进器还包括风扇组件和叶片桨距控制机构,该风扇组件包括多个叶片,该叶片桨距控制机构配置成选择性地改变多个叶片中的每个叶片的相应的桨距角。风扇组件至少部分地定位在部分封闭的容积内并且配置成提供动力以使流体流经由入口流入部分封闭的容积。推进器进一步包括出口流控制组件,该出口流控制组件配置成引导流体流经由第一助力出口和第二助力出口中选择的一个出口优先离开部分封闭的容积。飞机包括推进器。
该方法包括操作推进器的方法。该方法包括围绕旋转轴线旋转推进器的风扇组件,并且响应于旋转,接收经由入口流入部分封闭的容积的流体流。该方法还包括以径向流动配置操作推进器和以轴向流动配置操作推进器。以径向流动配置操作推进器包括将每个叶片的桨距角调整到径向流动桨距角范围,以及允许流体流经由第一助力出口离开部分封闭的容积。以轴向流动配置操作推进器包括将每个叶片的桨距角调整到轴向流动桨距角范围,以及允许流体流经由第二助力出口流出部分封闭的容积。
附图说明
图1是根据本公开的可以包括和/或利用推进器的飞机的示例的示意性俯视图。
图2是根据本公开的推进器的透视图。
图3是根据本公开的推进器的示例的示意性图示。
图4是根据本公开的推进器的示例的另一示意性图示。
图5是根据本公开的具有径向流动配置的推进器的示意性较低的横截面视图。
图6是图5的具有轴向流动配置的推进器的示意性较低的横截面视图。
图7是沿图3的线7-7截取的图3的推进器的一部分的示意性图示。
图8是沿图3的线7-7截取的图3的推进器的一部分的另一示意性图示。
图9是示出根据本公开的飞机的部件的框图。
图10是描绘根据本公开的引导推进器中的流体流的方法的流程图。
具体实施方式
图1至图10提供了根据本公开的推进器100的说明性非排他性示例、包括推进器100的飞机10的说明性非排他性示例、推进器100的部件的说明性非排他性示例和/或根据本公开的引导推进器中的流体流的方法300的说明性非排他性示例。在图1至图10中的每个图中都用类似的数字标记类似目的或至少基本上类似目的的元件,并且这些元件可以不参考图1至图10中的每个图在本文中详细讨论。类似地,在图1-10中的每个图中可以不标记所有元件,但为了一致性,本文可以使用与其相关的附图标记。本文参考图1-10中的一个或多个图中所讨论的元件、部件和/或特征在不脱离本公开的范围的情况下,可以包含在图1-10的任何图中和/或与图1-10的任何图一起使用。
通常,以实线示出可能包括在给定(即,特定)实施例中的元件,而以虚线示出给定实施例的可选元件。然而,以实线示出的元件不是所有实施例都必不可少的,并且以实线示出的元件可以从特定实施例中省略而不脱离本公开的范围。
图1是根据本公开的可以包括和/或利用推进器100的飞机10的示例的示意性俯视图。飞机10包括至少一个机翼22和至少一个推进器100。在本文中,机翼22也可称为飞机10的控制表面20和/或可以包括飞机10的控制表面20,并且飞机可以包括其他控制表面20,诸如一个或多个稳定器或垂直稳定器24。
在图1的示例中,飞机10包括根据本公开的三个推进器100,以及一个附加的或补充的水平推进器90。水平推进器90配置成提供补充助力、补充水平助力和/或水平助力,并且在飞机10的水平飞行期间被利用。这样的水平助力可以沿着图1中示出的x轴线推进飞机10,并且水平推进器90的示例包括传统的涡轮飞机发动机和/或基于螺旋桨的飞机发动机。
相反,根据本公开的推进器100配置成便于飞机10的竖直起飞和着陆以及飞机的水平飞行。这样的推进器100配置成提供或选择性地提供水平助力、竖直助力或水平助力与竖直助力两者的组合。这样,推进器100可以提供沿着图1中示出的x轴线、沿着图1中示出的z轴线和/或沿着x轴线和z轴线两者运送飞机10的助力。
如图1所示,飞机10可以包括可定位在飞机的相对侧上的至少两个推进器100,如102所示。在本文中,这样的推进器100也可以称为***推进器102并且可以与飞机10的质心12和/或对称轴线14至少基本上等距。这种配置可以允许和/或便于飞行控制、平衡飞机10和/或平衡由来自位于飞机10的相对侧上的至少两个推进器100的助力所产生的力矩。
还如图1所示,飞机10可以包括可位于飞机内的中心和/或可沿着飞机的对称轴线14定位或居中的至少一个推进器100,如104所示。在本文中,这样的推进器100也可称为中心推进器104。
如图1所示,推进器100可以与飞机10的机身26的一部分集成、可以集成到飞机10的机身26的一部分中,和/或可以形成飞机10的机身26的一部分。这样的配置可以允许飞机10与包括附接到飞机的外表面的发动机和/或从飞机突出的发动机的现有技术的飞机相比更轻和/或更符合空气动力学。
图2是根据本公开的推进器的透视图,而图3和图4是根据本公开的推进器100的示例的示意性图示。图5是根据本公开的具有径向流动配置的推进器100的示意性较低的横截面视图;并且图6是图5的具有轴向流动配置的推进器100的示意性较低的横截面视图。图7是沿图3的线7-7截取的图3的推进器100的一部分的示意性图示;并且图8是沿图3的线7-7截取的图3的推进器100的一部分的另一示意性图示或可替换的示意性图示。图9是示出根据本公开的飞机10的部件的框图。尽管不是必需的,但是图3-6中示出的推进器100可以是或者可以在本文中称为沿图1的线3-3截取的图1的飞机10的一部分的横截面视图。类似地,图9的框图可以示出可包括在图1的飞机10中的和/或与图1的飞机10一起使用的部件。
现在转到图2-6的集体说明,推进器100包括限定部分封闭的容积112的壳体110。部分封闭的容积112从入口114延伸到第一助力出口116和第二助力出口118。入口114在本文中也可以称为流体入口114和/或空气入口114。第一助力出口116在本文中也可以称为水平助力出口116,而第二助力出口118在本文中也可以称为竖直助力出口118。
推进器100还包括风扇组件120。风扇组件120包括从旋转轴线124径向延伸的多个叶片122。风扇组件120至少部分地或甚至完全地定位在部分封闭的容积112内,并且配置成提供动力以使流体流40经由入口114流入部分封闭的容积112。进入入口114的流体流40在本文中也可以称为入口流体流41。如本文所用,当术语流体用作名词时是指没有固定形状的自由流动的可变形物质,尤其包括气体(例如空气、大气等)、液体(例如水)和等离子体。
推进器100进一步包括叶片桨距控制机构140。叶片桨距控制机构140配置成选择性地改变多个叶片中的每个叶片的桨距角。推进器100还包括一个出口流控制组件150或至少一个出口流控制组件150。出口流控制组件150配置成引导流体流40经由第一助力出口116和第二助力出口118中选择的一个出口优先离开部分封闭的容积112。离开第一助力出口116的流体流40在本文中也可以称为第一助力出口流体流42。离开第二助力出口118的流体流40在本文中也可以称为第二助力出口流体流43。
在推进器100的操作期间和/或在包括推进器100的飞机10的操作期间,经由第一助力出口116离开部分封闭的容积112的流体流40(即,第一助力出口流体流42)可以提供水平助力。在图1的示例中,这种流体流可以提供用于飞机10在水平方向上或沿着图1的x轴线运动的动力,并且可以用于飞机的水平飞行。相反,经由第二助力出口118离开部分封闭的容积112的流体流40(即,第二助力出口流体流43)可以提供竖直助力。在图1的示例中,这种流体流可以提供用于飞机10在竖直方向上或沿着图1的z轴线运动的动力,并且可以用于飞机的竖直起飞和着陆。
这样,根据本公开,配备或包括推进器100的飞机10可以被配置用于水平飞行、竖直起飞和着陆以及过渡飞行。此外,这种飞机可以配置成允许水平飞行以及竖直起飞和着陆,而不需要利用或不需要经常存在于现有技术中的分离的水平助进器和竖直助进器,和/或不需要或不需要利用经常存在于现有技术中的倾斜机构。因此,与现有技术中的VTOL飞行器相比,根据本公开的飞机10或至少其推进器100可以明显更经济地构建、可以更简单,和/或可以更轻。
在根据本公开的飞机10和/或推进器100中,叶片桨距控制机构140和出口流控制组件150可以一起用于优先引导流体流40经由第一助力出口116和第二助力出口118中选择的一个出口离开部分封闭的容积112。作为示例,并且当流体流经由第一助力出口116离开部分封闭的容积112时,飞机10可以在水平飞行配置中,或者在本文中可以称为处于水平飞行配置。在这样的配置中,叶片桨距控制机构140可以选择性地将叶片122的桨距角调整到径向流动桨距角范围,本文公开了其示例。当桨距角处于径向流动桨距角范围中时,风扇组件120可以优选地在径向方向134上、朝向第一助力出口116和/或远离旋转轴线124加速流体流40。此外,出口流控制组件150或至少与第一助力出口116相关联的出口流控制组件150可以具有打开取向154,和/或可以配置成引导流体流40经由第一助力出口116优先地离开部分封闭的容积112,如图5所示。这样的配置在本文中也可以称为推进器100的径向流动配置。
相反,当流体流经由第二助力出口118离开部分封闭的容积112时,飞机10可以在竖直飞行(或VTOL)配置中,或者本文中可以称为处于竖直飞行(或VTOL)配置。在这样的配置中,叶片桨距控制机构140可以选择性地将叶片122的桨距角调整到轴向流动桨距角范围,本文公开了其示例。当桨距角处于轴向流动桨距角范围中时,风扇组件120可以优选地在轴向方向136上、朝向第二助力出口118和/或沿着旋转轴线124加速流体流40。此外,出口流控制组件150或者至少与第一助力出口116相关联的出口流控制组件可以具有闭合取向156,和/或可以配置成阻止流体流经由第一助力出口116流出部分封闭的容积112,如图6所示。这样的配置在本文中也可以称为推进器100的轴向流动配置。
壳体110可以包括任何合适的结构,该任何合适的结构可以包括、形成和/或限定入口114、第一助力出口116、第二助力出口118和/或部分封闭的容积112。壳体110的示例包括管道和/或机舱。在本公开的范围内的是,壳体110和/或其中的部分封闭的容积112可以具有和/或限定任何合适的形状。类似地,入口114、第一助力出口116和第二助力出口118可以具有任何合适的取向或相对取向。另外,壳体110和/或入口114、第一助力出口116、第二助力出口118和/或其中的部分封闭的容积112可以具有在飞机10内的任何合适的位置,本文公开了其示例。
作为示例,入口114可以面向入口方向115,第一助力出口116可以面向第一助力出口方向117,并且入口方向115可以垂直于或至少基本垂直于第一助力出口方向117。换句话说,流体流40可以从入口方向115进入入口114并且可以在出口方向117上离开第一助力出口116。这样,流体流40在离开第一助力出口116时的流动方向或总体流动方向可以垂直于或至少基本垂直于流体流40在进入入口114时的流动方向或总体流动方向。换句话说,第一助力出口116可以定位成在第一助力出口方向117上引导流体流40离开部分封闭的容积112,该第一助力出口方向117可以与流体流40进入入口114的入口方向115垂直或至少基本垂直。可以由操纵流体流的叶片桨距控制机构140和叶片122引导流体流40到第一助力出口116,从而生成相对于旋转轴线124的水平推进或径向助力。
作为另一示例,第二助力出口118可以与入口114相对或者可以背向入口114。换句话说,第二助力出口118可以面向第二助力出口方向119,并且入口方向115可以平行于第二助力出口方向119和/或可以与第二助力出口方向119相对或相反。这样,流体流40在离开第二助力出口118时的流动方向或总体流动方向可以平行于或至少基本平行于流体流40在进入入口114时的流动方向或总体流动方向。另外地或可替代地,流体流40在离开第二助力出口118时的流动方向或总体流动方向可以垂直于或至少基本垂直于流体流40在离开第一助力出口116时的流动方向或总体流动方向。换句话说,第二助力出口118可以定位成在第二助力出口方向119上引导流体流40离开部分封闭的容积112,该第二助力出口方向119可以平行于或至少基本平行于入口方向115。可以通过操纵流体流的叶片桨距控制机构140和叶片122引导流体流40到第二助力出口方向119,从而产生相对于旋转轴线124的竖直推进或轴向助力。
作为另一示例,入口114可以限定入口平面165,第一助力出口116可以限定第一助力出口平面167,并且第二助力出口118可以限定第二助力出口平面169,如图3所示。在这些条件下,入口平面165可以是或者在本文中可以称为垂直于或至少基本垂直于第一助力出口平面167。另外地或可替代地,入口平面165可以是或者在本文中可以称为在垂直于第一助力出口平面167的阈值第一助力出口偏离角内。类似地,入口平面165可以是或者在本文中可以称为平行于或至少基本平行于第二助力出口平面169。另外地或可替代地,入口平面165可以是或者在本文中可以称为在平行于第二助力出口平面169的阈值第二助力出口偏离角内。阈值第一助力出口偏离角和/或第二助力出口偏离角的示例包括小于10度、小于8度、小于6度、小于4度、小于2度或小于1度的角度。
风扇组件120可以包括任何合适的结构,该结构可以适于、配置成、成形为、设计为和/或构造为包括叶片122,以提供动力用于流体流40经由入口114流入部分封闭的容积112中,和/或允许通过叶片桨距控制机构140调整桨距角。作为示例,风扇组件120可以包括中心毂126,并且叶片122可操作地附接到中心毂126、可以从中心毂126延伸,和/或可以从中心毂126径向延伸。作为另一示例,每个叶片122可以经由相应的枢轴点128可操作地附接到中心毂126。在这些条件下,叶片桨距控制机构140可以配置成经由每个叶片绕由枢轴点128限定的相应的枢轴轴线130的旋转选择性地改变桨距角。如图2至图6所示,枢轴轴线130可以垂直于或至少基本垂直于旋转轴线124。另外地或可替代地,枢轴轴线130可以在垂直于旋转轴线124的阈值枢轴轴线角内。阈值枢轴轴线角的示例包括小于10度、小于8度、小于6度、小于4度、小于2度或小于1度的角度。
叶片122的示例、叶片22绕枢轴轴线130旋转的示例和/或叶片122的桨距角132的示例在图7至图8中示出。如图7所示,桨距角132可以限定在叶片122与轴线131之间,或者限定在接近和/或邻近中心毂126的叶片122的区域与轴线131之间,轴线131延伸穿过枢轴点128并且垂直于或至少基本垂直于枢轴轴线130和旋转轴线124两者。图7示出叶片122绕枢轴轴线130和/或经由枢轴点128通过各种桨距角(包括如以虚线示出的0度的桨距角和如以实线示出的90度的桨距角)的旋转。本文公开了桨距角132的附加示例。
图7-8还示出用于叶片122的各种形状或横截面形状。合适的叶片形状的示例包括平坦的或至少基本平坦的横截面形状(如图7所示)、弯曲的和/或弓形的横截面形状(如图8所示),和/或扭转的形状(诸如当叶片122沿其细长轴线扭转时)。
叶片桨距控制机构140可以包括任何合适的结构,该结构可以适于、配置成、设计成和/或构造成选择性地改变风扇组件120的每个叶片122的桨距角。这可以包括相对于任何合适的参考点的桨距角的选择性变化,或参考任何合适的参考点的桨距角的选择性变化。叶片桨距控制机构140的示例包括配置成选择性地改变多个叶片中的每个叶片的相应的桨距角的杠杆、伺服机构和/或伺服马达。叶片桨距控制机构140的附加示例对于本领域普通技术人员来说是已知的。
作为示例,每个叶片122可以具有和/或限定相应的细长轴线,并且叶片桨距控制机构140可以配置成经由每个叶片绕相应的细长轴线的旋转选择性地改变多个叶片中的每个叶片的桨距角。在这些条件下,细长轴线可以平行于图2至图6的枢轴轴线130,或者与图2至图6的枢轴轴线130共同延伸,并且枢轴轴线130在本文中也可以称为叶片122的细长轴线130。作为另一示例,并且如图7所示,可以相对于垂直于旋转轴线124的线138限定和/或参考叶片122的桨距角132。在另一示例中,桨距角可以限定在旋转轴线124(或线138)与多个叶片中的每个叶片的旋转近端的轴线之间。
在本公开的范围内的是,叶片桨距控制机构140可以配置成在最小桨距角与最大桨距角之间选择性地改变桨距角132。径向流动桨距角范围和轴向流动桨距角范围都可以在最小桨距角和最大桨距角之内、可以包括在最小桨距角和最大桨距角中,和/或可以在最小桨距角和最大桨距角之间。
最小桨距角的示例包括至少0度、至少2.5度、至少5度、至少7.5度、至少10度、至少12.5度、至少15度、至少20度、至少25度和/或至少30度的最小桨距角。最小桨距角的附加或可替代示例包括至多45度、至多40度、至多35度、至多30度、至多25度、至多20度、至多15度、至多12.5度、至多10度、至多7.5度和/或至多5度的桨距角。
最大桨距角的示例包括至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少65度、至少70度、至少75度和/或至少80度的最大桨距角。最大桨距角的附加或可替代示例包括至多90度、至多87.5度、至多80度、至多77.5度、至多75度、至多70度、至多65度和/或至多60度的最大桨距角。
径向流动桨距角范围的示例包括至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少65度、至少70度、至少75度和/或至少80度的桨距角。径向流动桨距角范围的附加或可替代示例包括至多90度、至多87.5度、至多80度、至多77.5度、至多75度、至多70度、至多65度和/或至多60度的桨距角。
轴向桨距角范围的示例包括至少0度、至少2.5度、至少5度、至少7.5度、至少10度、至少12.5度、至少15度、至少20度、至少25度和/或至少30度的桨距角。轴向桨距角范围的附加或可替代示例包括至多45度、至多40度、至多35度、至多30度、至多25度、至多20度、至多15度、至多12.5度、至多10度、至多7.5度和/或至多5度的桨距角。
出口流控制组件150可以包括任何合适的结构,该结构可以适于、配置成、设计成和/或构造成引导流体流40经由第一助力出口116和第二助力出口118中选择的一个优先离开部分封闭的容积112。出口流控制组件150的示例包括至少一个百叶窗、多个百叶窗、至少一个遮板、多个遮板、至少一个封闭物和/或多个封闭物。出口流控制组件150可以配置成旋转、物理旋转、平移和/或物理平移任何合适的结构(诸如至少一个百叶窗、至少一个遮板和/或至少一个封闭物)以在打开取向154和闭合取向156之间转换。考虑到这一点,出口流控制组件150可以进一步包括可配置成实现和/或促进这种旋转和/或平移的一个或多个致动器、液压致动器、电致动器、马达和/或步进马达。
出口流控制组件150可以以任何合适的方式引导流体流40。作为示例,出口流控制组件150可以配置成在打开取向154(图5中以实线示出)和闭合取向156(图6中以实线示出)之间的多个取向之间选择性地转换(如图5至图6中的点划线所示)。当处于打开取向154时,出口流控制组件150可以允许或者可以配置成允许流体流40经由第一助力出口116流出部分封闭的容积112。相反,当处于闭合取向156时,出口流控制组件150可以阻塞、限制和/或阻挡流体流40经由第一助力出口116流出部分封闭的容积112。当通过第一助力出口116的流体流40被阻塞时,如通过图6的闭合取向156所示,流体流40可以经由第二助力出口118优先离开部分封闭的容积112,这也在图6中示出。
在本公开的范围内的是,根据本公开,推进器100可以配置成选择性地或协作地调节叶片桨距控制机构140和出口流控制组件150。这种选择性调节可以使得当多个叶片中的每个叶片122的桨距角在径向流动桨距角范围内时,出口流控制组件150配置成允许流体流40经由第一助力出口116(例如,处于图5中以实线示出的打开取向154)流出部分封闭的容积112。另外地或可替代地,这种选择性调节还可以使得当每个叶片的桨距角在轴向流动桨距角范围内时,出口流控制组件150配置成限制流体流40经由第一助力出口116(例如,处于图6中以实线示出的闭合取向156)流出部分封闭的容积112。
根据本公开,推进器100包括至少一个出口流控制组件150,该至少一个出口流控制组件150与流体流40相关联和/或配置成选择性调节流体流40经由和/或通过第一助力出口116流出部分封闭的容积112。该出口流控制组件150在图2-6中以实线示出。在本公开的范围内的是,该出口流控制组件150可以是第一出口流控制组件151,并且推进器100还可以包括第二出口流控制组件152(在图2-6中以虚线示出)。当第二出口流控制组件152存在时,其可以与流体流40相关联和/或可以配置成选择性调节流体流40经由和/或通过第二助力出口118流出部分封闭的容积112。
第二出口流控制组件152可以由任何合适的结构形成和/或限定。作为示例,第二出口流控制组件152可以包括至少一个第二百叶窗、多个第二百叶窗、至少一个第二遮板、多个第二遮板、至少一个第二封闭物和/或多个第二封闭物。
类似于第一出口流控制组件151,第二出口流控制组件152可以配置成在第二打开取向(如图6中154处虚线所示)和第二闭合取向(如图5中156处虚线所示)之间的多个取向之间选择性地转换(如图5-6中的点划线所示)。第二打开取向154可以允许流体流40经由第二助力出口118流出部分封闭的容积112,而第二闭合取向156可以阻塞、限制和/或阻挡流体流40经由第二助力出口118流出部分封闭的容积112。
当推进器100包括第二出口流控制组件152时,推进器100可以配置成选择性地和/或协作地调节叶片桨距控制机构140和第二出口流控制组件152两者的操作。这种选择性调节可以使得当多个叶片中的每个叶片122的桨距角在径向流动桨距角范围内时,第二出口流控制组件152配置成限制流体流40经由第二助力出口118流出部分封闭的容积112。另外地或可替代地,这种选择性调节也可以使得当多个叶片中的每个叶片122的桨距角在轴向流动桨距角范围内时,第二出口流控制组件152配置成允许流体流40经由第二助力出口118流出部分封闭的容积112。
如图5-6中以点划线示出的并且在本文中讨论的,根据本公开的出口流控制组件150可以配置成在打开取向154和闭合取向156之间的多个取向之间选择性地转换。考虑到这一点,在本公开的范围内的是,推进器100可以以一种或多种配置操作,其中推进器100产生水平助力和竖直助力两者。在这样的配置中,出口流控制组件150(包括第一出口流控制组件151和/或第二出口流控制组件152)可以配置成在打开取向154和闭合取向156之间的中间取向,从而允许流体流40经由第一助力出口116和第二助力出口118两者流出部分封闭的容积112。
如图3和图5-6中以虚线所示,推进器100可以包括一个或多个流动引导结构170。当流动引导结构170存在时,其可以定位在部分封闭的容积112内,并且可以配置成引导或选择性地引导封闭的容积112内的流体流40。作为示例,流动引导结构170可以配置成将流体流40从入口114引导到第一助力出口116,如图5所示。作为另一示例,流动引导结构170可以配置成将流体流40从入口114引导到第二助力出口118,如图6所示。作为另一示例,流体引导结构170配置成将流体流40从入口114选择性地引导到第一助力出口116和第二助力出口118中选择的一个。流动引导结构170的示例包括一个或多个定子轮叶。
现在转到图3和图9,推进器100和/或包括推进器100的飞机10可以包括一个或多个附加结构,该一个或多个附加结构可以适于、配置成、设计成和/或构造成为推进器100提供动力和/或控制推进器100的操作。作为示例,推进器100和/或飞机10可以包括动力源180。动力源180可以配置成提供动力以使风扇组件120绕旋转轴线124旋转。动力源180的示例包括马达、电动马达、内燃机和/或喷气发动机。
作为另一示例,推进器100和/或飞机10可以包括配置成激励动力源180的动力供应182。动力供应182的示例包括能量存储设备、电能存储设备、电池和/或一定体积的燃料。
在一个示例中,并且如图9所示,飞机10可以包括多个推进器100,并且每个推进器100可以具有与其相关联的相应的叶片桨距控制机构140和相应的具有电动马达形式的动力源180,该动力源配置成提供动力以使风扇组件120绕旋转轴线124旋转。飞机10还可以包括具有电能源形式的动力供应182,动力供应配置成经由相应的马达控制器184向电动马达提供电流。马达控制器184在本文中也可以称为速度控制器和/或电子速度控制器,并且可以配置成控制、调节和/或指定风扇组件120绕旋转轴线124的旋转频率。
飞机10进一步可以包括飞行控制单元190。飞行控制单元190可以被编程以控制马达控制器184的操作、叶片桨距控制机构140的操作和/或出口流控制组件150的操作。这可以包括控制以在推进器100产生的水平助力和/或竖直助力之间选择和/或控制以平衡由推进器100产生的力矩,从而保持飞机10的稳定飞行。另外地或可替代地,飞行控制单元190可以被编程以通过执行本文更详细讨论的方法300的任何合适步骤来控制推进器100的操作和/或飞机10的操作。
图10是描绘根据本公开的引导推进器(诸如图1-9的推进器100)中的流体流的方法300的流程图。方法300包括在310处旋转风扇组件和在320处接收流体流。方法300还包括在330处以径向流动配置操作推进器和在340处以轴向流动配置操作推进器。方法300进一步可以包括在350处在径向流动配置和轴向流动配置之间的转换。
在310处旋转风扇组件可以包括绕旋转轴线旋转形成推进器的一部分的风扇组件。这可以包括旋转风扇组件以生成、产生和/或提供动力,以使流体流经由推进器的入口流入推进器的部分封闭的容积。
风扇组件可以包括从旋转轴线径向延伸的多个叶片,并且在310处的旋转可以包括使多个叶片绕旋转轴线旋转。风扇组件的示例在图2-9中示出并且在120处指出。旋转轴线的示例在图2-8中示出并且在124处指出。叶片的示例在图2-8中示出并且在122处指出。
在本公开的范围内的是,在310处的旋转可以包括以任何合适的旋转频率和/或在任何合适的旋转频率范围内旋转风扇组件。旋转频率的示例包括至少1000转/分钟(RPM)、至少1250RPM、至少1500RPM、至少1750RPM、至少2000RPM、至少2250RPM和/或至少2500RPM的旋转频率。旋转频率的附加或可替代示例包括至多4000RPM、至多3750RPM、至多3500RPM、至多3250RPM、至多3000RPM、至多2750RPM、至多2500RPM、至多2250RPM和/或至多2000RPM的旋转频率。
在320处接收流体流可以包括接收流体流或经由推进器的入口使流体流流动进入推进器的部分封闭的容积,并且可以响应于在310处的旋转或者作为在310处旋转的结果。部分封闭的容积可以从入口延伸到第一助力出口和第二助力出口,并且风扇组件可以至少部分地定位在部分封闭的容积内。本文参照图2-6的部分封闭的容积112公开了部分封闭的容积的示例。本文参照图2-6的入口114公开了入口的示例。本文参照图2-6的第一助力出口116公开了第一助力出口的示例。本文参照图2-6的第二助力出口118公开了第二助力出口的示例。
在330处以径向流动配置操作推进器包括在332处将多个叶片中的每个叶片的桨距角调整到径向流动桨距角范围。在330处以径向流动配置操作推进器还包括在334处允许流体流经由第一助力出口流出部分封闭的容积。在330处以径向流动配置操作推进器进一步可以包括在336处限制流体流经由第二助力出口流出部分封闭的容积。
在332处的调整可以包括将桨距角调节到任何合适的径向流动桨距角范围,在本文中公开了其示例。这可以包括利用、经由和/或使用叶片桨距控制机构(诸如图2-6和图7的叶片桨距控制机构140)来调节,诸如经由绕相应的枢轴轴线130旋转每个叶片来调节,如图2-8中所示。
在334处的允许可以包括允许流体流以任何合适的方式经由第一助力出口流出部分封闭的容积。作为示例,在334处的允许可以包括利用、经由和/或使用出口流控制组件或与推进器的第一助力出口相关联的第一出口流控制组件来允许。这可以包括诸如当出口流控制组件已经配置成允许流体流经由第一助力出口流出部分封闭的容积时被动地允许流体流。另外地或可替代地,这可以包括诸如通过将出口流控制组件转换到打开取向和/或从闭合取向转换到打开取向,主动地允许流体流。出口流控制组件的示例在图2-6中以150示出。第一出口流控制组件的示例在图2-6中以151示出。打开取向的示例在图5中以154示出。闭合取向的示例在图6中以156示出。
在336处的限制可以包括限制流体流以任何合适的方式经由第二助力出口流出部分封闭的容积。作为示例,在336处的限制可以包括利用、经由和/或使用与推进器的第二助力出口相关联的第二出口流控制组件来限制。这可以包括诸如当第二出口流控制组件已经配置成限制流体流经由第二助力出口流出部分封闭的容积时被动地限制流体流。另外地或可替代地,这可以包括例如通过将第二出口流控制组件转换到第二闭合取向和/或从第二打开取向转换到第二闭合取向,主动地限制流体流。第二出口流控制组件的示例在图2-6中以152示出。
在340处以轴向流动配置操作推进器包括在342处将多个叶片中的每个叶片的桨距角调整到与径向流动桨距角范围不同的轴向流动桨距角范围。在340处以轴向流动配置操作推进器还包括在344处限制流体流经由第一助力出口流出部分封闭的容积。在340处以轴向流动配置操作推进器进一步包括在346处允许流体流经由第二助力出口流出部分封闭的容积。
在342处的调整可以包括将桨距角调节到任何合适的轴向流动桨距角范围,在本文中公开了其示例。除了轴向流动桨距角范围与径向流动桨距角范围不同之外,在342处的调整可以以与在332处的调整类似的或至少基本相似的方式执行。因此,在342处的调整可以包括利用、经由和/或使用叶片桨距控制机构(诸如图2-6和图9的叶片桨距控制机构140)来调整,诸如经由绕相应的枢轴轴线130旋转每个叶片来调整,如图2-8中所示。
在344处的限制可以包括限制流体流以任何合适的方式经由第一助力出口流出部分封闭的容积。作为示例,在344处的限制在执行时可以包括利用、经由和/或使用出口流控制组件或第一出口流控制组件来限制,该第一出口流控制组件与推进器的第一助力出口相关联并且在本文中参考在334处的允许讨论。这可以包括诸如当出口流控制组件已经配置成限制流体流经由第一助力出口流出部分封闭的容积时被动地限制流体流。另外地或可替代地,这可以包括诸如通过将出口流控制组件转换到闭合取向和/或从打开取向转换到闭合取向,主动地限制流体流。
在346处的允许可以包括允许流体流以任何合适的方式经由第二助力出口流出部分封闭的容积。作为示例,在346处的允许可以包括利用、经由和/或使用第二出口流控制组件来允许,该第二出口流控制组件与推进器的第二助力出口相关联并且在本文中参考在336处的限制讨论。这可以包括诸如当第二出口流控制组件已经配置成允许流体流经由第二助力出口流出部分封闭的容积时被动地允许流体流。另外地或可替代地,这可以包括诸如通过将第二出口流控制组件转换到第二打开取向和/或从第二闭合取向转换到第二打开取向,主动地允许流体流。
在本公开的范围内的是,可以在方法300期间以任何合适的定时和/或顺序执行330处的操作和340处的操作。作为示例,方法300可以包括顺序地执行330处的操作和执行340处的操作。作为另一示例,方法300可以包括执行340处的操作之后执行330处的操作。作为另一示例,方法300可以包括执行340处的操作之前执行330处的操作。
在350处的径向流动配置和轴向流动配置之间的转换可以包括在330处的操作和340处的操作之间的转换或重复转换。在350处的转换可以允许和/或可以实现飞机的选择性水平飞行(在330处的操作期间)以及竖直起飞和着陆(在340处的操作期间),该飞机包括执行该方法的推进器。
根据本公开的发明主题的说明性非排他性示例在以下列举的段落中描述:
A1.一种推进器,其可选地为用于飞机的推进器,所述推进器包括:
壳体,其限定从入口延伸到第一助力出口和第二助力出口两者的部分封闭的容积;
风扇组件,其包括从旋转轴线径向延伸的多个叶片,其中所述风扇组件至少部分地定位在所述部分封闭的容积内并且配置成提供动力以使流体流经由所述入口流入所述部分封闭的容积;
叶片桨距控制机构,其配置成选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的相应的桨距角;和
出口流控制组件,其配置成引导所述流体流经由所述第一助力出口和所述第二助力出口中选择的一个优先离开所述部分封闭的容积。
A2.根据段落A1所述的推进器,其中所述第一助力出口面向第一助力出口方向,其中所述入口面向入口方向,并且进一步其中所述第一助力出口方向至少基本垂直于所述入口方向。
A2.1根据段落A1-A2中任一段所述的推进器,其中所述第一助力出口定位成引导所述流体流在第一助力出口方向上离开所述部分封闭的容积,并且进一步其中所述第一助力出口方向至少基本垂直于所述流体流进入所述入口的入口方向。
A2.1.1根据段落A2.1所述的推进器,其中所述流体流进一步由所述叶片桨距控制机构和以所述相应的桨距角定位的所述多个叶片引导,所述相应的桨距角操纵所述流体流流向所述第一助力出口方向以生成相对于所述旋转轴线的水平推进或径向助力。
A3.根据段落A1-A2.1.1中任一段所述的推进器,其中所述流体流从所述入口方向进入所述入口,其中所述流体流在所述第一助力出口方向上离开所述第一助力出口,并且进一步其中所述入口方向至少基本垂直于所述第一助力出口方向。
A4.根据段落A1-A3中任一段所述的推进器,其中所述第二助力出口与所述入口相对。
A5.根据段落A1-A4中任一段所述的推进器,其中所述第二助力出口面向第二助力出口方向,其中所述入口面向入口方向,并且进一步其中所述第二助力出口方向至少基本平行于所述入口方向并且至少基本与所述入口方向相反。
A5.1根据段落A1-A5中任一段所述的推进器,其中所述第二助力出口定位成引导流体流在第二助力出口方向上离开所述部分封闭的容积,并且进一步其中所述第二助力出口方向至少基本平行于所述入口方向。
A5.1.1根据段落A5.1所述的推进器,其中所述流体流进一步由所述叶片桨距控制机构引导,所述多个叶片定位在所述相应的桨距角处,所述相应的桨距角操纵所述流体流到所述第二助力出口方向以生成相对于所述旋转轴线的竖直推进。
A6.根据段落A1-A5.1.1中任一段所述的推进器,其中由所述入口限定的入口平面是以下各项中的至少一个:
(i)垂直于由所述第一助力出口限定的第一出口平面;
(ii)至少基本垂直于所述第一出口平面;
(iii)在垂直于所述第一出口平面的阈值第一助力出口偏离角内,可选地,其中所述阈值第一助力出口偏离角小于10度、小于8度、小于6度、小于4度、小于2度或小于1度;
(iv)平行于由所述第二助力出口限定的第二出口平面;
(v)至少基本平行于所述第二出口平面;
(vi)在平行于所述第二出口平面的阈值第二助力出口偏离角内,可选地,其中所述阈值第二助力出口偏离角小于10度、小于8度、小于6度、小于4度、小于2度或小于1度。
A7.根据段落A1-A6中任一段所述的推进器,其中所述风扇组件包括中心毂,并且进一步其中所述多个叶片可操作地附接到所述中心毂并且从所述中心毂延伸。
A8.根据段落A7所述的推进器,其中所述多个叶片中的每个叶片经由相应的枢轴点可操作地附接到所述中心毂,其中所述叶片桨距控制机构经由所述多个叶片中的每个叶片绕由所述相应的枢轴点限定的相应的枢轴轴线的旋转而选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的相应的桨距角。
A9.根据段落A8所述的推进器,其中所述相应的枢轴轴线是以下各项中的至少一个:
(i)至少基本垂直于所述旋转轴线;
(ii)垂直于所述旋转轴线;和
(iii)在垂直于所述旋转轴线的阈值枢轴轴线角内,可选地,其中所述阈值枢轴轴线角是至少0度、至少1度、至少2度、至少4度、至多8度、至多6度、至多4度和至多2度中的至少一个。
A10.根据段落A1-A9中任一段所述的推进器,其中所述多个叶片中的每个叶片是以下各项中的至少一个:
(i)平坦的;
(ii)弯曲的;
(iii)弓形的;和
(iv)扭转的。
A11.根据段落A1-A10中任一段所述的推进器,其中所述多个叶片中的每个叶片限定相应的细长轴线,并且进一步其中所述叶片桨距控制机构配置成经由绕相应的细长轴线的旋转在最小桨距角和最大桨距角之间选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的桨距角。
A12.根据段落A11所述的推进器,其中所述最小桨距角是下列各项中的至少一个:
(i)至少0度、至少2.5度、至少5度、至少7.5度、至少10度、至少12.5度、至少15度、至少20度、至少25度或至少30度;和
(ii)至多45度、至多40度、至多35度、至多30度、至多25度、至多20度、至多15度、至多12.5度、至多10度、至多7.5度或至多5度。
A13.根据段落A11-A12中任一段所述的推进器,其中所述最大桨距角是以下各项中的至少一个:
(i)至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少65度、至少70度、至少75度或至少80度;和
(ii)至多90度、至多87.5度、至多80度、至多77.5度、至多75度、至多70度、至多65度或至多60度。
A14.根据段落A1-A13中任一段所述的推进器,其中所述桨距角限定在所述旋转轴线和所述多个叶片中的每个叶片的旋转近端的轴线之间。
A15.根据段落A1-A14中任一段所述的推进器,其中当所述桨距角在径向流动桨距角范围内时,所述推进器配置成引导至少大部分的所述流体流经由所述入口流入所述部分封闭的容积中并且引导至少大部分的所述流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积。
A16.根据段落A15所述的推进器,其中所述径向流动桨距角范围是下列各项中的至少一个:
(i)至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少65度、至少70度、至少75度或至少80度;和
(ii)至多90度、至多87.5度、至多80度、至多77.5度、至多75度、至多70度、至多65度或至多60度。
A17.根据段落A1-A16中任一段所述的推进器,其中当所述桨距角在轴向流动桨距角范围内时,所述推进器配置成引导至少大部分的所述流体流经由所述入口流入所述部分封闭的容积,并且引导至少大部分的所述流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积。
A18.根据段落A17所述的推进器,其中所述轴向流动桨距角范围是下列各项中的至少一个:
(i)至少0度、至少2.5度、至少5度、至少7.5度、至少10度、至少12.5度、至少15度、至少20度、至少25度或至少30度;和
(ii)至多45度、至多40度、至多35度、至多30度、至多25度、至多20度、至多15度、至多12.5度、至多10度、至多7.5度或至多5度。
A19.根据段落A1-A18中任一段所述的推进器,其中所述叶片桨距控制机构包括伺服机构,所述伺服机构配置成选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的相应的桨距角。
A20.根据段落A1-A19中任一段所述的推进器,其中所述出口流控制组件配置成在打开取向与闭合取向之间的多个取向之间选择性地转换,在打开取向中,所述出口流控制组件允许流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积,在闭合取向中,所述出口流控制组件阻塞流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积。
A21.根据段落A1-A20中任一段所述的推进器,其中所述出口流控制组件包括以下各项中的至少一个:
(i)至少一个百叶窗;
(ii)多个百叶窗;
(iii)至少一个遮板;
(iv)多个遮板;
(v)至少一个封闭物;和
(vi)多个封闭物。
A22.根据段落A1-A21中任一段所述的推进器,其中当所述推进器配置成选择性地调节所述叶片桨距控制机构和所述出口流控制组件时,使得:
(i)当所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述径向流动桨距角范围内时,所述出口流控制组件配置成允许流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积;和
(ii)当所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述轴向流动桨距角范围内时,所述出口流控制组件配置成限制流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积。
A23.根据段落A1-A22中任一段所述的推进器,其中包括以下中的一个:
(i)所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述径向流动桨距角范围内,并且所述出口流控制组件允许流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积;和
(ii)所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述轴向流动桨距角范围内,并且所述出口流控制组件限制流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积。
A24.根据段落A1-A23中任一段所述的推进器,其中所述出口流控制组件是第一出口流控制组件,并且进一步其中所述推进器包括第二出口流控制组件,所述第二出口流控制组件配置成选择性地调节流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积。
A25.根据段落A24所述的推进器,其中所述第二出口流控制组件配置成在第二打开取向与第二闭合取向之间的多个取向之间选择性地转换,在第二打开取向中,所述第二出口流控制组件允许流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积,在第二闭合取向中,所述出口流控制组件阻塞流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积。
A26.根据段落A24-A25中任一段所述的推进器,其中所述第二出口流控制组件包括以下各项中的至少一个:
(i)至少一个第二百叶窗;
(ii)多个第二百叶窗;
(iii)至少一个第二遮板;
(iv)多个第二遮板;
(v)至少一个第二封闭物;和
(vi)多个第二封闭物。
A27.根据段落A24-A26中任一段所述的推进器,其中所述推进器配置成选择性地调节所述叶片桨距控制机构和所述出口流控制组件,使得:
(i)当所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述径向流动桨距角范围内时,所述第二出口流控制组件配置成限制流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积;和
(ii)当所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述轴向流动桨距角范围内时,所述第二出口流控制组件配置成允许流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积。
A28.根据段落A24-A27中任一段所述的推进器,其中包括以下中的一个:
(i)所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述径向流动桨距角范围内并且所述第二出口流控制组件限制流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积;和
(ii)所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角在所述轴向流动桨距角范围内,并且所述第二出口流控制组件允许流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积。
A29.根据段落A1-A28中任一段所述的推进器,其中所述推进器进一步包括动力源,所述动力源配置成提供动力以使所述风扇组件绕所述旋转轴线旋转。
A30.根据段落A29所述的推进器,其中所述动力源包括以下各项中的至少一个:
(i)电动马达;
(ii)内燃机;和
(iii)喷气发动机。
A31.根据段落A29-A30中任一段所述的推进器,其中所述推进器进一步包括配置成激励所述动力源的动力供应。
A32.根据段落A31所述的推进器,其中所述动力供应包括以下各项中的至少一个:
(i)能量存储设备;
(ii)电能储存设备;
(iii)电池;和
(iv)一定体积的燃料。
A33.根据段落A1-A32中任一段所述的推进器,其中所述推进器进一步包括以下各项中的至少一个:
(i)电动马达,其配置成提供动力以使所述风扇组件绕所述旋转轴线旋转;
(ii)电能源,其配置成向所述电动马达提供电流以给所述电动马达提供动力;
(iii)马达控制器,其配置成控制所述风扇组件绕所述旋转轴线的旋转频率;和
(iv)飞行控制单元,其被编程以控制所述马达控制器、所述叶片桨距控制机构和所述出口流控制组件的操作。
A34.根据段落A33所述的推进器,其中所述飞行控制单元进一步被编程以执行段落B1-B15中任一段的任何方法的任何合适的步骤。
A35.根据段落A1-A34中任一段所述的推进器,其中所述推进器进一步包括流动引导结构,其中所述流动引导结构定位在所述部分封闭的容积内并且配置成以下各项中的至少一个:
(i)引导所述流体流从所述入口到所述第一助力出口;
(ii)引导所述流体流从所述入口到所述第二助力出口;和
(iii)选择性地引导所述流体流从所述入口到所述第一助力出口和所述第二助力出口中选择的一个。
A36.一种飞机,其包括:
机身;
可选地至少一个机翼;和
根据段落A1-A35中任一段所述的至少一个推进器,其中所述至少一个推进器配置成选择性地为所述飞机提供水平助力和竖直助力。
A37.根据段落A36所述的飞机,其中所述至少一个推进器配置成便于所述飞机的竖直起飞和着陆。
A38.根据段落A36-A37中任一段所述的飞机,其中所述至少一个推进器配置成使得:
(i)当所述流体流经由所述第一助力出口离开所述部分封闭的容积时,所述飞机处于水平飞行配置;和
(ii)当所述流体流经由所述第二助力出口离开所述部分封闭的容积时,所述飞机处于竖直飞行配置。
A39.根据段落A36-A37中任一段所述的飞机,其中所述至少一个推进器包括至少两个外推进器,其中所述至少两个外推进器定位在所述飞机的相对侧上并且至少基本与所述飞机的质心相等地间隔开。
A40.根据段落A39所述的飞机,其中所述至少两个外推进器与所述飞机的对称轴线间隔开。
A41.根据段落A36-A39中任一段所述的飞机,其中所述至少一个推进器包括沿着所述飞机的对称轴线定位的中心推进器。
A42.根据段落A36-A41中任一段所述的飞机,其中所述飞机进一步包括补充水平推进器,所述补充水平推进器配置成在所述飞机的水平飞行期间提供补充助力。
B1.一种利用推进器在径向流动配置和轴向流动配置之间选择性地引导流体流的方法,所述方法包括:
使所述推进器的风扇组件绕旋转轴线旋转,其中所述风扇组件包括从所述旋转轴线径向延伸的多个叶片;
响应于所述旋转,接收流入所述推进器的部分封闭的容积的所述流体流,其中所述部分封闭的容积从入口延伸到第一助力出口和第二助力出口,其中所述风扇组件至少部分地定位在所述部分封闭的容积内,并且进一步其中所述接收包括经由所述入口接收;
通过以下方式操作所述径向流动配置中的所述推进器:
(i)将所述多个叶片中的每个叶片的桨距角调整到径向流动桨距角范围;和
(ii)允许流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积;以及
通过以下方式操作所述轴向流动配置中的所述推进器:
(i)将所述多个叶片中的每个叶片的桨距角调整到轴向流动桨距角范围,所述轴向流动桨距角范围与所述径向流动桨距角范围不同;
(ii)可选地限制流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积;和
(iii)允许流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积。
B2.根据段落B1所述的方法,其中至少一个:
(i)以所述径向流动配置操作所述推进器和以所述轴向流动配置操作所述推进器被顺序地执行;
(ii)以所述径向流动配置操作所述推进器是在以所述轴向流动配置操作所述推进器之后;和
(iii)以所述径向流动配置操作所述推进器是在以所述轴向流动配置操作所述推进器之前。
B3.根据段落B1-B2中任一段所述的方法,其中所述方法进一步包括在以所述径向流动配置操作所述推进器和在以所述轴向流动配置操作所述推进器之间转换,并且可选地重复转换。
B4.根据段落B3的所述方法,其中所述转换包括利用叶片桨距控制机构以选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角。
B5.根据段落B1-B4中任一段所述的方法,其中以所述径向流动配置操作所述推进器进一步包括限制流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积。
B6.根据段落B5所述的方法,其中所述限制流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积包括将第二出口流控制组件转换到第二闭合取向。
B7.根据段落B1-B6中任一段所述的方法,其中所述径向流动桨距角范围是以下各项中的至少一个:
(i)至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少65度、至少70度、至少75度或至少80度;和
(ii)至多90度、至多87.5度、至多80度、至多77.5度、至多75度、至多70度、至多65度或至多60度。
B8.根据段落B1-B7中任一段所述的方法,其中所述允许流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积包括将出口流控制组件或第一出口流控制组件转换到打开取向或第一打开取向。
B9.根据段落B1-B8中任一段所述的方法,其中所述轴向流动桨距角范围是下列各项中的至少一个:
(i)至少0度、至少2.5度、至少5度、至少7.5度、至少10度、至少12.5度、至少15度、至少20度、至少25度或至少30度;和
(ii)至多45度、至多40度、至多35度、至多30度、至多25度、至多20度、至多15度、至多12.5度、至多10度、至多7.5度,或至多5度。
B10.根据段落B1-B9中任一段所述的方法,其中所述允许流体流经由所述第二助力出口流出所述部分封闭的容积包括将所述第二出口流控制组件转换到第二打开取向。
B11.根据段落B1-B10中任一段所述的方法,其中所述限制流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积包括将所述第一出口流控制组件转换到第一闭合取向。
B12.根据段落B1-B11中任一段所述的方法,其中所述旋转包括以下面各项中的至少一个的旋转频率旋转:
(i)至少1000转/分钟(RPM)、至少1250RPM、至少1500RPM、至少1750RPM、至少2000RPM、至少2250RPM,或至少2500RPM;和
(ii)至多4000RPM、至多3750RPM、至多3500RPM、至多3250RPM、至多3000RPM、至多2750RPM、至多2500RPM、至多2250RPM,或至多2000RPM。
B13.根据段落B1-B12中任一段所述的方法,其中所述旋转包括提供动力以使所述流体流经由所述入口流入所述部分封闭的容积。
B14.根据段落B1-B13中任一段所述的方法,其中所述接收包括流动所述流体流通过所述入口并流入所述部分封闭的容积。
B15.根据段落B1-B14中任一段所述的方法,其中所述推进器包括段落A1-A35中任一段所述推进器的任何合适的部件,和/或所述推进器任选地是段落A1-A35中任一段所述的推进器。
如本文所使用的,术语“选择性”和“选择性地”,当修改装置的一个或多个部件或特征的动作、移动、配置或其他活动时,意味着特定动作、移动、配置或其他活动是用户操纵装置的一个方面或一个或多个部件的直接结果或间接结果。
如本文所使用的,术语“适于”和“配置成”意味着元件、部件或其他主题设计成和/或旨在执行给定功能。因此,术语“适于”和“配置成”的使用不应被解释为意指给定元件、部件或其他主题仅仅“能够”执行给定功能,而是元件、部件和/或其他主题为了执行该功能的目的被具体地选择、创建、实现、利用、编程和/或设计。在本公开的范围内的是,被引述为适于执行特定功能的元件、部件和/或其他引用的主题可以另外地或可替代地描述为配置成执行该功能,反之亦然。类似地,被引述为配置成执行特定功能的主题可以另外地或可替代地描述为可操作以执行该功能。
如本文所使用的,关于一个或多个实体的列表的短语“至少一个”应该被理解为表示从实体列表中的任何一个或多个实体中选择的至少一个实体,但不一定包括实体列表中具体列出的每个和各个实体中的至少一个,并且不排除实体列表中的实体的任何组合。该定义还允许除了短语“至少一个”所指的实体列表中具体标识的实体以外的实体可以任选地存在,无论是与具体标识的那些实体相关还是无关。因此,作为非限制性示例,“A和B中的至少一个”(或等效地“A或B中的至少一个”,或等效地“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以参考至少一个(任选地包括多于一个)A,不存在B(并且任选地包括除B之外的实体);在另一个实施例中,可以参考至少一个(任选地包括多于一个)B,不存在A(并且任选地包括除A之外的实体);在另一个实施例中,可以参考至少一个(任选地包括多于一个)A和至少一个(任选地包括多于一个)B(并且任选地包括其他实体)。换句话说,短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达,其在操作中既是连接的又是分离的。例如,表达“A,B和C中的至少一个”、“A,B或C中的至少一个”、“A,B和C中的一个或多个”、“A,B或C中的一个或多个”和“A,B和/或C”中的每一个可以表示单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、A、B和C一起,以及任选的上述任何一种与至少一种其他实体的组合。
本文所公开的装置的各种公开元件和方法的步骤不是根据本文公开的所有装置和方法所要求的,并且本公开包括本文所公开的各种元件和步骤的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。此外,本文所公开的各种元件和步骤中的一个或多个可以限定独立的发明主题,其独立于整个公开的装置或方法并且与整个公开的装置或方法分离。因此,不要求这样的发明主题与本文明确公开的特定装置和方法相关联,并且这样的发明主题可以在本文未明确公开的装置和/或方法中找到用途。
如本文所使用的,短语“例如”、短语“作为示例”和/或简称为“示例”,当根据本公开参考一个或多个部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法使用时,旨在表达所描述的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法是根据本公开的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法的说明性非限制性示例。因此,所描述的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法不旨在限制、要求或排他/穷举;并且包括结构上和/或功能上相似和/或等同的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法的其他部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法也在本公开的范围内。
Claims (10)
1.一种用于飞机的推进器,所述推进器包括:
壳体,其限定从入口延伸到第一助力出口和第二助力出口两者的部分封闭的容积,其中
所述第一助力出口配置为提供水平助力,
所述第二助力出口配置为提供竖直助力,并且
所述入口的平面位于垂直于第一助力出口平面的阈值第一助力出口偏离角内,并且所述入口的所述平面位于平行于第二助力出口平面的阈值第二助力出口偏离角内,其中
所述阈值第一助力出口偏离角小于10度并且所述阈值第二助力出口偏离角小于10度;
风扇组件,其包括从旋转轴线径向延伸的多个叶片,其中所述风扇组件至少部分地定位在所述部分封闭的容积内并且配置成提供动力以使流体流经由所述入口流入所述部分封闭的容积;
叶片桨距控制机构,其配置成选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的相应的桨距角;和
出口流控制组件,其配置成引导所述流体流经由所述第一助力出口和所述第二助力出口中选择的一个优先离开所述部分封闭的容积。
2.根据权利要求1所述的推进器,其中所述第一助力出口定位成引导所述流体流在第一助力出口方向上离开所述部分封闭的容积,并且进一步其中所述第一助力出口方向至少基本垂直于所述流体流进入所述入口的入口方向。
3.根据权利要求2所述的推进器,其中所述流体流进一步由所述叶片桨距控制机构引导,所述多个叶片以所述相应的桨距角定位,所述相应的桨距角操纵所述流体流流向所述第一助力出口方向以生产相对于所述旋转轴线的水平推进。
4.根据权利要求1所述的推进器,其中所述第二助力出口定位成引导所述流体流在第二助力出口方向上流出所述部分封闭的容积,并且进一步其中所述第二助力出口方向至少基本平行于所述入口方向。
5.根据权利要求4所述的推进器,其中所述流体流进一步由所述叶片桨距控制机构引导,所述多个叶片以所述相应的桨距角定位,所述相应的桨距角操纵所述流体流流向所述第二助力出口方向以生产相对于所述旋转轴线的竖直推进。
6.根据权利要求1所述的推进器,其中所述风扇组件包括中心毂,其中所述多个叶片中的每一个经由相应的枢轴点可操作地附接到所述中心毂并且从所述中心毂延伸,并且进一步其中所述叶片桨距控制机构经由所述多个叶片中的每一个绕由所述相应的枢轴点限定的相应的枢轴轴线的旋转而选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的所述相应的桨距角。
7.根据权利要求1所述的推进器,其中所述多个叶片中的每个叶片限定对应的细长轴线,并且进一步其中所述叶片桨距控制机构配置成经由绕所述对应的细长轴线的旋转,在至少0度的最小桨距角与至多90度的最大桨距角之间选择性地改变所述多个叶片中的每个叶片的所述桨距角。
8.根据权利要求1所述的推进器,其中当所述桨距角在径向流动桨距角范围内时,所述推进器配置成经由所述入口引导至少大部分所述流体流流入所述部分封闭的容积,并且经由所述第一助力出口引导至少大部分所述流体流流出所述部分封闭的容积。
9.根据权利要求1所述的推进器,其中当所述桨距角在径向流动桨距角范围内时,所述推进器配置成经由所述入口引导至少大部分所述流体流流入所述部分封闭的容积,并且经由所述第二助力出口引导至少大部分所述流体流流出所述部分封闭的容积。
10.根据权利要求1所述的推进器,其中所述出口流控制组件配置成在所述出口流控制组件允许流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积的打开取向与在所述出口流控制组件阻塞流体流经由所述第一助力出口流出所述部分封闭的容积的闭合取向之间的多个取向之间选择性地转换。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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