CN114633876A - 飞行器的涵道螺旋桨、飞行器及飞行器的构件 - Google Patents

飞行器的涵道螺旋桨、飞行器及飞行器的构件 Download PDF

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Abstract

一种飞行器的涵道螺旋桨，该涵道螺旋桨具有：转子侧的螺旋桨；定子侧的涵道体(19)，该涵道体在径向外部包围该螺旋桨并且限定用于流经该螺旋桨的空气的流动通道(22)，其中该涵道体(19)具有朝向该螺旋桨的内壁(23)，该内壁至少部分地被穿孔，其中该涵道体(19)具有背离该螺旋桨(18)的外壁(24)，其中在该涵道体(19)的内壁(23)与外壁(24)之间形成有空腔(33)，这些空腔经由被穿孔的内壁(23)与用于流经该螺旋桨(18)的空气的流动通道(22)相联接从而形成消声的共鸣器，并且其中这些空腔(33)在背离该内壁(23)且因此朝向该外壁(34)的区域中被活性炭填充。

Description

飞行器的涵道螺旋桨、飞行器及飞行器的构件
技术领域
本发明涉及一种飞行器的涵道螺旋桨和一种飞行器。本发明还涉及一种飞行器的构件。
背景技术
DE 10 2018 116 144 A1公开了一种具有机身和接合在机身上的机翼的飞行器。涵道螺旋桨整合到机翼中。涵道螺旋桨可以被板条覆盖。涵道螺旋桨可以水平地或垂直地固定。水平固定的涵道螺旋桨用于在垂直起飞或垂直降落中驱动飞行器。垂直固定的涵道螺旋桨用于产生飞行器的推力。
从DE 10 2018 123 470 A1中已知一种飞行器，其中将多个涵道螺旋桨整合到一个机翼中。
从DE 10 2018 116 147 A1中已知另一种飞行器。在此，螺旋桨接合在飞行器的机身的机鼻上，这些螺旋桨支持飞行器的垂直起飞或垂直降落。
从DE 10 2018 116 153 A1中已知一种飞行器，其中涵道螺旋桨接合在飞行器的机身、即机身的机鼻上。在此，将两个涵道螺旋桨组合成一个单元，该单元可以围绕旋转轴线枢转，其中这个旋转轴线与飞行器的俯仰轴线平行地延伸。
DE 10 2018 116 166 A1公开了飞行器的涵道螺旋桨的大体结构。涵道螺旋桨包括转子侧的螺旋桨(其也被称为转子)以及定子侧的涵道体，其中涵道体在径向外部包围该螺旋桨。涵道体限定沿轴向方向延伸的、流经螺旋桨的空气的流动通道。
从DE 10 2018 116 149 A1中已知另一种飞行器涵道螺旋桨。DE 10 2018 120200 A1同样公开了一种飞行器涵道螺旋桨。在这种涵道螺旋桨中，电动机器整合到涵道体中。
在涵道螺旋桨运行时产生噪声。存在如下需求，将涵道螺旋桨设计成使得在其运行时产生尽可能小的噪声。
从US 2 783 008 A已知一种飞行器的空气动力学上的构件，即机翼，其中空腔由两个壁界定。这些壁中的一个壁形成为具有凹口的被穿孔的壁。空腔被填充以由吸声材料制成的本体，尤其玻璃纤维棉。
从EP 1 340 736 A已知一种多孔的隔声材料，该隔声材料包括由带有空隙的骨料形成的骨架。在此，骨料的空隙小于骨料之间的空隙。形成空隙的材料，即形成界定空隙的壁部的材料包括活性炭或炭颗粒。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新型的飞行器涵道螺旋桨、一种具有这种涵道螺旋桨的飞行器和一种飞行器的构件。
这个目的通过下文所述的涵道螺旋桨来实现。
该涵道螺旋桨具有：转子侧的螺旋桨；以及定子侧的涵道体，该涵道体在径向外部包围该螺旋桨并且限定用于流经该螺旋桨的空气的流动通道，其中该涵道体具有朝向该螺旋桨的内壁，该内壁至少部分地被穿孔，其中该涵道体具有背离该螺旋桨的外壁。
在该涵道体的内壁与外壁之间形成有空腔，这些空腔经由被穿孔的该内壁与用于流经该螺旋桨的空气的流动通道相联接从而形成消声的共鸣器，并且其中这些空腔在背离该内壁且因此朝向该外壁的区域中被活性炭填充。
借助本发明，首次提出一种飞行器的涵道螺旋桨，其中在涵道体的内壁与外壁之间形成的空腔部分地被活性炭填充(即，在背离涵道体的内壁且因此朝向涵道体的外壁的区域中)。由此在飞行器的涵道螺旋桨上可以实现特别有效的消声。
优选地，空腔的被活性炭填充的区域占据相应空腔的体积的10％至60％之间。这允许了涵道螺旋桨上的特别有效的消声。
根据一个有利的改进方案，该活性炭以活性炭无纺布或活性炭垫的形式存在。替代性地，该活性炭作为保持在塑料膜片中的活性炭颗粒存在。活性炭无纺布或活性炭垫或保持活性炭颗粒的塑料膜片能够特别有利地布置在空腔中并且因此特别有利地提供针对涵道螺旋桨的消声。
该飞行器是下述7中限定的。
该飞行器的构件、尤其是涵道螺旋桨的涵道体在下述8中进行限定。
总体上，本发明在此公开下述1、7、8的技术方案，下述2-6和9-10为本发明的优选技术方案：
1.一种飞行器的涵道螺旋桨(17)，该涵道螺旋桨具有：
转子侧的螺旋桨(18)；
定子侧的涵道体(19)，该涵道体在径向外部包围该螺旋桨(18)并且限定用于流经该螺旋桨(18)的空气的流动通道(22)，
其中该涵道体(19)具有朝向该螺旋桨(18)的内壁(23)，该内壁至少部分地被穿孔，
其中该涵道体(19)具有背离该螺旋桨(18)的外壁(24)，
其中在该涵道体(19)的内壁(23)与外壁(24)之间形成有空腔(33)，这些空腔经由被穿孔的内壁(23)与用于流经该螺旋桨(18)的空气的流动通道(22)相联接从而形成消声的共鸣器，
其中这些空腔(33)在背离该内壁(23)且因此朝向该外壁(34)的区域中被活性炭(37)填充。
2.根据上述1所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，这些空腔(33)的被活性炭填充的区域占据相应的空腔(33)的体积的10％至60％之间。
3.根据上述1或2所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，这些空腔(33)的被活性炭(37)填充的区域占据相应的空腔(33)的体积的20％至60％之间或相应的空腔(33)的体积的10％至50％之间，尤其相应的空腔(33)的体积的20％至40％之间。
4.根据上述1至3之一所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，该活性炭(37)以活性炭无纺布或活性炭垫的形式存在。
5.根据上述1至3之一所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，该活性炭作为保持在塑料膜片中的活性炭颗粒存在。
6.根据上述1至5之一所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，这些空腔(33)是由蜂窝体(25，26)构成的。
7.一种飞行器(10)，该飞行器具有：
提供乘客舱的机身(11)；
接合在该机身(11)上的机翼(13)；
至少一个涵道螺旋桨(17)，该至少一个涵道螺旋桨接合在该机身(11)或机翼(13)上，
其特征在于，
相应的涵道螺旋桨(17)是根据上述1至6之一设计的。
8.一种飞行器的构件，尤其涵道螺旋桨(17)的涵道体(19)，该涵道体具有：
被穿孔的第一壁(23)；
第二壁(24)；
在该第一壁(23)与该第二壁(24)之间形成的空腔(33)，这些空腔经由被穿孔的第一壁(23)与环境联接从而形成消声的共鸣器，
其中这些空腔(33)在背离该第一壁(23)且因此朝向该第二壁(24)的区域中被活性炭(37)填充。
9.根据上述8所述的构件，其特征在于，这些空腔(33)的被活性炭(37)填充的区域占据相应的空腔(33)的体积的10％至60％之间。
10.根据上述8或9所述的构件，其特征在于，该活性炭(37)以活性炭无纺布或活性炭垫的形式存在或作为保持在塑料膜片中的活性炭颗粒存在。
附图说明
本发明的优选改进方案自下文和以下说明得出。将借助附图详细阐述本发明的实施例，但并不局限于这些实施例。在附图中：
图1示出了飞行器的侧视图，
图2示出了飞行器的俯视图，
图3示出了飞行器的涵道螺旋桨与板条单元一起的立体图，
图4示出了涵道螺旋桨的涵道体的立体图，
图5示出图4的截面V-V，
图6示出了图5的细节VI，以及
图7示出图6的细节的示意性图示。
具体实施方式
图1和图2示出了飞行器10的不同视图。飞行器10具有机身11，该机身尤其提供乘客舱。此外，飞行器10具有接合在机身11上的机翼13。
飞行器10是所谓的垂直起降飞行器，该垂直起降飞行器在起飞时从地面垂直上升，并且在降落时垂直降落在地面上。为了能够实现飞行器10的这种垂直起飞和降落，飞行器10至少在每个机翼13的区域中各自具有至少一个机翼抬升单元14，该机翼抬升单元也被称为机翼升降单元(Wing-Lift-Unit，WLU)。在示出的实施例中，每个机翼13各自具有三个这种机翼抬升单元14。
通过使用机翼抬升单元14进行的飞行器10的垂直起飞和降落可以受到至少一个机鼻抬升单元15的辅助，该机鼻抬升单元接合在飞行器10的机身11的机鼻16上。机鼻抬升单元15也被称为机鼻升降单元(Nose-Lift-Unit，NLU)。
在图1和图2中示出了这种机鼻抬升单元15，该机鼻抬升单元定位在机身11的一侧。还可以使用两个这种机鼻抬升单元15。机鼻抬升单元15优选地是可以相对于机身11枢转的，尤其使得在起飞和降落时，相应的机鼻抬升单元15从机身11中枢转出来，而针对飞行器10起飞后并且降落前的飞行运行，相应的机鼻抬升单元15枢转进入机身11。
为了在飞行器10起飞后推进飞行器，飞行器10具有至少一个推进单元12，在示出的实施例中具有两个整合到机身11后部的推进单元12。
飞行器10的相应的机翼抬升单元14和相应的机鼻抬升单元15以及相应的推进单元12可以各自包括涵道螺旋桨17。
图3示出了机翼抬升单元14的透视图，该机翼抬升单元包括涵道螺旋桨17。涵道螺旋桨17在此具有转子侧的螺旋桨18和定子侧的涵道体19。此外，图3示出了作为机翼抬升单元14的另外的组件的板条单元20、21，即上部板条单元20和下部板条单元21。
在起飞和降落时，两个板条单元20、21打开并且释放由涵道螺旋桨17的涵道体19限定的用于流通的流动通道22。相反，尤其在起飞后并且降落前的常规飞行运行中不需要机翼抬升单元14时，则板条单元20、21关闭并且封闭相应的涵道螺旋桨17的涵道体19的流动通道22。
如已经阐明的，涵道螺旋桨17相应地具有转子侧的螺旋桨18和定子侧的涵道体19。定子侧的涵道体19限定流经螺旋桨18的空气的流动通道，其中这个流动通道22沿涵道螺旋桨17的轴向方向A(参见图5)延伸。在涵道螺旋桨17的径向方向R上观察，涵道体19在径向外部包围转子或螺旋桨18。
涵道螺旋桨17的涵道体19具有朝向涵道螺旋桨17的螺旋桨18的内壁23以及背离螺旋桨18的外壁24。内壁23和外壁24优选地各自由至少一个纤维增强塑料层、优选地CFK塑料层或替代性地GFK塑料层制成。涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23限定涵道螺旋桨17的用于流经转子18的空气的流动通道22。
涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23至少部分地被穿孔，该内壁限定涵道螺旋桨17的用于流经转子18的空气的流动通道22。图6示出内壁23的凹口36，这些凹口形成该内壁的通孔。
在涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23与外壁24之间形成有空腔33。为此优选地，在涵道体19的内壁23与外壁24之间布置有至少一个具有蜂窝34的蜂窝芯，其中蜂窝34限定空腔33。
图3示例性地示出三个蜂窝芯25、26和27。在此，在轴向方向A上看，蜂窝芯27被布置在蜂窝芯25与蜂窝芯26之间。相应的蜂窝芯可以由纤维增强塑料制成。
这些蜂窝芯25、26和27中的每个蜂窝芯具有多个蜂窝34以及因此空腔33，其中蜂窝34沿涵道螺旋桨17的径向方向R或大致沿径向方向R延伸。
在图5中，在每个蜂窝芯25、26、27的区域中各自示出了蜂窝34。在沿径向方向R延伸的蜂窝34中，相应蜂窝芯25、26、27的限定蜂窝34以及因此空腔的蜂窝壁35沿径向方向R在内壁23与外壁24之间延伸。相应的蜂窝芯25、26和27的蜂窝34在邻接内壁23和外壁24处是开放的。
在涵道螺旋桨17的涵道体19的本身被构造成漏斗状弯曲的入口侧的区段28中，蜂窝34大致沿涵道体19的以及因此涵道螺旋桨17的径向方向R延伸。于是，蜂窝34相对于径向方向R倾斜设置。
相比之下，在涵道体19的以及因此涵道螺旋桨17的出口侧的区段29中，相应蜂窝体26、27的蜂窝34沿径向方向R延伸。在此，涵道螺旋桨17的涵道体19被构造成管状的或柱状的。
在涵道体19的中间区域30中，该中间区域被布置在涵道体19的入口侧的区段28与涵道体19的出口侧的区段29之间，涵道螺旋桨17的涵道体19具有接纳进入体32的缺口31。这个进入体32优选地是泡沫体，其中涵道螺旋桨17的转子或螺旋桨18的转动叶片在运行中可以进入到这个进入体32中，因此在运行中不损坏转子或螺旋桨18的转动叶片。
蜂窝34以及因此空腔33中的至少数个经由被穿孔的内壁23的凹口36与流动通道22相连接。
至少，在涵道体19的出口侧的区段29中，蜂窝体26的蜂窝34以及因此空腔33中的数个经由被穿孔的内壁23的凹口36与流动通道22相连接。
如上文所实施的，形成空腔33的蜂窝34相应地布置在涵道螺旋桨17的涵道体19的内壁23与外壁24之间。由蜂窝34限定的空腔33经由被穿孔的内壁23的凹口36与用于流经涵道螺旋桨17的螺旋桨18的空气的流动通道22相联接。由此，消声的共鸣器形成为亥姆霍兹(Helmholtz)共鸣器的形式。
空腔33在背离内壁23且因此朝向外壁24的区域中被活性炭填充。
在此，活性炭可以以活性炭无纺布或活性炭垫的形式存在。
替代性地可以实现的是，活性炭37作为保持或固定在塑料膜片中的活性炭颗粒存在。
通过用活性炭填充空腔33可以提供特别有利的消声，尤其可以向300Hz至1,500Hz的数量级的低频率方向调节共鸣器的频率。由此可以确保特别有利的消声。
空腔33的被活性炭填充的区域优选地占据相应的空腔33的体积的10％至60％之间、优选地20％至60％之间或10％至50％之间。
特别优选地，相应的空腔33的被活性炭填充的区域占据相应的空腔的体积的20％至40％之间，其中空腔33的被活性炭填充的区域背离内壁23并且朝向外壁24。
本发明不仅涉及上述涵道螺旋桨17，而且还涉及这种涵道螺旋桨17的涵道体19。涵道螺旋桨17的涵道体19是飞行器的如下构件，其具有第一壁(即，被穿孔的内壁23)、第二壁(即，外壁24)、以及在壁23、24之间形成的空腔33，这些空腔经由被穿孔的第一壁与环境(即，流动通道22)相联接从而形成消声的共鸣器。如上文所实施的，在背离第一壁且朝向第二壁的区域中，空腔33被活性炭填充。
本发明还涉及飞行器10。飞行器10具有上述的机身11以及接合在机身11上的机翼13。此外，飞行器10具有至少一个根据本发明的涵道螺旋桨17。该涵道螺旋桨17可以作为机翼抬升单元14的组成部分而被接合在机翼13上，或者作为机鼻抬升单元15的组成部分而被接合在机身11的机鼻16上。推进单元12也可以具有涵道螺旋桨17。相应的涵道螺旋桨17如上文详细描述地实施。尤其，根据本发明的涵道螺旋桨17作为机翼抬升单元14的组成部分而被接合在相应的机翼13上。

Claims (10)

1.一种飞行器的涵道螺旋桨(17)，该涵道螺旋桨具有：
转子侧的螺旋桨(18)；
定子侧的涵道体(19)，该涵道体在径向外部包围该螺旋桨(18)并且限定用于流经该螺旋桨(18)的空气的流动通道(22)，
其中该涵道体(19)具有朝向该螺旋桨(18)的内壁(23)，该内壁至少部分地被穿孔，
其中该涵道体(19)具有背离该螺旋桨(18)的外壁(24)，
其中在该涵道体(19)的内壁(23)与外壁(24)之间形成有空腔(33)，这些空腔经由被穿孔的内壁(23)与用于流经该螺旋桨(18)的空气的流动通道(22)相联接从而形成消声的共鸣器，
其中这些空腔(33)在背离该内壁(23)且因此朝向该外壁(34)的区域中被活性炭(37)填充。
2.根据权利要求1所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，这些空腔(33)的被活性炭填充的区域占据相应的空腔(33)的体积的10％至60％之间。
3.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，这些空腔(33)的被活性炭(37)填充的区域占据相应的空腔(33)的体积的20％至60％之间或相应的空腔(33)的体积的10％至50％之间，尤其相应的空腔(33)的体积的20％至40％之间。
4.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，该活性炭(37)以活性炭无纺布或活性炭垫的形式存在。
5.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，该活性炭作为保持在塑料膜片中的活性炭颗粒存在。
6.根据权利要求1或2所述的涵道螺旋桨(17)，其特征在于，这些空腔(33)是由蜂窝体(25，26)构成的。
7.一种飞行器(10)，该飞行器具有：
提供乘客舱的机身(11)；
接合在该机身(11)上的机翼(13)；
至少一个涵道螺旋桨(17)，该至少一个涵道螺旋桨接合在该机身(11)或机翼(13)上，
其特征在于，
相应的涵道螺旋桨(17)是根据权利要求1至6之一设计的。
8.一种飞行器的构件，尤其涵道螺旋桨(17)的涵道体(19)，该涵道体具有：
被穿孔的第一壁(23)；
第二壁(24)；
在该第一壁(23)与该第二壁(24)之间形成的空腔(33)，这些空腔经由被穿孔的第一壁(23)与环境联接从而形成消声的共鸣器，
其中这些空腔(33)在背离该第一壁(23)且因此朝向该第二壁(24)的区域中被活性炭(37)填充。
9.根据权利要求8所述的构件，其特征在于，这些空腔(33)的被活性炭(37)填充的区域占据相应的空腔(33)的体积的10％至60％之间。
10.根据权利要求8或9所述的构件，其特征在于，该活性炭(37)以活性炭无纺布或活性炭垫的形式存在或作为保持在塑料膜片中的活性炭颗粒存在。
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