一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构的制作方法

1.本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构。


背景技术：

2.evtol(electric vertical takeoff and landing)电动垂直起降飞行器应用涉及城市客运、区域客运、货运、个人飞行器、紧急医疗服务等多种场景模式。加上电池技术、自动控制和互联网技术的进步，使得大规模的城市航空运输似乎比以往任何时候都更可行。这种城市航空运输的可能性目前正受到极大的关注。evtol最突出的优点是节能环保，效率高能耗低，同时实现接近零排放，噪声和振动水平很低，乘坐舒适性好。此外，还具有安全可靠、结构简单、操作使用简便、维修性好/费用低、经济性好等特点。
3.随着城市化进程，陆用空间日趋饱和，交通拥堵问题日益严重，亟需开发城市空中可用空间，发展垂直式立体交通。evtol未来潜在应用涉及城市客运、区域客运、货运、个人飞行器、紧急医疗服务等多种场景模式。
4.电动垂直起降飞行器通过电机控制器控制电机运行，通过增大或减小电机的转速来调节与电机连接的螺旋桨的推力大小，从而控制电动垂直起降飞行器前飞速度的大小。电机在高速运转时会产生大量的热量，当电机超过一定温度时会停止工作，导致电机停转，在飞行中失去推力进而产生灾难性事故。因此，需要对电机进行散热，现有一般的散热方法是将电机散热器组件暴露在空气中，通过电动垂直起降飞行器在飞行时产生的气流来对电机进行散热。但对于电动飞行器，由于有较长时间的平飞阶段，暴露在空气中的散热器组件在飞行器前进阶段会产生较大的阻力，不利于飞行器的向前平飞。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构，包括naca进气道，所述naca进气道开设在电机臂上，所述naca进气道上设有唇口，所述电机臂的端部开有电机散热进气口，所述电机散热进气口与naca进气道连通，所述电机臂的端部连接电机，所述电机散热进气口朝向电机，所述naca进气道为渐扩式通道，所述naca进气道的气流起始入口处宽度设为w1，唇口处宽度设为w2，naca进气道的深度和长度分别设为h和l，其中w2/h控制在3～5，l不小于2倍w2。
6.优选地，所述naca进气道设有两个，沿电机臂上下对称布置，所述电机散热进气口包括电机散热上部进气口和电机散热下部进气口，所述电机散热上部进气口和电机散热下部进气口分别与两个naca进气道位置对应。
7.优选地，所述电机散热上部进气口和电机散热下部进气口之间设有电机散热环形空腔，所述电机散热环形空腔开于电机臂的端部。
8.优选地，所述naca进气道底部边缘采用变半径倒圆角结构，气流进入naca进气道
的扩张角度设为θ，θ在12
°
以内。
9.本实用新型的技术效果和优点：本结构中naca进气道可以改善电机的散热，确保电机安全可靠运行，较低的气动阻力提升了电动飞机的航程。
附图说明
10.图1为带有散热进气道结构的推桨系统示意图俯视图；
11.图2为带有散热进气道结构的推桨系统示意图侧视图；
12.图3为本实用新型的等轴测图前视图；
13.图4为本实用新型的等轴测图后视图；
14.图5为本实用新型的naca进气道参数示意图；
15.图6为本实用新型的naca进气道入流角参数示意图。
16.图中：1.螺旋桨；2.整流罩；3-电机；4.电机臂；5.naca进气道；7.电机散热上部进气口；8.电机散热环形空腔；9.电机散热下部进气口。
具体实施方式
17.为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
18.实施例
19.图1所示为带有散热进气道结构的推桨系统示意图俯视图，螺旋桨1安装在电机3上，整流罩2的作用是为了改善螺旋桨下游气流涡流，改善流动，减小阻力，电机3安装在电机臂4上。naca进气道5布置在电机臂4靠近电机3附近，上下对称布置，如图2所示。
20.naca进气道5不限于图1、图2所示的上下布置，可根据散热需要以适当数量环绕布置在电机臂3上。电机散热进气道结构包括naca进气道5、电机散热上部进气口7、电机散热环形空腔8及电机散热下部进气口9。高速来流经由naca进气道5的气流扩散进入，通过电机散热上部进气口7及电机散热下部进气口9进入电机3，对其进行冷却。电机散热环形空腔8用于平衡上下进气口的压力，使得上下压力均匀，以便更均匀地对电机3进行冷却。naca进气道5上设有唇口10(如图3所示)，气流在唇口10位置分为两部分，一部分进入电机3冷却，另外一部分则汇入主流，唇口10半径设计不可过小以防止气流发生分离。
21.naca进气道5为渐扩式通道，其参数如图5、图6所示。naca进气道5起始入口宽度设为w1，w1一般设计的较窄，而唇口10处宽度设为w2，w2较宽，w2一般以满足进气流量为前提，一般建议高度w2与naca进气道5的深度h比值在3～5较合适，naca进气道5的长度设为l，且l一般建议不小于2倍w2。气流以一扩张角度θ(如图6所示)进入naca进气道5，为了改善边缘处流动，naca进气道5底部边缘采用变半径倒圆角设计，更好地符合空气动力学外形设计，扩张角度θ一般控制在12
°
以内。
22.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员
来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构，包括naca进气道，其特征在于：所述naca进气道开设在电机臂上，所述naca进气道上设有唇口，所述电机臂的端部开有电机散热进气口，所述电机散热进气口与naca进气道连通，所述电机臂的端部连接电机，所述电机散热进气口朝向电机，所述naca进气道为渐扩式通道，所述naca进气道的气流起始入口处宽度设为w1，唇口处宽度设为w2，naca进气道的深度和长度分别设为h和l，其中w2/h控制在3～5，l不小于2倍w2。2.根据权利要求1所述的一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构，其特征在于：所述naca进气道设有两个，沿电机臂上下对称布置，所述电机散热进气口包括电机散热上部进气口和电机散热下部进气口，所述电机散热上部进气口和电机散热下部进气口分别与两个naca进气道位置对应。3.根据权利要求2所述的一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构，其特征在于：所述电机散热上部进气口和电机散热下部进气口之间设有电机散热环形空腔，所述电机散热环形空腔开于电机臂的端部。4.根据权利要求1所述的一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构，其特征在于：所述naca进气道底部边缘采用变半径倒圆角结构，气流进入naca进气道的扩张角度设为θ，θ在12
°
以内。

技术总结
本实用新型公开了一种改善电动垂直起降飞机电机散热进气道结构，包括NACA进气道，所述NACA进气道开设在电机臂上，所述NACA进气道上设有唇口，所述电机臂的端部开有电机散热进气口，所述电机散热进气口与NACA进气道连通，所述电机臂的端部连接电机，所述电机散热进气口朝向电机，所述NACA进气道为渐扩式通道，所述NACA进气道的气流起始入口处宽度设为W1，唇口处宽度设为W2，NACA进气道的深度和长度分别设为H和L，其中W2/H控制在3～5，L不小于2倍W2。本结构中NACA进气道可以改善电机的散热，确保电机安全可靠运行，较低的气动阻力提升了电动飞机的航程。飞机的航程。飞机的航程。


技术研发人员：董明 王继明 姚远 杨万里 党铁红
受保护的技术使用者：上海沃兰特航空技术有限责任公司
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/6/16