一種矢量推進裝置和飛艇的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及飛艇推進技術領域，特別是一種矢量推進裝置和飛艇。
【背景技術】
[0002]近些年以來，隨著環保意識的提高、電動推進技術的提高以及平流層高度飛行的飛艇研究熱潮的到來，電動飛艇成為了目前飛艇研究的熱點。電動飛艇的飛行速度比較低，為提高低速下飛艇的操縱性能，在飛艇設計中一般均使用帶傾轉裝置的推進裝置。傳統矢量推進裝置一般安裝于吊艙兩側，傾轉裝置安置于吊艙內，通過步進電機帶動皮帶、齒輪或鏈條驅動傾轉軸實現兩側推進裝置的同步傾轉。
[0003]電動飛艇，尤其是飛行于空氣稀薄的平流層高度的電動飛艇，為了提高電動推進裝置的效率，一般都將動力系統設計為大直徑的螺旋槳電動推進裝置。
[0004]傳統的推進裝置布局形式，是將大直徑的螺旋槳電動推進裝置安裝于艇體底部吊艙的兩側，如申請號為201410234073.7的中國實用新型專利申請《一種采用旋轉葉片推進器的動力飛艇》中所公開的結構，它由艇身、吊籃、操控系統和推進系統組成，推進系統包括兩組結構和功能都相同的推進器，它們分別對稱布置于艇身后部的左右兩側的下方，每組推進器均由電機、鋰電池、電子調節器、齒輪減速裝置、主軸、轉臂、葉片、葉軸、導向桿及導向器組成。電機由鋰電池供電，由無線電接收器和電子調節器進行轉速及轉向的調節，通過置于吊籃內或地面的無線電遙控發射器進行控制，推進器的葉片作旋轉運動產生推力，這樣的結構所存在的不足之處在于:隨著螺旋槳直徑的增大，將大大增加吊艙的尺寸，進而使吊艙結構形式變得復雜，吊艙結構重量明顯增大，使得吊艙在艇體局部造成嚴重的應力集中。
[0005]又如申請號為200720173979.8的中國實用新型專利《一種新型飛艇》中，公開了一種具有良好操縱性能的飛行器，包括艇體，轎箱、推進器、操控系統、起落架，艇體為紡錘翼形，在艇體兩側對稱設置至少兩個推進器，艇體內設有調節浮力和重量的兩小氣囊，這樣的結構存在的不足之處在于:由于推進裝置位置偏下且離艇體中心較遠，導致推進裝置產生的推力影響艇體攻角，給艇體姿態的實時控制帶來問題。同時，依靠兩側推進器差動進行偏航時，因推力距艇體軸線的力臂較小，兩側推進器所產生的差動力矩控制偏航的效果較差。
[0006]另外，現有的推進器與艇體的安裝方法在安裝艇體兩側的推進器、尤其是大尺寸、大重量的推進器時，如果不能保證同步安裝，受推進裝置重量對艇體軸線產生的力矩的作用，艇體會向推進裝置先安裝完成的一側發生滾動，以致于影響后續安裝。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的實用新型目的在于:針對現有技術存在的問題，提供一種結構穩定、艇體姿態易于控制的矢量推進裝置。
[0008]本實用新型的另一目的是:提供一種能夠減少吊艙尺寸和集中重量，減少推力變化對艇體俯仰角的影響的飛艇。
[0009]本實用新型的第一方面，提供一種矢量推進裝置，包括驅動裝置，所述驅動裝置連接有螺旋槳，所述驅動裝置連接有過渡架，所述過渡架底部的曲率與艇體側部用于安裝過渡架部位的曲率相適配，所述過渡架的底部能夠與艇體側部綁扎固定，所述過渡架的頂部設置有推進支架，所述推進支架的外形尺寸小于過渡架底部的外形尺寸，所述驅動裝置設置于推進支架上。采用這樣的結構，通過外形和曲率與艇體側部相適配的底部框架將整個推進裝置穩定地連接于艇體上，可增加螺旋槳的槳尖與艇體的距離，減少螺旋槳旋轉過程中的氣動不平衡，并且過渡架整體呈底部大、頂部小的空間結構，可減少螺旋槳氣動力對艇體的干擾，連接穩定性好。
[0010]優選的，所述過渡架的底部為“田”字形的框架，所述框架的四周由一根圓管折彎后圍合而成，所述框架的中部設置有呈十字交叉結構的內撐桿，所述過渡架的頂部還設置有平板，所述框架的四角與平板之間設置有斜向連接圓管，所述平板與框體的內撐桿之間設置有支撐圓管。
[0011]優選的，所述推進支架為變截面桁架結構。采用這樣的結構，具有結構重量輕、支撐剛度大優點，同時避免了傾轉裝置在正負180°傾轉時，螺旋槳旋轉平面與推進支架的干涉。
[0012]優選的，所述推進支架包括四根沿高度方向延伸的立管，相鄰兩根立管之間設置有橫管，所述橫管包括根部橫管、中部橫管和端部橫管，所述根部橫管位于推進支架的根部，所述中部橫管位于推進支架的中部，所述端部橫管位于推進支架的頂端，所述中部橫管與根部橫管之間設置有根部斜管，所述中部橫管與端部橫管之間設置有端部斜管。
[0013]優選的，所述立管的底部設置有安裝盤，所述安裝盤上設置有安裝孔，所述平板的上端面設置有用于承接立管的定位孔，所述立管插接于定位孔中，所述立管的安裝盤與平板之間通過螺釘連接。
[0014]優選的，所述推進支架與螺旋槳之間設置有用以改變或鎖定螺旋槳推力方向的傾轉裝置。
[0015]本實用新型的第二方面，提供一種飛艇，包括艇體，所述艇體在充氣后呈橢球狀，所述艇體的兩側各設置有一個矢量推進裝置，所述艇體與矢量推進裝置的連接處位于艇體兩側最大直徑處。采用這樣的結構，通過在艇體的兩側最大直徑處設置矢量推進裝置，可以顯著減少吊艙尺寸和集中重量，減少推力變化對艇體俯仰角的影響，并通過兩側動力電機轉速的差動獲得更大的偏航力矩，進而提高飛艇的操縱性能。
[0016]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0017]1、通過將矢量推進裝置底部的外形和曲率設置成與艇體側部相適配的結構，整個矢量推進裝置能夠更穩定地連接于艇體上，并可增加螺旋槳的槳尖與艇體的距離，減少螺旋槳旋轉過程中的氣動不平衡，并且過渡架整體呈底部大、頂部小的空間結構，可減少螺旋槳氣動力對艇體的干擾，連接穩定性好。
[0018]2、通過在艇體的兩側最大直徑處設置矢量推進裝置，可以顯著減少吊艙尺寸和集中重量，減少推力變化對艇體俯仰角的影響，并通過兩側動力電機轉速的差動獲得更大的偏航力矩，進而提高飛艇的操縱性能。
[0019]3、相比于現有的推進裝置的安裝技術，本實用新型在艇體充氣前綁扎過渡架，綁扎操作更加方便、并且綁扎操作的效率更高，并在一側矢量推進裝置安裝完成后，使用吊車吊起推進支架以平衡矢量推進裝置的重量，以避免撤掉剪叉式升降平臺后，艇體受到推進裝置的重力產生的力矩而發生側滾。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型中矢量推進裝置的結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型中矢量推進裝置的過渡架的側視圖；
[0022]圖3為本實用新型中矢量推進裝置的推進支架的側視圖；
[0023]圖4為本實用新型中矢量推進裝置在飛艇上的安裝方法示意圖；
[0024]圖5為安裝所述矢量推進裝置的飛艇的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0026]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]實施例1
[0028]如圖1至圖3所示，本實施例矢量推進裝置，包括驅動裝置，本實施例中的驅動裝置為動力電動機5，驅動裝置連接有螺旋槳7，驅動裝置連接有過渡架2，過渡架2底部的曲率與艇體側部用于安裝過渡架2部位的曲率相適配，具體的，在艇體充氣之后整體大致呈橢球狀，本實施例中的過渡架2底部的曲率與艇體側部用于安裝過渡架2部位的曲率相適配，即本實施例中，將過渡架2底部設置成與艇體側部相適配的、大致呈內凹狀的弧形配合面，
[0029]具體的，本實施例中的過渡架2的底部為“田”字形的框架，框架的四周由一根圓管21折彎后圍合而成，框架的中部設置有呈十字交叉結構的內撐桿22，過渡架2的頂部還設置有平板25，框架的四角與平板25之間設置有斜向連接圓管23，平板25與框體的內撐桿22之間設置有支撐圓管24，本實施例中，支撐圓管24與內撐桿22的連接處位于十字交叉結構的內撐桿22的交叉處。
[0030]本實施例中，推進支架3為變截面桁架結構，具體的，推進支架3包括四根沿高度方向延伸的立管，相鄰兩根立管之間設置有橫管，橫管包括根部橫管、中部橫管和端部橫管，根部橫管位于推進支架3的根部，中部橫管位于推進支架3的中部，端部橫管位于推進支架3的頂端，中部橫管與根部橫管之間設置有根部斜管，中部橫管與端部橫管之間設置有端部斜管，本實施例中，立管的底部設置有安裝盤，安裝盤上設置有安裝孔，平板的上端面設置有用于承接立管的定位孔，立管插接于定位孔中，立管的安裝盤與平板之間通過螺釘連接。采用這樣變截面桁架結構的推進支架3，具有結構重量輕、支撐剛度大優點，同時避免了傾轉裝置4在正負180°傾轉時，螺旋槳7旋轉平面與推進支架3的干涉。
[0031]本實施例中，過渡架2的底部能夠與艇體側部綁扎固定，過渡架2的頂部設置有推進支架3，推進支架3的外形尺寸小于過渡架2底部的外形尺寸，驅動裝置設置于推進支架3上，推進支架3與螺旋槳7之間設置有用以改變或鎖定螺旋槳7推力方向的傾轉裝置4，通過外形和曲率與艇體側部相適配的底部框架將整個推進裝置穩定地連接于艇體上，可增加螺旋槳7的槳尖與艇體的距離，減少螺旋槳7旋轉過程中的氣動不平衡，并且過渡架2整體呈底部大、頂部小的空間結構，可減少螺旋槳7氣動力對艇體的干擾，連接穩定性好。
[0032]如圖4和圖5所示，本實施例矢量推進裝置的安裝技術，包括以下幾個步驟:
[0033]步驟a、在艇體充氣之前，將兩個矢量推進裝置的過渡架2底部對稱地綁扎在艇體兩側的最大直徑處；
[0034]步驟b、將艇體充氣；
[0035]步驟C、在艇體的一側設置升降平臺，工作人員通過剪叉式升降平臺抬升矢量推進裝置的各個部件，完成艇體一側的矢量推進裝置的安裝；
[0036]矢量推進裝置安裝就位以后，使用起吊設備吊起推進支架3，直至艇體另一側的矢量推進裝置安裝就位以后解除起吊設備與推進支架3的懸吊連接。
[0037]步驟d、在艇體的另一側設置升降平臺，工作人員通過剪叉式升降平臺抬升矢量推進裝置的各個部件，完成艇體另一側的矢量推進裝置的安裝。
[0038]本實施例在步驟c和步驟d中，矢量推進裝置與艇體的具體連接步驟如下:
[0039]步驟1、將推進支架3根部抬升至與過渡架2的平板同一高度，推進支架3的立管插接于平