带螺旋桨结构的星型径向动力装置

　　这类带前置螺旋桨的径向动力结构，最早在轻型通航飞行器、早期螺旋桨飞机上有大量成熟应用，部分小型无人动力伞、航测无人机的动力单元也会参考这类结构的布局逻辑，核心优势是同排量下径向尺寸紧凑，单曲轴输出的扭矩特性更适配大直径螺旋桨的低转速大负载工况，不需要额外加装大减速比的减速机构就能让螺旋桨工作在高效转速区间。从结构布局来看，五个气缸沿中心曲轴箱呈圆周等角度径向排布，每个气缸的轴线都交汇于曲轴的旋转中心，这种排布方式能让每个活塞的往复惯性力在径向方向上实现部分自平衡，相比直列排布的同缸数动力单元，曲轴的配重块体积可以做的更小，整体转动惯量控制更优，启动阶段的阻力更低，小功率启动电机就能顺利带动整机完成点火启动。

　　设计过程中首先要确认的是中心曲轴箱的安装边界，曲轴箱作为所有气缸的安装基座，前端要预留螺旋桨安装法兰的配合位置，法兰的端面跳动公差需要控制在0.02mm以内，避免螺旋桨高速旋转时出现偏摆带来的整机振动；每个气缸的安装座沿圆周均匀分布，相邻气缸的轴线夹角为72度，安装座的定位止口需要保证同轴度要求，避免气缸装入后出现轴线偏移，导致活塞运行时出现偏磨，缩短活塞环的使用寿命。气缸部分采用独立的分体式结构设计，每个气缸的散热鳍片沿轴向均匀排布，因为这类风冷结构的动力单元不需要布置复杂的水冷管路，整体重量更轻，维护时可以单独更换单个故障气缸，不需要拆解整个动力单元，外场维护的效率更高。活塞与曲轴之间通过连杆组件传递动力，

　　其中主连杆直接连接在曲轴的曲柄销上，其余四个气缸的副连杆通过铰接方式连接在主连杆的大端关节处，这种连杆布局能最大限度压缩曲轴箱的轴向尺寸，让整个动力单元的轴向长度更短，安装时的重心更靠近安装架的支撑点，减少动力运行时对安装支架的弯矩作用。前端的三叶螺旋桨通过锁紧螺母固定在曲轴输出端的锥面上，锥面配合的自锁特性可以避免螺旋桨在高速旋转时出现松动，螺旋桨的叶根位置做了加厚处理，对应不同的转速区间可以调整桨叶的安装角，匹配不同的飞行工况下的推力需求，地面静态调试时需要对三个桨叶做动平衡校正，残余不平衡量需要控制在规定范围内，避免运行时的振动传递到机身结构，影响机载设备的正常工作。安装边界方面，

　　整个动力单元的最大径向尺寸由气缸的外端轮廓决定，安装支架的固定点位布置在曲轴箱后端的安装法兰上，法兰上的六个安装孔沿圆周均匀分布，安装时需要加装减震胶垫，过滤动力运行时的高频振动，避免振动传导至机架引发共振。燃油管路的接口布置在曲轴箱的后侧上部，位置避开排气管路的高温区域，避免燃油受热出现气阻影响供油稳定性；点火线路的走线沿气缸之间的空隙布置，通过线卡固定在散热鳍片的间隙处，避免线路与高温的气缸外壁直接接触出现老化破损。这类径向结构的动力单元相比同功率的直列动力单元，迎风面积更大，风冷散热的效率更高，长时间大负载运行时的气缸温度均匀性更好，不会出现前后端气缸温差过大导致的热变形不均问题，在低速大推力的应用场景下，动力输出的平顺性更优，油门响应的滞后量更小，适合对动力重量比要求较高的低空轻型飞行器类应用场景。