CN104097770A - 一种直升机主转翼用翼片 - Google Patents
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Abstract
一种直升机主转翼用翼片，属飞行器技术领域，尤其涉及一种直升机翼片。它包括前缘、上表面、下表面、后缘和翼体。前缘厚实浑圆，上表面为向上凸起的曲面，下表面为平面或稍向下凸的曲面，上表面沿翼弦方向自机翼最厚处往后缘的区域均匀分布着数个相同的小凹坑，每个小凹坑的平均深度约为0.25mm，小凹坑的直径在3mm至8mm之间；每两个相邻的小凹坑之间的净距离在1mm至2mm之间。小凹坑内粘插着带绒毛的纤维丝，其长度稍长于小凹坑的直径的一半。翼体为实心结构。翼片基本呈矩形，展弦比在9：1~13∶1之间。该翼片的最大升阻比较大，有效迎角范围大，且不易失速，效率高，噪音低。
Description
技术领域
一种直升机主转翼用翼片，属飞行器技术领域，尤其涉及一种直升机翼片。
背景技术
传统的直升机主转翼用翼片的表面是光滑的，翼型基本上采用对称型，在有效迎角范围内能产生升力，但有效迎角范围不大，迎角增大到一定程度时其上表面的气流会产生分离，即产生失速现象，阻力骤然上升，升力骤然下降；最大升力系数不大；由于直升机主转翼转速高故噪音很大。
发明内容
本发明的目的是克服传统的直升机主转翼翼片的上述不足，发明一种有效迎角范围大、最大升力系数大且噪音低的直升机主转翼用翼片。
一种直升机主转翼用翼片，包括前缘、上表面、下表面、后缘和翼体。前缘厚实浑圆，上表面为向上凸起的曲面，下表面基本为平面或稍向下凸的曲面，上表面沿翼弦方向自翼片最厚处往后缘的区域均匀分布着数个相同的小凹坑，这些小凹坑为圆形的，每个小凹坑的平均深度约为0.25mm，小凹坑的直径在3mm至8mm之间；每两个相邻的小凹坑的中心距与单个小凹坑的直径之差在1mm至2mm之间，即两个相邻的小凹坑之间的净距离在1mm至2mm之间。小凹坑内粘插着带绒毛的纤维丝，其长度稍长于小凹坑的直径的一半。翼体为实心结构。翼片大致呈长条形矩形，展弦比在9：1~13∶1之间。
该发明一种直升机主转翼用翼片的工作原理是：当该翼片在有效迎角范围内转动时，相对翼片的前方来流分两股流动，第一股气流为翼片的下方气流，该气流流速基本不变，与前方来流速度相当；第二股气流为该翼片的上方气流，该气流在靠近翼片的前缘处转弯向上流至最厚处贴近翼片上表面再转弯向后下方流去。根据流体的连续性方程和伯努利方程得知，翼片的上方压强小于下方压强，从而产生升力。该翼片上表面的小凹坑能使空气形成一层紧贴翼片上表面的薄薄的紊流边界层，即使迎角较大，由于小凹坑的作用，使得翼片上方气流会一直沿着翼片上表面流向后下方，不易与翼片上表面发生分离，小凹坑能推迟尾迹的产生。小凹坑内粘插的带绒毛的纤维丝是吸音材料，能大大地降低噪音。
直升机的主转翼翼片与固定翼飞机的机翼的运行环境不相同，直升机的主旋翼翼片是在一个动态环境中运行的。当直升机悬停或垂直方向飞行时，翼片某处的空气流向是向下流动和逆切向水平流动的合成，相对翼片而言空气流向是沿翼片转动的反方向并斜向下方。当直升机水平方向飞行时，前行翼片某处的空气流向是向下流动、逆切向水平流动和后向水平流动的合成，相对翼片而言空气流向是沿翼片转动的反方向即向后并偏左、偏右或不偏地斜向下方，从直升机的正上方往下看，翼片逆时针方向旋转，在右侧从6点钟至12点钟的过程为前行，从6点钟至3点钟之间相对翼片而言空气流向是向后并偏左斜向下方的，从3点钟至12点钟之间相对翼片而言空气流向是向后并偏右斜向下方的，翼片处于3点钟时相对翼片而言空气流向是向正后方并斜向下方的；从直升机的正上方往下看，翼片逆时针方向旋转，在左侧从12点钟至6点钟的过程为后行，后行翼片某处的空气流向是向下流动、逆切向水平流动和后向水平流动的合成，此过程逆切向水平流动在直升机飞行方向上的分量是向前的，如果该分量大于直升机前飞的速度的话，相对翼片而言空气流向是沿翼片转动的反方向并偏左、偏右或不偏地斜向下方，这种情况下翼片前缘作迎风运动，调整好翼片的迎角翼片能产生升力；如果逆切向水平流动在直升机飞行方向上的分量小于直升机前飞的速度的话，相对翼片而言空气流向是沿翼片转动的方向并偏左、偏右或不偏地斜向下方，这种情况下翼片后缘作迎风运动，需将翼片的后缘抬高或者压低前缘，调整好翼片后缘的对风的迎角翼片才能产生升力。当直升机爬升时气流运动就更复杂了。这样要求翼片相对水平方向的夹角较大且不断变化才能满足相对气流而言为正迎角，转速快慢也需要翼片与水平方向的夹角不同来适应。以及所指的空气的向下流动是由于上一个或多个翼片旋转周期所引起的，使空气往下流动，起动瞬间没有向下流动；逆切向水平流动是由于翼片的旋转运动所引起的，这里的逆是相对翼片转动方向而言的；后向水平流动是由于直升机水平前飞所引起的，此处的后是相对直升机的飞行方向而言的；所有的水平二字指的是相对水平或基本水平，不是绝对水平，因为旋翼转盘相对水平面会存在夹角。现实当中要通过翼片挥舞来解决以上问题。这样会导致噪音更大。
该翼片与传统的直升机主转翼用翼片相比有以下优点：1、有效迎角范围大，最大升力系数大，临界失速迎角大，最大升阻比大；2、效率高，重量较轻；3、噪音低。
附图说明
图1是本发明一种直升机主转翼用翼片的示意图；图2是在图1中取出四个相邻的粘插着带绒毛的纤维丝的小凹坑的放大图；图3是本发明一种直升机主转翼用翼片的经过小凹坑中心的翼型图。
图中，1-前缘，2-上表面，3-后缘，4-下表面，5-翼体，6-小凹坑，7-最厚处，8-带绒毛的纤维丝。
具体实施方式
现结合附图1~3对本发明加以具体说明：一种直升机主转翼用翼片，包括前缘1、上表面2、下表面4、后缘3和翼体5。前缘1厚实浑圆，上表面2为向上凸起的曲面，下表面4为稍向下凸的曲面，上表面2沿翼弦方向自机翼最厚处7往后缘3的全部区域均匀分布着数个相同的小凹坑6，这些小凹坑6为圆形的，其深度为0.25mm，直径为4mm；每两个相邻的小凹坑6的净距离为1.5mm。小凹坑6内粘插着带绒毛的纤维丝8，其长度约为2.5mm。翼体5为实心结构，采用碳纤维复合材料制作。翼片的平面形状大致呈长条形矩形，展弦比为11∶1。翼片根部有与桨毂相连的孔，图中未画出。该翼片使用时效率高，噪音低。
Claims (5)
1.一种直升机主转翼用翼片，包括前缘（1）、上表面（2）、下表面（4）、后缘（3）和翼体（5），其特征在于：前缘（1）厚实浑圆，上表面（2）为向上凸起的曲面，下表面（4）基本为平面或稍向下凸的曲面，上表面（2）沿翼弦方向自机翼最厚处（7）往后缘（3）的区域均匀分布着数个相同的小凹坑（6），这些小凹坑（6）为圆形的，每个小凹坑（6）的平均深度约为0.25mm，小凹坑的最大外形尺寸在3mm至8mm之间；每两个相邻的小凹坑（6）之间的净距离在1mm至2mm之间；小凹坑（6）内粘插着带绒毛的纤维丝（8），其长度稍长于小凹坑（6）的直径的一半。
2.根据权利要求1所述的一种直升机主转翼用翼片，其特征在于：小凹坑（6）的深度为0.25mm，直径为4mm；每两个相邻的小凹坑（6）的净距离为1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种直升机主转翼用翼片，其特征在于：小凹坑（6）内粘插着的带绒毛的纤维丝（8）的长度约为2.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种直升机主转翼用翼片，其特征在于：翼体（5）为实心结构，采用碳纤维复合材料制作。
5.根据权利要求1所述的一种直升机主转翼用翼片，其特征在于：翼片大致呈长条形矩形，展弦比在9：1~13∶1之间。
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