CN108820187A - 螺旋桨、动力组件及飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种螺旋桨、动力组件及飞行器，其中螺旋桨包括桨座以及桨叶，第一阈值处的攻角为14.09°±2.5°，弦长为52.21mm±5mm，所述第一阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的40％处；第二阈值处的攻角为7.92°±2.5°，弦长为40.4mm±5mm，所述第二阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的70％处；第三阈值处的攻角为5.72°±2.5°，弦长为24.57mm±5mm，所述第三阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的97％处。与相关技术相比，本发明提供的螺旋桨、动力组件及飞行器，能够降低螺旋桨在转动过程中的阻力，提高飞行性能。
Description
技术领域
本发明涉及螺旋桨技术领域，尤其涉及一种螺旋桨、动力组件及飞行器。
背景技术
飞行器上的螺旋桨，作为飞行器的重要关键器件，其用于将电机或发动机中转轴的转动转化为推力或升力。本领域技术人员发现，现有技术中的螺旋桨的桨叶轮廓形状导致其飞行阻力大、效率低，导致飞行器的飞行速度小、继航距离短，严重影响了飞行器的飞行性能。
因此需要对现有技术进行改进，以提供一种新的螺旋桨。
发明内容
本发明提供一种螺旋桨、动力组件及飞行器，用以解决现有技术中螺旋桨的阻力大、效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种螺旋桨，包括桨座以及与所述桨座固定连接的桨叶，所述桨叶在距离所述螺旋桨的中心为第一阈值处的攻角为14.09°±2.5°，弦长为52.21mm±5mm，所述第一阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的40％处；所述桨叶在距离所述螺旋桨的中心为第二阈值处的攻角为7.92°±2.5°，弦长为40.4mm±5mm，所述第二阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的70％处；所述桨叶在距离所述螺旋桨的中心为第三阈值处的攻角为5.72°±2.5°，弦长为24.57mm±5mm，所述第三阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的97％处。
优选的，所述螺旋桨旋转一周形成的桨盘直径为666mm±53mm；在所述桨叶距所述螺旋桨中心133.2mm处，攻角为14.09°，弦长为52.21mm；在所述桨叶距所述螺旋桨中心233.1mm处，攻角为7.92，弦长为40.4mm；在所述桨叶距所述螺旋桨中心323.01mm处，攻角为5.72°，弦长为24.57mm。
优选的，所述桨叶自靠近所述螺旋桨的中心的一端向所述桨叶远离所述螺旋桨的中心的一端厚度逐渐减小。
优选的，所述桨叶包括与所述桨座连接的叶柄、与所述叶柄相对设置的叶尖、一个朝上的上叶面、一个朝下的下叶面、连接所述上叶面和所述下叶面的一侧的前缘以及连接所述上叶面和所述下叶面的另一侧的后缘，所述后缘位于所述前缘的下方，所述叶尖自所述后缘向远离所述前缘方向延伸。
优选的，所述上叶面和所述下叶面的横截面均弯曲。
优选的，所述上叶面包括一个曲面状的向下凸出的第一突出部，所述前缘包括一个曲面状的向外凸出的第二突出部，所述后缘包括一个曲面状的向外凸出的第三突出部，所述第一突出部、所述第二突出部以及所述第三突出部均靠近所述叶柄设置。
优选的，所述桨叶为折叠桨叶或一体成型桨叶。
本发明实施例还提供一种动力组件，所述动力组件包括如权利要求1-7任意一项所述的螺旋桨和与所述螺旋桨连接的驱动件，所述驱动件用于驱动所述螺旋桨转动。
优选的，所述驱动件为电机或发动机。
本发明实施例还提供一种飞行器，所述飞行器应用如权利要求8或9所述的动力组件。
与相关技术相比较，本发明提供的螺旋桨、动力组件及飞行器，通过对桨叶中后部弦长和攻角的改进，能够降低螺旋桨在转动过程中的阻力，提高最大推进力，减少输入功率延长续航时间，提高飞行性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明螺旋桨的结构示意图；
图2为本发明螺旋桨的下叶面结构示意图；
图3为本发明螺旋桨的不同剖面示意图；
图4为本发明螺旋桨的沿A-A线的剖视图；
图5为本发明螺旋桨的沿B-B线的剖视图；
图6为本发明螺旋桨的沿C-C线的剖视图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明提供一种螺旋桨，本实施例中，所述螺旋桨可以为正桨或反桨，所谓正桨，指的是从俯视飞行器的角度看，顺时针旋转而产生升力的螺旋桨；所谓反桨，指的是从俯视飞行器的角度看，逆时针旋转而产生升力的螺旋桨。正桨的结构与反桨的结构为镜面对称。
所述螺旋桨包括桨座(图未示)以及与所述桨座(图未示)固定连接的至少两片桨叶1。所述桨叶1可以为折叠桨叶，也可以为一体成型的桨叶，所述桨叶1可以为一个或多个，多个所述桨叶1沿所述桨座(图未示)的周向均匀分布。
所述桨叶1包括与所述桨座(图未示)连接的叶柄11、与所述叶柄11相对设置的叶尖12、一个朝上的上叶面13、一个朝下的下叶面14、连接所述上叶面13和所述下叶面14的一侧的前缘15以及连接所述上叶面13和所述下叶面14的另一侧的后缘16。
其中，所述上叶面13为所述桨叶1型面向上凸起的曲面部分，即飞行器在飞行过程中，所述桨叶1朝上的一面，所述下叶面14为所述桨叶1型面随所述上叶面13向上凸起的曲面部分，即飞行器在飞行过程中，所述桨叶1朝下的一面，所述上叶面13和所述下叶面14的弯曲趋势为所述后缘16位于所述前缘15的下方，即所述后缘16所处位置比所述前缘15所处的位置低。
所述桨叶1自靠近所述螺旋桨100的中心的一端向所述桨叶1远离所述螺旋桨的中心的一端厚度逐渐减小，有利于降低空气阻力。所述叶柄11为所述桨叶1靠近所述桨座(图未示)厚度最大的位置，所述叶尖12为所述桨叶1远离所述桨座(图未示)最远的位置，也是所述桨叶1厚度最小的位置，所述叶尖12自所述后缘16向远离所述前缘15方向延伸。
所述上叶面13包括一个曲面状的向下凸出的第一突出部131，所述前缘15包括一个曲面状的向外凸出的第二突出部151，所述后缘16包括一个曲面状的向外凸出的第三突出部161，所述第一突出131部、所述第二突出部151以及所述第三突出部161均靠近所述叶柄11设置。即在整个桨叶的长度方向上，相对于所述桨叶1远离所述桨座(图未示)的一端，更靠近所述桨叶1用于与所述桨座(图未示)相连的一端。
所述第一突出部131与所述上叶面13平滑过渡连接，所述第二突出部151与所述前缘15平滑过渡连接，所述第三突出部161与所述后缘16平滑过渡连接，即所述桨叶1的表面各处均为平滑过渡，没有急剧扭转之处，因此具有较小的应力，且强度较高不易折断，具有较高的可靠性。
如图3至图6所示，本实施例可以对所述桨叶1的三个截面处的尺寸进行改进，以改善飞行器的飞行性能。其中，对A-A线、B-B线和C-C线处的尺寸所进行的改进为重要改进处。
其中，本实施例所述弦长为所述前缘15于该截面上最右侧的端点与所述后缘16于该截面最左侧的端点在水平方向上的距离，所述攻角为所述前缘15于该截面上最左侧的端点与所述后缘16于该截面最右侧的端点之间的连线与水平方向的夹角，或者说所述攻角就是所述桨叶1翼弦与来流速度之间的夹角。
具体的，请参阅图4，所述桨叶1在距离所述螺旋桨100的中心为第一阈值处的攻角为14.09°±2.5°，弦长为52.21mm±5mm，所述第一阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的40％处。
请参阅图5，所述桨叶1在距离所述螺旋桨100的中心为第二阈值处的攻角为7.92°±2.5°，弦长为40.4mm±5mm，所述第二阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的70％处。
请参阅图6，所述桨叶1在距离所述螺旋桨100的中心为第三阈值处的攻角为5.72°±2.5°，弦长为24.57mm±5mm，所述第三阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的97％处。
所述螺旋桨100旋转一周形成的桨盘直径为666mm±53mm，所述螺旋桨100的中心到所述叶尖12的距离为所述螺旋桨100直径的一半，即所述螺旋桨100的中心到所述叶尖12的距离为333mm±26.5mm。
具体的，在所述桨叶1距所述螺旋桨100中心的133.2mm处，攻角为14.09°，弦长为52.21mm，在所述桨叶1距所述螺旋桨100中心的233.1mm处，攻角为7.92°，弦长为40.4mm，在所述桨叶1距所述螺旋桨100中心的323.01mm处，攻角为5.72°，弦长为24.57mm。
本发明所提供的所述螺旋桨100，与现有技术中的螺旋桨相比，性能有明显的提升。附表为本发明提供的螺旋桨与现有技术的螺旋桨的拉力和功率的对照表。
参照上表可知，采用8110KV120电压为44.4V的电机测试，在相同的拉力下，本实施例所提供的螺旋桨的功率更低，即在同样的功率条件下，本实施例所提供的螺旋桨相比于现有技术的螺旋桨具有更大的拉力，从而降低功耗，延长续航时间。
本发明还提供一种动力组件，所述动力组件包括上述所述的螺旋桨100和驱动件，所述驱动件用于驱动所述螺旋桨100转动。所述驱动件可以采用电机，也可以采用发动机。
本发明还提供一种飞行器，所述飞行器应用上述所述的动力组件。所述动力组件为一个或多个。
与相关技术相比较，本发明提供的螺旋桨、动力组件及飞行器，通过对桨叶中后部弦长和攻角的改进，能够降低螺旋桨在转动过程中的阻力，提高最大推进力，减少输入功率延长续航时间，提高飞行性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种螺旋桨，包括桨座以及与所述桨座固定连接的桨叶，其特征在于：
所述桨叶在距离所述螺旋桨的中心为第一阈值处的攻角为14.09°±2.5°，弦长为52.21mm±5mm，所述第一阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的40％处；
所述桨叶在距离所述螺旋桨的中心为第二阈值处的攻角为7.92°±2.5°，弦长为40.4mm±5mm，所述第二阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的70％处；
所述桨叶在距离所述螺旋桨的中心为第三阈值处的攻角为5.72°±2.5°，弦长为24.57mm±5mm，所述第三阈值为所述螺旋桨中心到所述桨盘半径的97％处。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨旋转一周形成的桨盘直径为666mm±53mm；
在所述桨叶距所述螺旋桨中心133.2mm处，攻角为14.09°，弦长为52.21mm；
在所述桨叶距所述螺旋桨中心233.1mm处，攻角为7.92，弦长为40.4mm；
在所述桨叶距所述螺旋桨中心323.01mm处，攻角为5.72°，弦长为24.57mm。
3.根据权利要求2所述的螺旋桨，其特征在于：所述桨叶自靠近所述螺旋桨的中心的一端向所述桨叶远离所述螺旋桨的中心的一端厚度逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的螺旋桨，其特征在于：所述桨叶包括与所述桨座连接的叶柄、与所述叶柄相对设置的叶尖、一个朝上的上叶面、一个朝下的下叶面、连接所述上叶面和所述下叶面的一侧的前缘以及连接所述上叶面和所述下叶面的另一侧的后缘，所述后缘位于所述前缘的下方，所述叶尖自所述后缘向远离所述前缘方向延伸。
5.根据权利要求4所述的螺旋桨，其特征在于：所述上叶面和所述下叶面的横截面均弯曲。
6.根据权利要求5所述的螺旋桨，其特征在于：所述上叶面包括一个曲面状的向下凸出的第一突出部，所述前缘包括一个曲面状的向外凸出的第二突出部，所述后缘包括一个曲面状的向外凸出的第三突出部，所述第一突出部、所述第二突出部以及所述第三突出部均靠近所述叶柄设置。
7.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：所述桨叶为折叠桨叶或一体成型桨叶。
8.一种动力组件，其特征在于：所述动力组件包括如权利要求1-7任意一项所述的螺旋桨和与所述螺旋桨连接的驱动件，所述驱动件用于驱动所述螺旋桨转动。
9.根据权利要求8所述的螺旋桨，其特征在于：所述驱动件为电机或发动机。
10.一种飞行器，其特征在于：所述飞行器应用如权利要求8或9所述的动力组件。
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