CN1559857A - 凹凸叶片及凹凸螺旋桨 - Google Patents

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Abstract

凹凸叶片及凹凸螺旋桨，属于轴流式叶片机械中的叶片类，或属于舰船、飞机用螺旋桨类。凹凸叶片的横向弦长剖面截面形状为传统凸弧翼型，叶片的径向或纵向剖面截面形状为凹弧翼型，凹弧翼型由凹弧和凸弧组成，叶片的吸力面(叶背)为凹弧。凹凸螺旋桨的桨叶变为凹凸叶片。本发明可广泛用于飞机机翼、旋翼、螺旋桨、风扇、风机、涡轮发动机中叶片、燃汽机中叶片及轴流式叶片机械中的多个领域：具有省材、提高航速、节能10％以上及倒车快、减振降噪等特点，产品已经用户所证实。

Description

凹凸叶片及凹凸螺旋桨
技术领域：
本发明涉及到一种凹凸叶片及凹凸螺旋桨，属于轴流式叶片机械中叶片类，或属于舰船、飞机用螺旋桨类。
背景技术：
传统叶片的径向或纵向剖面截面形状的母线为直线，横向弦长剖面截面形状为各种各样的凸弧翼型，流体动力特性主要取决于横向弦长剖面截面形状的凸弧翼型，并形成了传统机翼理论。依照该理论设计制造的飞机机翼、旋翼、发动机中叶片、螺旋桨桨叶及轴流式叶片等，由于单一的传统凸弧翼型产生的升(推、拉、压)力系数较小，升阻比值也较小，故存在着效率偏低，能耗偏高，航速偏低等缺点。
技术内容
本发明的目的是提供一种升(推、拉、压)力系数较大，升阻比值较大，从而效率较高、能耗较低，航速较快的凹凸叶片及凹凸螺旋桨。
本发明的目的是以下述方式予以实现的，凹凸叶片及凹凸螺旋桨桨叶的横向弦长剖面截面形状为传统凸弧翼型。叶片径向或纵向剖面截面形状为凹弧翼型，凹弧翼型由凹弧和凸弧组成，叶片的吸力面(叶背)为凹弧。流体动力特性主要取决于传统凸弧翼型和凹弧翼型，这两种翼型形成凹凸机翼理论。利用该理论设计的凹凸螺旋桨则基本上不改变传统螺旋桨结构状态和工艺水平下，只将桨叶变换为凹凸叶片而成。
本发明的特点是其产生的升(推、拉、压)力系数较大，从而升阻比值较大，达到提高航速、节省能源、节省材料及减振降噪、倒车快等特点。
依照本凹凸理论设计研制成功的凹凸螺旋桨，经华中理工大学交通科学与工程学院船模拖曳水池实验室进行了模型对比敞水试验证实有如下特点：
1、凹凸螺旋桨与传统桨相比，两桨最大敞水效率接近时，前者的推力系数比传统桨增大30％以上，扭矩系数也同步增大。
2、凹凸螺旋桨与传统桨扭矩系数相同时，极大地推迟了空泡发生，减少桨叶剥蚀、振动和噪音，敞水效率提高了10.19％。
3、凹凸螺旋桨与传统桨的推力系数及扭矩系数相近时，凹凸螺旋桨的效率提高10.9％，达到节能省材及提高航速的目的。
根据上述试验证实的特点，本发明可广泛应用于飞机机翼、旋翼、涡轮发动机中叶片及燃汽轮机中的叶片，飞机及船舶用螺旋桨、风机、风扇等轴流式叶片机械的多个领域。
附图说明：
附图1为凹凸叶片示意图，图2为A-A向剖视图，u为流体流速，a为冲角，L为径向或纵向长，b为横向弦长；图3及图4为凹凸螺旋桨结构改制示意图，在图3及图4中，编号1是螺旋桨桨毂，编号2为桨叶(即凹凸叶片)。
实施方法
本发明的实施方法如下：
1、凹凸叶片的横向弦长b的剖面截面形状为传统凸弧翼型，叶片的径向或纵向长L的剖面截面形状为凹弧翼型，凹弧翼型由凹弧和凸弧组成，叶片的吸力面(叶背)为凹弧。
2、凹凸螺旋桨包括桨毂1和桨叶2，在基本上不改变传统螺旋桨的结构和工艺水平的情况下，将传统叶片变换为凹凸叶片即可，即桨毂1有两片以上凹凸叶片形成的桨叶2。
本发明凹凸叶片及凹凸螺旋桨桨叶产生的升(推、拉、压)力是根据流体连续性原理及柏努利定理，在图1及图2中，流体流速u流经具有一定冲角a的横向弦长b剖面截面的形状为传统凸弧翼型上表面时，因凸弧作用使流速增大，产生较大吸力的同时，经径向或纵向L剖面截面形状为凹弧翼型的凹弧弯曲收敛作用，使流速进一步加快，吸力进一步增大；同时流体流经叶面凸弧呈扩散状时，流速进一步减慢，这样上下表面形成的压差更大，产生的升力无疑比传统叶片仅具有横向弦长b剖面截面形状为凸弧翼型的更大。

Claims (2)

1、一种凹凸叶片，其特征在于所述的凹凸叶片的横向弦长剖面截面形状为传统凸弧翼型；叶片的径向或纵向剖面截面形状为凹弧翼型，凹弧翼型由凹弧和凸弧组成，叶片的吸力面(叶背)为凹弧。
2、一种凹凸螺旋桨，包括桨毂1和桨叶2，桨叶2为凹凸叶片，其特征在于所述的凹凸叶片的横向弦长剖面截面形状为传统凸弧翼型；叶片的径向或纵向剖面截面形状为凹弧翼型，凹弧翼型由凹弧和凸弧组成，叶片的吸力面(叶背)为凹弧。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102991658A (zh) * 2012-12-06 2013-03-27 哈尔滨工程大学 船舶仿生螺旋桨
CN101968821B (zh) * 2009-07-28 2013-05-01 联合船舶设计发展中心 适用多速度域的翼型设计方法与结构
CN104986313A (zh) * 2015-08-05 2015-10-21 李清林 多凹型面螺旋桨

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication