CN207670649U - 涵道式大口径螺旋桨 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种涵道式大口径螺旋桨，涉及飞行器技术领域，以解决现有的螺旋桨机械效率较低、工作噪音较大的技术问题。本实用新型所述的涵道式大口径螺旋桨，由内至外依次包括：桨叶轮毂、内加固圈和外加固圈，内加固圈上沿周向间隔设有多个连接头，每个连接头均对应连接一根主承重桁梁，每根主承重桁梁的一端固定在桨叶轮毂上、中段与内加固圈固定、另一端与外加固圈固定；还包括：与桨叶轮毂、内加固圈和外加固圈依次倾斜连接的多个桨叶，且多个桨叶绕桨叶轮毂周向均匀分布；每个桨叶的起始端与桨叶轮毂无缝连接、中段与内加固圈无缝连接、末端与外加固圈无缝连接。

Description

涵道式大口径螺旋桨

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，特别涉及一种涵道式大口径螺旋桨。

背景技术

螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，可有2个或3个桨叶与桨毂相连。螺旋桨分为很多种，应用也十分广泛，如作为飞机、轮船的推进器等。

目前，现有技术中的螺旋桨主要包括：桨毂，所述桨毂上装有桨叶，且所述桨毂连接有动力装置，从而所述动力装置能够驱动所述桨毂转动，进而带动所述桨叶作周向旋转。

本申请发明人意识到，现有的螺旋桨由于桨尖无支撑点，一旦桨叶的半径过大，则必须以增加桨叶厚度的方式来保证桨叶的结构强度，这样无形中增加了飞行器的整体重量；并且，现有螺旋桨由于桨叶数量过少，必须使螺旋桨维持较高的转速才能产生足够的升力，故而桨叶的末端容易产生涡流和激波，因此桨叶的震动以及工作噪音较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种涵道式大口径螺旋桨，以解决现有的螺旋桨机械效率较低、工作噪音较大的技术问题。

本实用新型提供一种涵道式大口径螺旋桨，由内至外依次包括：桨叶轮毂、内加固圈和外加固圈，所述内加固圈上沿周向间隔设有多个连接头，每个所述连接头均对应连接一根主承重桁梁，每根所述主承重桁梁的一端固定在所述桨叶轮毂上、中段与所述内加固圈固定、另一端与所述外加固圈固定；还包括：与所述桨叶轮毂、所述内加固圈和所述外加固圈依次倾斜连接的多个桨叶，且多个所述桨叶绕所述桨叶轮毂周向均匀分布；每个所述桨叶的起始端与所述桨叶轮毂无缝连接、中段与所述内加固圈无缝连接、末端与所述外加固圈无缝连接。

本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，所述桨叶轮毂的中心沿轴向开设有穿轴孔，且所述穿轴孔用于连接驱动装置。

本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，每个所述桨叶的起始端无缝固定在所述桨叶轮毂上，且法线正对所述桨叶轮毂的轴心，并以40°-45°的攻角倾斜设置，中段无缝固定在所述内加固圈上，末端无缝固定在所述外加固圈上。

本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，所述攻角为45°。

本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，所述桨叶至少包括有20片。

本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，多根所述主承重桁梁包括3-7臂。

本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，多根所述主承重桁梁包括有5臂。

相对于现有技术，本实用新型所述的涵道式大口径螺旋桨具有以下优势：

本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，由内至外依次包括：桨叶轮毂、内加固圈和外加固圈，内加固圈上沿周向间隔设有多个连接头，每个连接头均对应连接一根主承重桁梁，每根主承重桁梁的一端固定在桨叶轮毂上、中段与内加固圈固定、另一端与外加固圈固定；还包括：与桨叶轮毂、内加固圈和外加固圈依次倾斜连接的多个桨叶，且多个桨叶绕桨叶轮毂周向均匀分布；每个桨叶的起始端与桨叶轮毂无缝连接、中段与内加固圈无缝连接、末端与外加固圈无缝连接。由此分析可知，本实用新型提供的涵道式大口径螺旋桨中，由于每个桨叶的起始端与桨叶轮毂无缝连接、中段与内加固圈无缝连接、末端与外加固圈无缝连接，因此能够形成多个完全封闭的涵道，从而空气在其中高速运动时不存在额外的阻力，空气工质在强大的离心力作用下也不会发生外溢，桨叶的末端也无从产生涡流和激波，进而能够有效提高机械效率，并且能够最大限度地降低桨叶震动、减少桨叶疲劳、降低工作噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他形式的设计附图。

图1为本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨的部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨的部分结构示意图。

图中：1-外加固圈；2-内加固圈；3-连接头；4-穿轴孔；5-桨叶轮毂；6-主承重桁梁；7-桨叶。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在不需要做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨的部分结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨的部分结构示意图。

如图1-图3所示，本实用新型实施例提供一种涵道式大口径螺旋桨，由内至外依次包括：桨叶轮毂5、内加固圈2和外加固圈1，内加固圈2上沿周向间隔设有多个连接头3，每个连接头3均对应连接一根主承重桁梁6，每根主承重桁梁6的一端固定在桨叶轮毂5上、中段与内加固圈2固定、另一端与外加固圈1固定；还包括：与桨叶轮毂5、内加固圈2和外加固圈1依次倾斜连接的多个桨叶7，且多个桨叶7绕桨叶轮毂5的周向均匀分布；每个桨叶7的起始端与桨叶轮毂5无缝连接、中段与内加固圈2无缝连接、末端与外加固圈1无缝连接。

相对于现有技术，本实用新型实施例所述的涵道式大口径螺旋桨具有以下优势：

本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，如图1-图3所示，由内至外依次包括：桨叶轮毂5、内加固圈2和外加固圈1，内加固圈2上沿周向间隔设有多个连接头3，每个连接头3均对应连接一根主承重桁梁6，每根主承重桁梁6的一端固定在桨叶轮毂5上、中段与内加固圈2固定、另一端与外加固圈1固定；还包括：与桨叶轮毂5、内加固圈2和外加固圈1依次倾斜连接的多个桨叶7，且多个桨叶7绕桨叶轮毂5的周向均匀分布；每个桨叶7的起始端与桨叶轮毂5无缝连接、中段与内加固圈2无缝连接、末端与外加固圈1无缝连接。由此分析可知，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，由于每个桨叶7的起始端与桨叶轮毂5无缝连接、中段与内加固圈2无缝连接、末端与外加固圈1无缝连接，因此能够形成多个完全封闭的涵道，从而空气在其中高速运动时不存在额外的阻力，空气工质在强大的离心力作用下也不会发生外溢，桨叶7的末端也无从产生涡流和激波，进而能够有效提高机械效率，并且能够最大限度地降低桨叶7震动、减少桨叶7疲劳、降低工作噪音。

此外，需要强调的是，上述主承重桁梁6和桨叶轮毂5均可以采用高强度铝合金或钛合金其具体尺寸视承重需要而定；多级涵道(至少包括内加固圈2和外加固圈1)和桨叶7均可以采用轻型复合材料，其具体尺寸视承重需要而定。

此外，由于主承重桁梁6和桨叶轮毂5采用了高强度铝合金或钛合金，在此基础上，可以将(矩形)桨叶7和多级涵道(至少包括内加固圈2和外加固圈1)尽可能地轻量化，例如采用高强度复合材料，以及采用3D打印技术一次成型。

其中，为了有效保证本涵道式大口径螺旋桨的强度，如图1和图3所示，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述多根主承重桁梁6可以包括有3-7臂。

具体地，综合考虑加工成本、结构重量等因素，如图1和图3所示，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述多根主承重桁梁6可以包括有5臂。

同时，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述主承重桁梁6的数量不仅仅限定于3-7臂之间，根据实际需求，其它的合理数值均可。

此处需要补充说明的是，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述内加固圈2和外加固圈1可以兼有涵道的功能；并且，不仅仅限定于只有内加固圈2和外加固圈1构成的二级涵道，还可以根据螺旋桨的实际口径需要设置多级涵道。

此外，上述桨叶7可以为矩形结构。

实际应用时，为了实现涵道式大口径螺旋桨的驱动，如图1-图3所示，在本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述桨叶轮毂5的中心沿轴向设有穿轴孔4，且该穿轴孔4能够用于连接驱动装置，例如电机，从而通过电机等驱动装置驱动桨叶轮毂5转动，进而带动主承重桁梁6、内加固圈2和外加固圈1及桨叶7一起转动。

其中，为了有效地提高机械效率，如图1所示，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，每个桨叶7的起始端无缝固定在桨叶轮毂5上，且法线正对桨叶轮毂5的轴心，并以40°-45°的攻角倾斜设置，中段无缝固定在内加固圈2上，末端无缝固定在外加固圈1上。根据理论计算和试验数据统计，桨叶7以40°-45°的攻角倾斜设置能够较好地保证机械效率处于较高水平。

具体地，如图1所示，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述攻角可以优选为45°。

同时，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述桨叶7的攻角不仅仅限定在40°-45°之间，根据实际需求其它的合理数值均可。

进一步地，为了尽可能地降低螺旋桨的转速，从而降低螺旋桨的震动、减少工作噪音，如图1所示，本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述桨叶7可以至少包括有20片。根据理论计算和试验数据统计，至少具有20片的桨叶7能够较好地降低工作噪音；并且，桨叶7的具体数量也可以根据扇面口径的实际需要来确定。

同时，在本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨中，上述桨叶7的数量不仅仅限定在20片以上，根据实际需求，其它的合理数值均可。

本实用新型实施例提供的涵道式大口径螺旋桨相对于现有技术主要具有以下优势：

1、由于主承重桁梁6和桨叶轮毂5采用了高强度铝合金或钛合金，在此基础上，可以将(矩形)桨叶7和多级加固圈(至少包括内加固圈2和外加固圈1)尽可能地轻量化，例如采用高强度复合材料，以及采用3D打印技术一次成型；

2、由于每个桨叶7的起始端与桨叶轮毂5无缝连接、中段与内加固圈2无缝连接、末端与外加固圈1无缝连接，因此能够形成多个完全封闭的涵道，空气工质在其中高速运动时不存在额外的阻力，空气工质在强大的离心力作用下也不会发生外溢，桨叶7的末端也无从产生涡流和激波，从而有效地提高机械效率；并且能够最大限度地降低桨叶7震动，从而减少桨叶7疲劳、降低工作噪音。

以上所述仅为本实用新型的最佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的其它设计方案；凡在本实用新型的设计理念和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种涵道式大口径螺旋桨，其特征在于，由内至外依次包括：桨叶轮毂、内加固圈和外加固圈，所述内加固圈上沿周向间隔设有多个连接头，每个所述连接头均对应连接一根主承重桁梁，每根所述主承重桁梁的一端固定在所述桨叶轮毂上、中段与所述内加固圈固定、另一端与所述外加固圈固定；

还包括：与所述桨叶轮毂、所述内加固圈和所述外加固圈依次倾斜连接的多个桨叶，且多个所述桨叶绕所述桨叶轮毂周向均匀分布；每个所述桨叶的起始端与所述桨叶轮毂无缝连接、中段与所述内加固圈无缝连接、末端与所述外加固圈无缝连接。

2.根据权利要求1所述的涵道式大口径螺旋桨，其特征在于，所述桨叶轮毂的中心沿轴向开设有穿轴孔，且所述穿轴孔用于连接驱动装置。

3.根据权利要求1或2所述的涵道式大口径螺旋桨，其特征在于，每个所述桨叶的起始端无缝固定在所述桨叶轮毂上，且法线正对所述桨叶轮毂的轴心，并以40°－45°的攻角倾斜设置，中段无缝固定在所述内加固圈上，末端无缝固定在所述外加固圈上。

4.根据权利要求3所述的涵道式大口径螺旋桨，其特征在于，所述攻角为45°。

5.根据权利要求1或2所述的涵道式大口径螺旋桨，其特征在于，所述桨叶至少包括有20片。

6.根据权利要求1所述的涵道式大口径螺旋桨，其特征在于，多根所述主承重桁梁包括3－7臂。

7.根据权利要求6所述的涵道式大口径螺旋桨，其特征在于，多根所述主承重桁梁包括有5臂。