CN209441633U - 一种低雷诺数旋翼翼型 - Google Patents

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陈坤
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Abstract

本实用新型提供了一种低雷诺数旋翼翼型，翼型的弦长为C，最大相对厚度为12%C，最大相对厚度位置为弦向28.6%C处；最大弯度为3.92%C，最大弯度位置为弦向38.9%C处，前缘半径为2.43%C。

Description

一种低雷诺数旋翼翼型
技术领域
本实用新型涉及飞行器旋翼技术领域，特别涉及一种低雷诺数旋翼翼型。
背景技术
近年来，多旋翼小型无人机蓬勃发展。该类无人机的关键零部件旋翼螺旋桨尺寸比较小，常见的螺旋桨直径在200mm-600mm之间，由于螺旋桨工作特性决定了不论其尺寸大小，叶尖线速度通常会有一个限定值，超过限定值会大大影响系统噪声、效率、安全性和稳定性。因此螺旋桨翼型运行雷诺数通常与螺旋桨尺寸成正比。例如直径300mm的螺旋桨叶片宽度通常在20mm左右，叶片剖面翼型运行雷诺数通常在0.4E5-1.5E5之间；对直径600mm螺旋桨来说，叶片剖面翼型运行雷诺数通常会在0.8E5-3.0E5之间，1.0E4~1.0E6的雷诺数在空气动力学上通常称为低雷诺数区域，随着雷诺数的降低，翼型的效率会降低，且更容易发生分离。
目前，这类小型螺旋桨设计时通常没有考虑到翼型工作雷诺数非常低的特点，因此，常规翼型在正常迎角时也容易发生失速，导致螺旋桨工作时噪声较大，效率低下，加之无人机电池容量有限，从而限制与影响无人机的运行时间。
发明内容
本实用新型的主要目的就是要克服上述现有技术的缺陷，提供一种低雷诺数旋翼翼型。
本实用新型的具体技术方案是：
一种低雷诺数旋翼翼型，其特征在于，所述翼型的弦长为C，最大相对厚度为12%C，最大相对厚度位置为弦向28.6%C处；最大弯度为3.92%C，最大弯度位置为弦向38.9%C处，前缘半径为2.43%C。
更进一步地，一种低雷诺数旋翼翼型，翼型的坐标表如下：
x y x y x y
1.000000 -0.005889 0.063962 -0.032986 0.139446 0.078870
0.973993 -0.004545 0.043839 -0.032028 0.189291 0.087492
0.922698 -0.002532 0.029228 -0.029671 0.243350 0.093736
0.863284 -0.001919 0.018130 -0.025882 0.298997 0.097220
0.800048 -0.002671 0.009791 -0.020637 0.355183 0.097817
0.734892 -0.004287 0.004071 -0.014130 0.411865 0.095473
0.668785 -0.006445 0.000916 -0.006910 0.470106 0.090212
0.602190 -0.008960 0.000000 0.000000 0.531083 0.082552
0.535329 -0.011728 0.001056 0.007760 0.594529 0.073313
0.468346 -0.014680 0.004056 0.015656 0.659468 0.063167
0.401331 -0.017773 0.009350 0.023768 0.725124 0.052516
0.334181 -0.020983 0.017307 0.032011 0.791050 0.041565
0.267177 -0.024259 0.028551 0.040447 0.856766 0.030451
0.201206 -0.027506 0.044260 0.049270 0.920307 0.019547
0.140340 -0.030433 0.066433 0.058732 0.974042 0.010233
0.094001 -0.032446 0.097722 0.068842 1.000000 0.005717
表中x表示翼面横坐标，y表示翼面纵坐标，x的方向为弦向。
更进一步地，所述翼型的工作马赫数范围是0.0-0.6，雷诺数范围为1.0E4~1.0E6。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的低雷诺数翼型，克服了常规翼型在低雷诺数下的不表现，即存在前缘分离泡，分离迎角小等。本实用新型的低雷诺数翼型选择较大的前缘半径以抑制前缘分离，翼型压力面接近平直（附图1），翼型吸力面曲线曲率变化光滑而平缓（附图2），在提高升力的同时有效延迟了后缘分离；翼型压力面平直，利于应用于螺旋桨叶片。
附图说明
图1为本实用新型的低雷诺数翼型的结构示意图；
图2为本实用新型的低雷诺数翼型吸力面曲率梳分布图；
图3为本实用新型的低雷诺数翼型升力系数曲线图；
图4为本实用新型的低雷诺数翼型阻力系数曲线图；
图5为本实用新型的低雷诺数翼型升阻比曲线图；
具体实施方式
本实用新型提供一种低雷诺数翼型，所述低雷诺数翼型的弦长C，最大相对厚度为12%C，最大相对厚度位置为x=28.6%C；最大弯度为3.92%C，最大弯度位置为x=38.9%C，其中x如图1所示，表示翼面横坐标，其方向为弦向。如附图1所示，本实用新型低雷诺数翼型前缘半径较大，为2.43%C，考虑到制造问题，翼型后缘厚度设计为1.16%C。翼型吸力面曲线几何光顺单凸，曲率变化平缓（附图2），在提高升力的同时有效延迟了分离，翼型压力面平直，利于应用于螺旋桨叶片。
进一步，低雷诺数翼型的工作马赫数范围是0.0-0.6，雷诺数范围为104~106。附图3-5给出了本实用新型涉及的低雷诺数翼型在雷诺数0.5E5-1.6E5之间时的升力系数、助力系数、升阻比随迎角α的变化曲线。
升力系数曲线表明，升力系数随迎角增加而增大，除最小雷诺数0.5E5雷诺数效应还较为明显外，升力线均存在线性区，而且线性区升力线斜率随雷诺数增加而增大，升力系数在迎角大于5°后均能大于1，在迎角10°时均能达到1.45，满足螺旋桨翼型对高升力的需求；阻力系数曲线表明随雷诺数增加，相同迎角阻力系数呈递减趋势；升阻比曲线表明，随雷诺数增加，相同迎角升阻比呈显著增加，最大升阻比也显著增加。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种低雷诺数旋翼翼型，其特征在于，所述翼型的弦长为C，最大相对厚度为12%C，最大相对厚度位置为弦向28.6%C处；最大弯度为3.92%C，最大弯度位置为弦向38.9%C处，前缘半径为2.43%C。
2.根据权利要求1所述的一种低雷诺数旋翼翼型，其特征在于，翼型的坐标表如下：
x y x y x y 1.000000 -0.005889 0.063962 -0.032986 0.139446 0.078870 0.973993 -0.004545 0.043839 -0.032028 0.189291 0.087492 0.922698 -0.002532 0.029228 -0.029671 0.243350 0.093736 0.863284 -0.001919 0.018130 -0.025882 0.298997 0.097220 0.800048 -0.002671 0.009791 -0.020637 0.355183 0.097817 0.734892 -0.004287 0.004071 -0.014130 0.411865 0.095473 0.668785 -0.006445 0.000916 -0.006910 0.470106 0.090212 0.602190 -0.008960 0.000000 0.000000 0.531083 0.082552 0.535329 -0.011728 0.001056 0.007760 0.594529 0.073313 0.468346 -0.014680 0.004056 0.015656 0.659468 0.063167 0.401331 -0.017773 0.009350 0.023768 0.725124 0.052516 0.334181 -0.020983 0.017307 0.032011 0.791050 0.041565 0.267177 -0.024259 0.028551 0.040447 0.856766 0.030451 0.201206 -0.027506 0.044260 0.049270 0.920307 0.019547 0.140340 -0.030433 0.066433 0.058732 0.974042 0.010233 0.094001 -0.032446 0.097722 0.068842 1.000000 0.005717
表中x表示翼面横坐标，y表示翼面纵坐标，x的方向为弦向。
3.根据权利要求1所述的一种低雷诺数旋翼翼型，其特征在于，所述翼型的工作马赫数范围是0.0-0.6，雷诺数范围为1.0E4~1.0E6。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021109479A1 (zh) * 2019-12-06 2021-06-10 北京二郎神科技有限公司 旋翼飞行器的桨叶、旋翼及旋翼飞行器
CN115593612A (zh) * 2022-12-15 2023-01-13 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所（Cn） 一种自配平抗失速高性能翼型

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