CN216709635U - 一种大推力高升阻比螺旋桨 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大推力高升阻比螺旋桨，其包括轮毂以及与轮毂连接的多片桨叶，所述桨叶包括从桨根到桨尖的多个的截面翼型，桨叶的半径为R，在距离桨叶旋转盘中心0.25R处，桨叶的迎角为19°～21°，桨叶的弦长为0.174R；在距离桨叶旋转盘中心0.40R处，桨叶的迎角为16°～19°，桨叶的弦长为0.159R；在距离桨叶旋转盘中心0.55R处，桨叶的迎角为14.2°～16.2°，桨叶的弦长为0.140R。本实用新型所公开的大推力高升阻比螺旋桨根据悬停工况和小角度平飞工况，分别确定沿桨叶径向各个截面的翼型分布，在相同转速下，该桨的力效要高于传统桨，能提升飞行器的效率，增加飞行器的续航时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机螺旋桨技术领域，特别涉及一种大推力高升阻比螺旋桨。
背景技术
现有技术中，多旋翼无人机的应用越来越广泛，螺旋桨是为多旋翼飞行器提供动力的关键部件，飞行器的飞行性能很大程度上取决于螺旋桨的性能。从现有技术看，国内外对于多旋翼无人机螺旋桨的设计基本参考直升机或固定翼的螺旋桨设计思路，主要基于悬停工况下设计最大效率螺旋桨的弦长和迎角。
但是对于小角度的机动飞行工况，多旋翼螺旋桨和固定翼飞机螺旋桨的流场有明显差别，采用线性分布设计的迎角-弦长螺旋桨效率较低。因此需要为悬停和小角度机动飞行做专门的优化设计，提高螺旋桨效率，降低噪音，从而延长飞行时间，提升客户体验感。
实用新型内容
本实用新型目的是：克服现有技术存在的不足，提供一种大推力高升阻比螺旋桨，解决了现有技术中的问题，根据悬停工况和小角度平飞工况，分别确定沿桨叶径向各个截面的翼型分布，在相同转速下，该桨的力效要高于传统桨，从而提升飞行器的效率，增加飞行器的续航时间。
本实用新型的技术方案为：
一种大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：其包括轮毂以及与轮毂连接的多片桨叶，所述桨叶包括从桨根到桨尖的多个的截面翼型，桨叶的半径为R，
在距离桨叶旋转盘中心0.25R处，桨叶的迎角为19 °～21°，桨叶的弦长为0.174R；
在距离桨叶旋转盘中心0.40R处，桨叶的迎角为16°～19°，桨叶的弦长为0.159R；
在距离桨叶旋转盘中心0.55R处，桨叶的迎角为14.2°～16.2°，桨叶的弦长为0.140R；
在距离桨叶旋转盘中心0.68R处，桨叶的迎角为11°～13°，桨叶的弦长为0.118R；
在距离桨叶旋转盘中心0.82R处，桨叶的迎角为7.7°～9.7°，桨叶的弦长为0.092R；
在距离桨叶旋转盘中心0.93R处，桨叶的迎角为4.5°～6.5°，桨叶的弦长为0.069R；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0°～1.3°，桨叶的弦长为0.041R。
作为本方案的进一步改进，在距离桨叶旋转盘中心0.25R处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为0.174R；
在距离桨叶旋转盘中心0.40R处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为0.159R；
在距离桨叶旋转盘中心0.55R处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为0.140R；
在距离桨叶旋转盘中心0.68R处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为0.118R；
在距离桨叶旋转盘中心0.82R处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为0.092R；
在距离桨叶旋转盘中心0.93R处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为0.069R；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0.3°，桨叶的弦长为0.041R。
作为本方案的进一步改进，桨叶的半径为266.7mm，直径为533.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心66.7mm处，桨叶的迎角为19°～21°，桨叶的弦长为46.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心106.7mm处，桨叶的迎角为17°～19°，桨叶的弦长为42.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心146.7mm处，桨叶的迎角为14.2°～1 6.2°，桨叶的弦长为37.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心181.4mm处，桨叶的迎角为11°～13°，桨叶的弦长为31.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心218.7mm处，桨叶的迎角为7.7°～9.7°，桨叶的弦长为24.6mm；
在距离桨叶旋转盘中心248.0mm处，桨叶的迎角为4.5°～6.5°，桨叶的弦长为18.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0°～1.3 °，桨叶的弦长为11mm。
作为本方案的进一步改进，桨叶的半径为266.7mm，直径为533.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心66.7mm处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为46.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心106.7mm处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为42.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心146.7mm处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为37.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心181.4mm处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为31.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心218.7mm处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为24.6mm；
在距离桨叶旋转盘中心248.0mm处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为18.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0.3 °，桨叶的弦长为11mm。
作为本方案的进一步改进，在距离桨叶旋转盘中心70mm处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为46.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心110mm处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为42.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心148mm处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为37.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心187mm处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为31.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心225mm处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为24.6mm；
在距离桨叶旋转盘中心253mm处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为18.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心271.5mm处，桨叶的迎角为0.3°，桨叶的弦长为11mm。
作为本方案的进一步改进，螺旋桨桨尖采用下反或/和后掠的结构。
作为本方案的进一步改进，桨尖采用下反角度23°，下反桨尖的桨尖涡产生位置低于旋翼桨盘。
作为本方案的进一步改进，所述桨叶从桨根倒桨尖之间包括依次沿径向往外延伸的桨根台阶、桨根过渡段、前缘、后缘、上表面、下表面。
本实用新型的优点：
1、本实用新型所公开的大推力高升阻比螺旋桨根据悬停工况和小角度平飞工况，分别确定沿桨叶径向各个截面的翼型分布，在相同转速下，该桨的力效要高于传统桨，从而提升飞行器的效率，增加飞行器的续航时间。
2、该螺旋桨桨尖采用下反、后掠的结构，可降低桨尖处的涡流强度，从而降低桨尖的空气阻力，使飞行器使用螺旋桨进行飞行时，速度可达到最佳。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的示意图。
图2是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的A-A示意图。
图3是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的B-B示意图。
图4是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的C-C示意图。
图5是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的D-D示意图。
图6是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的E-E示意图。
图7是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的F-F示意图。
图8是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的G-G示意图。
图9是本实用新型所述大推力高升阻比螺旋桨桨叶的又一角度示意图。
其中：1、桨叶旋转盘中心 2、桨根台阶 3、桨根过渡段 4、桨尖 5、前缘 6、上表面7、后缘。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施方式对本实用新型技术方案进行详细说明。
如图1-9所示，本实用新型公开一种大推力高升阻比螺旋桨，其包括轮毂以及与轮毂连接的多片桨叶，所述桨叶包括从桨根到桨尖4的多个的截面翼型，桨叶的半径为R，在距离桨叶旋转盘中心10.25R处，桨叶的迎角为19 °～21°，桨叶的弦长为0.174R；在距离桨叶旋转盘中心10.40R处，桨叶的迎角为16°～19°，桨叶的弦长为0.159R；在距离桨叶旋转盘中心10.55R处，桨叶的迎角为14.2°～16.2°，桨叶的弦长为0.140R；在距离桨叶旋转盘中心10.68R处，桨叶的迎角为11°～13°，桨叶的弦长为0.118R；在距离桨叶旋转盘中心10.82R处，桨叶的迎角为7.7°～9.7°，桨叶的弦长为0.092R；在距离桨叶旋转盘中心10.93R处，桨叶的迎角为4.5°～6.5°，桨叶的弦长为0.069R；在距离桨叶旋转盘中心1R处，桨叶的迎角为0°～1.3°，桨叶的弦长为0.041R。本实用新型所公开的大推力高升阻比螺旋桨根据悬停工况和小角度平飞工况，分别确定沿桨叶径向各个截面的翼型分布，在相同转速下，该桨的力效要高于传统桨，从而提升飞行器的效率，增加飞行器的续航时间。
作为本方案的进一步改进，在距离桨叶旋转盘中心10.25R处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为0.174R；在距离桨叶旋转盘中心10.40R处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为0.159R；在距离桨叶旋转盘中心10.55R处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为0.140R；在距离桨叶旋转盘中心10.68R处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为0.118R；在距离桨叶旋转盘中心10.82R处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为0.092R；在距离桨叶旋转盘中心10.93R处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为0.069R；在距离桨叶旋转盘中心1R处，桨叶的迎角为0.3°，桨叶的弦长为0.041R。这改善了桨叶在悬停飞行工况下不同半径截面处的载荷分布，让桨叶截面B至截面E这一段的尾流在螺旋桨的轴向方向的速度分量基本一致，让截面E至截面G的迎角分布更符合悬停工况下桨尖附近的来流迎角更小的情况，满足螺旋桨最优理论设计要求，让桨叶在悬停工况下效率最大化。
作为本方案的进一步改进，桨叶的半径为266.7mm，直径为533.4mm；在距离桨叶旋转盘中心166.7mm处，桨叶的迎角为19°～21°，桨叶的弦长为46.5mm；在距离桨叶旋转盘中心1106.7mm处，桨叶的迎角为17°～19°，桨叶的弦长为42.4mm；在距离桨叶旋转盘中心1146.7mm处，桨叶的迎角为14.2°～1 6.2°，桨叶的弦长为37.3mm；在距离桨叶旋转盘中心1181.4mm处，桨叶的迎角为11°～13°，桨叶的弦长为31.5mm；在距离桨叶旋转盘中心1218.7mm处，桨叶的迎角为7.7°～9.7°，桨叶的弦长为24.6mm；在距离桨叶旋转盘中心1248.0mm处，桨叶的迎角为4.5°～6.5°，桨叶的弦长为18.3mm；在距离桨叶旋转盘中心1R处，桨叶的迎角为0°～1.3 °，桨叶的弦长为11mm。
作为本方案的进一步改进，桨叶的半径为266.7mm，直径为533.4mm；在距离桨叶旋转盘中心166.7mm处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为46.5mm；在距离桨叶旋转盘中心1106.7mm处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为42.4mm；在距离桨叶旋转盘中心1146.7mm处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为37.3mm；在距离桨叶旋转盘中心1181.4mm处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为31.5mm；在距离桨叶旋转盘中心1218.7mm处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为24.6mm；在距离桨叶旋转盘中心1248.0mm处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为18.3mm；在距离桨叶旋转盘中心1R处，桨叶的迎角为0.3 °，桨叶的弦长为11mm。这改善了桨叶在悬停飞行工况下不同半径截面处的载荷分布，让桨叶截面B至截面E这一段的尾流在螺旋桨的轴向方向的速度分量基本一致，让截面E至截面G的迎角分布更符合悬停工况下桨尖附近的来流迎角更小的情况，满足螺旋桨最优理论设计要求，让桨叶在悬停工况下效率最大化。
作为本方案的进一步改进，在距离桨叶旋转盘中心170mm处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为46.5mm；在距离桨叶旋转盘中心1110mm处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为42.4mm；在距离桨叶旋转盘中心1148mm处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为37.3mm；在距离桨叶旋转盘中心1187mm处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为31.5mm；在距离桨叶旋转盘中心1225mm处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为24.6mm；在距离桨叶旋转盘中心1253mm处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为18.3mm；在距离桨叶旋转盘中心1271.5mm处，桨叶的迎角为0.3°，桨叶的弦长为11mm。这改善了桨叶在悬停飞行工况下不同半径截面处的载荷分布，让桨叶截面B至截面E这一段的尾流在螺旋桨的轴向方向的速度分量基本一致，让截面E至截面G的迎角分布更符合悬停工况下桨尖附近的来流迎角更小的情况，满足螺旋桨最优理论设计要求，让桨叶在悬停工况下效率最大化。
作为本方案的进一步改进，桨尖4采用下反角度23°，下反桨尖4的桨尖涡产生位置低于旋翼桨盘，这增加了桨尖涡到桨盘的距离，因此可以减弱桨尖涡对旋翼桨叶的干扰作用。且随着下反角的增大，桨尖涡到桨盘的垂直距离增大，从而减小了气动噪声。螺旋桨桨尖采用下反或/和后掠的结构，桨尖后掠或/和桨尖下反设计可降低桨尖处的涡流强度，从而降低桨尖的空气阻力，使飞行器使用螺旋桨进行飞行时，速度可达到最佳。
作为本方案的进一步改进，所述桨叶从桨根到桨尖4之间包括依次沿径向往外延伸的桨根台阶2、桨根过渡段2、前缘、后缘7、上表面6、下表面。
本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：其包括轮毂以及与轮毂连接的多片桨叶，所述桨叶包括从桨根到桨尖的多个的截面翼型，桨叶的半径为R，
在距离桨叶旋转盘中心0.25R处，桨叶的迎角为19 °～21°，桨叶的弦长为0.174R；
在距离桨叶旋转盘中心0.40R处，桨叶的迎角为16°～19°，桨叶的弦长为0.159R；
在距离桨叶旋转盘中心0.55R处，桨叶的迎角为14.2°～16.2°，桨叶的弦长为0.140R；
在距离桨叶旋转盘中心0.68R处，桨叶的迎角为11°～13°，桨叶的弦长为0.118R；
在距离桨叶旋转盘中心0.82R处，桨叶的迎角为7.7°～9.7°，桨叶的弦长为0.092R；
在距离桨叶旋转盘中心0.93R处，桨叶的迎角为4.5°～6.5°，桨叶的弦长为0.069R；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0°～1.3°，桨叶的弦长为0.041R。
2.根据权利要求1所述的大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：在距离桨叶旋转盘中心0.25R处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为0.174R；
在距离桨叶旋转盘中心0.40R处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为0.159R；
在距离桨叶旋转盘中心0.55R处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为0.140R；
在距离桨叶旋转盘中心0.68R处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为0.118R；
在距离桨叶旋转盘中心0.82R处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为0.092R；
在距离桨叶旋转盘中心0.93R处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为0.069R；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0.3°，桨叶的弦长为0.041R。
3.根据权利要求1所述的大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：桨叶的半径为266.7mm，直径为533.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心66.7mm处，桨叶的迎角为19°～21°，桨叶的弦长为46.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心106.7mm处，桨叶的迎角为17°～19°，桨叶的弦长为42.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心146.7mm处，桨叶的迎角为14.2°～1 6.2°，桨叶的弦长为37.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心181.4mm处，桨叶的迎角为11°～13°，桨叶的弦长为31.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心218.7mm处，桨叶的迎角为7.7°～9.7°，桨叶的弦长为24.6mm；
在距离桨叶旋转盘中心248.0mm处，桨叶的迎角为4.5°～6.5°，桨叶的弦长为18.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0°～1.3 °，桨叶的弦长为11mm。
4.根据权利要求3所述的大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：桨叶的半径为266.7mm，直径为533.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心66.7mm处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为46.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心106.7mm处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为42.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心146.7mm处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为37.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心181.4mm处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为31.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心218.7mm处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为24.6mm；
在距离桨叶旋转盘中心248.0mm处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为18.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心R处，桨叶的迎角为0.3 °，桨叶的弦长为11mm。
5.根据权利要求1所述的大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：在距离桨叶旋转盘中心70mm处，桨叶的迎角为20°，桨叶的弦长为46.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心110mm处，桨叶的迎角为18°，桨叶的弦长为42.4mm；
在距离桨叶旋转盘中心148mm处，桨叶的迎角为15.2°，桨叶的弦长为37.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心187mm处，桨叶的迎角为12°，桨叶的弦长为31.5mm；
在距离桨叶旋转盘中心225mm处，桨叶的迎角为8.7°，桨叶的弦长为24.6mm；
在距离桨叶旋转盘中心253mm处，桨叶的迎角为5.5°，桨叶的弦长为18.3mm；
在距离桨叶旋转盘中心271.5mm处，桨叶的迎角为0.3°，桨叶的弦长为11mm。
6.根据权利要求1所述的大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：螺旋桨桨尖采用下反或/和后掠的结构。
7.根据权利要求6所述的大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：桨尖采用下反角度23°，下反桨尖的桨尖涡产生位置低于旋翼桨盘。
8.根据权利要求1所述的大推力高升阻比螺旋桨，其特征在于：所述桨叶从桨根倒桨尖之间包括依次沿径向往外延伸的桨根台阶、桨根过渡段、前缘、后缘、上表面、下表面。
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| CN114228988A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-25 | 南昌三瑞智能科技有限公司 | 一种大推力高升阻比螺旋桨及该螺旋桨桨叶设计方法 |
| CN115783298A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-03-14 | 北京启时智航科技有限公司 | 可折叠螺旋桨的设计方法、可折叠螺旋桨及飞行器 |
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- 2021-11-26 CN CN202122929320.3U patent/CN216709635U/zh active Active
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| CN115783298B (zh) * | 2023-01-31 | 2023-04-25 | 北京启时智航科技有限公司 | 可折叠螺旋桨的设计方法、可折叠螺旋桨及飞行器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Manufacturing Center, Building D, No. 888, Tianxiang North Avenue, Nanchang High-tech Industrial Development Zone, Nanchang City, Jiangxi Province 330000 Patentee after: Nanchang Sanrui Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 330000 Room 101, 33, Nanchang Jiahai Industrial Park, 2799 Tianxiang Avenue, Nanchang hi tech Industrial Development Zone, Nanchang City, Jiangxi Province Patentee before: Nanchang SanRui Intelligent Technology Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |