CN2372230Y - 一种高升力直升机旋翼的桨叶 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种显著提高直升机升力或螺旋桨拉力的桨叶,特别适于在桨叶高速情况下。它将直升机旋翼或螺桨飞机的螺旋桨的桨尖部分的形状设计成尖前缘、大后掠边条翼和中等后掠基本翼组成的“小机翼”,这使得可充分利用这种翼型在大攻角时由气流于叶背生成的脱体涡所产生的很高的非线性升力,即涡升力,从而大大提高直升机的负载能力和螺桨飞机的拉力。该实用新型也可用于风扇和风力发电机桨叶等。
Description
本实用新型涉及一种显著提高直升机旋翼升力及螺桨飞机螺旋桨拉力的桨叶。
现有的直升机旋翼及螺桨飞机桨叶的叶型均为常规翼剖面形成的翼型，属于附着流型的范畴，它为叶型提供线性升力，它的最大问题是在攻角稍大时会在叶背发生气流分离，这使得其升力和阻力特性急剧变坏，因而它不可能给飞机提供更大的升力或拉力，特别是目前直升机载荷越来越大，桨叶越来越长，转速趋高，桨尖速度越来越大，甚至进入跨音速范围的情况下。即便是采用后掠式桨尖技术在一定程度上推迟了马赫现象的产生，但传统的桨叶形状仍不能适应飞机对升力或拉力的需求。
本实用新型的目的是提出一种显著提高直升机旋翼升力或提高螺旋桨拉力的桨叶。利用尖前缘、大后掠细长翼在大攻角时从两侧缘刃条发出的脱体涡会在其上方及后边的整个基本翼翼面上产生强大的侧洗速度而产生很大的非线性升力的特点，会使得整个桨叶的升力(拉力)系数大大增加，结果使飞机的载重量有显著增加。
本实用新型的目的是这样实现的：在直升机旋翼的桨叶外段，即靠近桨尖部位，不再采用属于传统的附着翼型构成的平面形状，而是采用尖前缘、大后掠的边条翼(4)加上中等后掠的基本翼(6)组成的小机翼，在每个桨叶上，可以同时有一个或几个并列的这样的小机翼，如附图2、3、4和5所示。这样，在攻角α足够大时，无论在高速或低速情况下，气流在所述边条翼(4)两侧的刃缘(5)上产生脱体涡(11)，所述脱体涡从其后的基本翼(6)上方卷过，在其上方产生强大的侧洗速度，从而产生很大的涡升力。所述的基本翼(6)的后缘(7)可以是平直的，也可以是向内折的、外凸的或其它曲线形的，如图2、3、4、5、7和8所示。所述的边条翼(4)的前缘后掠角X1＝60°-85°，基本翼(6)的前缘后掠角X2＝0°-50°，所述的每个小机翼的半翼展S与长度L的比S/L＝0.15-1.0；所述的各个小机翼之间可以直接并接，如图2、3、4所示；也可以用一段传统翼型段进行过渡连接，如图8所示。旋翼的内段，即靠桨叶转轴(1)一边，翼型仍用传统的附着翼型，所述连接处要有相应的扭转，以适应内、外段对攻角的不同要求。为了有较高的最大升力系数和升阻比，可使桨叶形状有各种弯度和扭转。
本实用新型与现有技术相比有如下优点：
1、桨叶的工作攻角比传统翼型的工作攻角大得多，从而在同样桨盘尺寸下可以为直升机提供更大的升力，或为螺桨飞机提供更大的拉力；
2、可以在低速和高速，乃至在跨、超音速桨尖速度下高效的工作。
图例说明：
图1是直升机的旋翼系统简图，图中绘出了本实用新型中翼型的总体布局。
图2是图1中所绘的本实用新型桨叶的结构详图。
图3和图4是图1中所绘的本实用新型桨叶的两种实施例，为了避免上述边条翼二侧锐缘产生的旋向相反的脱体涡间的相互干扰，采用了单边边条翼的结构。
图5是本实用新型的又一种实施例，所述基本翼(6)的尾缘(7)是内折的。
图6(a)、(b)是图2中标示的边条翼(4)的尖前缘(5)处形状的B-B剖面。
图7是本实用新型的又一实施例，其边条翼(4)的侧缘(5)做成S形的。
图8是本实用新型的又一实施例，其中基本翼(6)为传统的附着流型，基本翼的尾缘(7)是平直的。
图9是图1中所绘的本实用新型桨叶的又一实施例，为了避免上述边条翼二侧锐缘产生的旋向相反的脱体涡间的相互干扰，在所述边条翼的中心线附近加上一条翼肋(12)，所述翼肋的形状可以是直的或弧形的，其曲率半径r为(0.5-1.5)R，R为小翼肋所处位置的旋转半径，小翼肋高度为该处桨叶最大厚度的(3-4)倍。
参照图1和2，桨叶由桨根2、传统翼型段(3)及并列的二个小机翼组成，而每个小机翼又由边条翼(4)和基本翼(6)组成，当桨叶绕旋转轴(1)旋转时，气流将在一定的攻角下相对于所述的桨叶运动，于是在每个边条翼(4)的两侧锐缘(5)上形成两束脱体涡(11)，这所述脱体涡(11)卷过整个边条翼(4)，又扫过其后的基本翼(6)，并与从折点(8)处发出的旋涡相汇，形成有利的干扰，在基本翼(6)上方形成低压区，从而产生涡升力。如果攻角在合适的范围内，则这脱体涡不会在基本翼(6)的尾缘(7)之前破裂。所述的尾缘(7)的形状可以是平直的，也可以是曲线形的，可以是向内折的，也可以是向外凸的。图中，S为小机翼的半展长，L为小机翼的长度，X1和X2分别为边条翼(4)与基本翼(6)的前缘后掠角。
Claims (10)
1、一种高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：直升机旋翼或螺桨飞机螺旋桨的桨叶均含有一个或几个并列的尖前缘、大后掠的边条翼和与之相接的基本翼。
2、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：桨叶靠近桨尖的部分能够是一个或几个并列的尖前缘、大后掠的边条翼和中等后掠的基本翼组成的小机翼。
3、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：在每个所述的小机翼中，其前部是后掠角为X1＝60°-85°的尖前缘边条翼，其后部是后掠角为X2＝0°-50°的基本翼。
4、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：所述的每个小机翼前部的边条翼的尖前缘可以是直的，或是S形的，或外凸的前缘。
5、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：所述的每个小机翼的半翼展长S与长度L的比为S/L＝0.15-1.0。
6、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：所述的每个小机翼可以是平面状的，也可以是有各种弯曲和扭转形状的。
7、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：所述的尖前缘、大后掠的边条翼和基本翼可以是不完整的，即为所述的小机翼的一半，可以是小机翼的左半边，或是小机翼的右半边。
8、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：所述的每个基本翼的后缘形状可以是平直的，或是曲的，或是向内折的，或是向外凸的。
9、根据权利要求1所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：所述的小机翼的中心线附近处可以有一个直的或弧形的小翼肋。
10、根据权利要求9所述的高升力直升机旋翼的桨叶，其特征在于：弧形小翼肋的曲率半径r为(0.5-1.5)R，其中R为所述小翼肋在桨叶上所处位置的旋转半径，小翼肋高度为该处桨叶最大厚度的(3-4)倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 98238285 CN2372230Y (zh) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 一种高升力直升机旋翼的桨叶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 98238285 CN2372230Y (zh) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 一种高升力直升机旋翼的桨叶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2372230Y true CN2372230Y (zh) | 2000-04-05 |
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ID=33985913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN 98238285 Expired - Fee Related CN2372230Y (zh) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 一种高升力直升机旋翼的桨叶 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN2372230Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103318408A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-25 | 李宏生 | 主螺旋桨前倾式直升机 |
| CN104192294A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-12-10 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 机翼结构及飞机 |
| CN106741857A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-05-31 | 南京那尔朴电子有限公司 | 一种可以推力调节的螺旋桨 |
| CN110844116A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-28 | 中国直升机设计研究所 | 一种可调参数涡发生器 |
-
1998
- 1998-07-17 CN CN 98238285 patent/CN2372230Y/zh not_active Expired - Fee Related
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