JPS5826699A - 翼型ブレ−ド - Google Patents

翼型ブレ−ド

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JPS5826699A
JPS5826699A JP57129506A JP12950682A JPS5826699A JP S5826699 A JPS5826699 A JP S5826699A JP 57129506 A JP57129506 A JP 57129506A JP 12950682 A JP12950682 A JP 12950682A JP S5826699 A JPS5826699 A JP S5826699A
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JP
Japan
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blade
cross
shaping
leading edge
pressure surface
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JP57129506A
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JPH0375398B2 (ja
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カ−ル・ロ−バツク
ハリ−・ステフエン・ワイノ−スキ−
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RTX Corp
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United Technologies Corp
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Publication date
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Publication of JPH0375398B2 publication Critical patent/JPH0375398B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/141Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/16Blades
    • B64C11/18Aerodynamic features
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/301Cross-sectional characteristics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には回転買のための調型ブレードに係
り、特に例えばプロペラに用いられる高性能低騒音調型
ブレードに係る。
空の交通に於ける現在及び将来の傾向は、新しい世代の
ターボプロップ式郊外通勤者用航空機を設計することで
あり、これは1980年代の中頃に実用化されるものと
予1されている。かがる航空機は人口密集地に比較的に
近い小さな空港にて運航できる短距離離着陸式の航空機
である。従って航空機に対する野外騒音抑制が重要な課
題となってくる。かかる郊外通勤者用航空機は旅行者に
よっても大幅に利用されるであろう。即ちこの場合、旅
行者は旅行距離の主たる部分を最新式の快適な胴体の広
いターボファン航空機によって旅行し、その初めと終り
の部分に郊外通勤者用航空機を利用するであろう。従っ
てかかる郊外通勤者用航空機に対する安全性、快適性、
信頼性及び室内AI音レベルの抑制に対する要求は厳酷
である。
かかる厳酷な野外騒音及び室内騒音の制限に適合するた
めに、プロペラ先端の速度は成る最小値に制限されなけ
ればならない。しかしながら来るべき郊外通勤者用航空
機は短い滑走路にて運航し得るよう設計されなければな
らないので、そのような低いプロペラ先端速度によって
離陸時及び上昇時に軽いブレード重量(低いブレード堅
固性)にても高いプロペラブレードスラストを得ること
が妨げられてはならない。先端スピードを小さくしても
、プロペラブレードの表面上に於ける空気速度は必然的
に非常に高くなる。際立った衝撃波の発生及びそれに伴
・う剥離とその結果生ずる性能低下を回避するためには
、プロペラブレードの断面に関連する臨界マツハ数を最
大にする必要がある。また効率を上げるためには、巡航
状態に於ける揚抗比を高くすることが必要である。
上記の如き航空工学的性能と騒音に対する要求を満足す
ることに加えて、プロペラブレードは公知の製造技術に
よって製造されなければならず、また通常の取扱いによ
る損傷と異物の衝撃による損傷に対して最小の危険度を
示すものでなければならない。
プロペラ等を構成する種々の調型の現在の技術の一部と
しては、NACAシリーズ6及びシリーズ16の調型が
あり、これらはこれまで充分な航空学的また騒音的性能
を示してきた。しかしながら上述の如き新しい時代の郊
外通勤者用航空機のためには、かかる調型によるプロペ
ラの性能特性は最も良くて限界ぎりぎりである。L 1
eback、 Wortsann、   Whitco
sbsupercritical、   GAWIII
型の如きより新しい調型が特別の翼形状のために設計さ
れているが、これらの調型は構造的及び製作的見地から
プロペラの製造には適さない形状を含んでおり、従って
プロペラとして使用されるには適さないものである。
従って、本発明の一つの目的は、特に航空機の離陸時及
び上昇時に高い揚抗比を有することを特徴とする改良さ
れた調型ブレードを提供することである。
本発明の他の一つの目的は、航空機の巡航時に^い揚抗
比を呈することを特徴とする調型ブレードを提供するこ
とである。
本発明の他の一つの目的は、広い作動領域にNつで高い
臨界マツへ数を有することを特徴とする調型ブレードを
提供することである。
本発明の他の一つの目的は、公知のプロペラ製造技術に
よって製造され得る断面形状を有する調型ブレードを提
供することである。
本発明の他の一つの目的は、取扱い及び異物の衝撃によ
り受ける損傷に対し高い抵抗性を有する調型ブレードを
提供することである。
本発明によれば、航空機プロペラ等のための改良された
調型ブレードは、該ブレードの長さに沿って新しい調型
断面形状を有しており、該調型断面形状は鈍いほぼ放物
線状の前縁部を有し、該前縁部は圧力面へ向けて流線形
に整形されており、該圧力面は厚さ比的0.15以下に
て前縁部にて凸型であり、該凸型部は凹型の後縁へ向け
て流線形に整形されていることを特徴としている。厚さ
比が約0.15以上のときには、圧力面の後縁部は優か
に凸型である。前縁部はまた凸型吸引面へ向けて流線形
に整形されており、該凸型吸引面はバカ面後縁部と共に
僅かに鈍い後縁を形成している。鈍い前縁部が比較的大
きい迎え角と小さなマツハ数を有しまた凸型の前縁圧力
面が比較的小さい迎え角と高いマツハ数とを有すること
により、買面に於ける空気流の曲り度合が低減され、こ
れによって局部的マツハ数が低減され、現在の調型のブ
レードに於て生ずるより−も低い圧力勾配が維持される
。僅かに鈍い後縁部は徐々に圧力を回模する後縁吸引面
部を郭定し、これによって吸引面より流れが剥離する度
合を最小限とする。外界と室内の騒音を大きく低減せし
めるに充分な低い先端速度を与えるマツハ数にて増進し
た空気力学的特性が得られる。
以下に添付の図を参照して本発明を更に詳細に説明する
一般にプロペラブレード断面のスラストは以下の式によ
り与えられる。
T CICCL−b ” V’ 但し 王はスラスト CLは揚力係数 b は断面の弦長 ■は断面相対速度 この表現を吟味すると、弦長すが重量を最小とすべく1
少されるにつれて、また断面相対速度Vが騒音を低減す
べく減少されるにつれて、断面の揚力係数Ctは成る与
えられたスラストを維持するために増大されなければな
らない。従って重さと騒音を最小とすべく弦長と断面相
対速度が減少され611には、成る与えられたスラスト
を達成するためには断面揚力係数が最大限に増大されな
ればならないことが明らかである。同時に、低い揚力係
数と^い断面マツハ数による巡航モードに対しては、開
型断面は^い揚抗比によって特徴づけられていなければ
ならない。
従来既存の調型による断面形状を有する調型ブレードに
よって離陸時と巡航時の両者に於て高い空気力学的性能
を達成することは非常に困難であった。第1図に於て、
直線のうちの影を付された領域は、一つの鈎型的6低速
調型と一つの典型的な^連関型の出力性能を離陸時と上
昇時の揚力係数にて示している。ここに見られる如く、
従来の低速型胃型は離陸に対しては従来の高速型開型に
比してはるかに大きい揚力係数を示しまたはるかに小さ
い抗力係数を示し、従って高速型調型より好ましいもの
であろう。しかし、第2図を見ると、ここで影を施され
た領域は同じ二つの間型の巡航モードに於ける出力性能
を示しているが、これより通常の巡航時には高速型開型
は低速型調型よりはるかに高い揚抗比を呈することによ
り、^速型買型の方が低速型胃型に比してはるかに好ま
しいことが解る。第1図及び第2図に於て、点線にて示
す曲線は本発明による買置H81の性能を例示するもの
である。これらの曲線より容易に注目される如く、この
調型は従来の低速型調型に殆ど等しい離陸と上昇性能を
呈しまた従来の高速型田型の巡航性能を呈するものであ
り、これらの全てが第3図に示されている如き新しい断
面の調型を有する単一の開型によって達成される。
第3図には本発明による調型ブレードの一連の断面が示
されている。各断面には三つの数字による表示が付され
ており、このうち最初の数字は揚力係数を10倍したも
のであり、後の二つの数字は厚さ比を100倍したもの
である。従って、最上部の買型断面は設計揚力係数が0
.4であり、厚さ比が0.04であることを特徴として
おり、第二の田型断面は設計揚力係数が0.6、厚さ比
が0.06であり、第三の田型断面は設計揚力係数が0
.7、厚さ比が0.08であり、第四の舅型断面は設計
揚力l係数が0.7、厚さ比が0.12であり、第五の
買型断面は設計揚力係数が0゜6、厚さ比が0.20で
あり、第六の田型断面は設計揚力係数が0.4、厚さ比
が0.30であることをそれぞれ特徴としている。この
第3図に於ては、各田型断面の一つの調型ブレード上に
於ける各位置が示されている。図より解る。如く、40
49g型断面は実質的にブレードの先端部における断面
であり、430断面はブレードの根本部に近い断面であ
り、620断面はブレードの長手方向に沿って根本部よ
り約0.175の位置に於ける断面である。その他の断
面はそれぞれブレードの根本部からブレード長の約0.
425、o、625.0.825の位置にある。これら
開型断面の弦長は一つの共通の長さに示されているが、
ブレードにテーバを付することに関する設計的考膚はこ
れら開型断面の相対的寸法を定めることであり、本発明
がこれら舅型断面の間の相対的寸法に関し特定のものに
限定されないことは明らかであろう。
第3図に示されている開型断面の間に存在するブレード
の各断面は任意の二つの隣接する開型断面に於ける対応
する部分を繋ぐ遷移面によって郭定される。各開型断面
は勿論この分野に於ては周知であるところのブレードに
充分な捩りを与え空気力学的所要性能を達成すべく変化
するブレードの迎え角を設定する周知の要領により互い
に角度的に変位されてよい。
以下の表(T able  [〜l)は本発明によるブ
レードの多数の開型断面の座標値の詳細を無次元化して
示すものであり、これらの表に於てX/Cはブレードの
翼弦上の無次元化された位置を示し、V/c u−pp
e?は吸引面に於ける各点の翼弦よりの無次元高さであ
り・ y/c lowerは圧力面上に於ける各点の翼
弦からの無次元高さである。
Tabl@ X FISI−404 x/c    Iy/c)(y/cl    x/c 
   (y/cl    (y/clupper   
  lower           upper  
  lowetO,000000,000090,00
0040,440000,049140,011160
,000500,00171−0,001130,46
0000,048930,011290,001000
,00250−0,001550,480000,04
8600,011370,0Q200 0.QO372
−0,002100,500000,0481日  0
.011390.00300  0.00470  −
0.00253   0.54000   0.047
05  0.011320.00500  0.006
28  −0.00323   0.56000   
0.04635  0.011220.00750  
0.007a8  −0.00395   0.580
00   0.04555  0.011080.01
000  0.00923  −0.00455   
0.60000   0.04461  0.Q109
10.02000  0.01339  −0.006
20   0.64000   0.04223   
、O,010430,030000,01655−0,
QO7090,660000,040760,0101
00,040000,01922−0,QO]51  
    0.68000      0.03911 
    0.009710.05000    0.0
215B      −0,007610,70000
0,0372B      0.009240.060
00    0.023フ5    −0.00756
     0.74000     0.03319 
   0.0G8090.07000  0.0257
7  −0.00724   0.7600G    
0.03097  0.007410.08000  
0.02766  −0.00686   0.780
00   0.02867  0.006680.09
000  0.02943  −0.00639   
0.80000   0.02631  0.0059
10.10000  0.03107  −0.005
114   0.82000   0.02389  
0.0Q5120.1.2000  0.03403 
 −0.00451   0.84000   0.0
2143  0.004290.14000  0.0
3659  −0.(102950,860000,0
18920,003430,160000,03883
−0,001230,8[10000,016370,
002520,180000,0407)      
0.00055    .0.90000      
0.01376     0.001560.2000
0  0.04244   0.00230   0.
91000   0.01243   ’0.0010
60.22000  0.04386   0.003
93   0.92000   0.01108  0
.000540.24000    0.04504 
      G、00536      0.9300
0      0.009フo      o、ooo
o。
O,260000,046010,006580,94
0000,00829−0,000540,28000
0,046800,00751+    0.95qO
OO,00684−0,001100,300000,
047450,008400,950000,0053
6−−0,001670,340000,048440
,009610,970000,00384−0,00
2250,360000,048BD    O,01
(1070,98QOQ    Q、QQ229  −
0.002850.38QO00,04906o、01
044      0.99000      0.0
00)l   −0,003460,400000,0
49200,010741,00000−0,0009
2−0,004011Table  XI )ISL−606 x/c     ly/C)fy/cl      x
/c     (y/cl     (y/auppe
r     lower              
upper     lowerO,00000G、0
0015    0.0OO150,440000,0
71000,0138?0.00G50   0.00
259   −0.00162    0.46000
    0.07069   0.014060.00
100    0.003〕9     −0.002
20      0.48000      0.07
021     0.014190、QO20Q   
 O,00562−0,002960,500000,
069590,Q14250.00300   0.0
0708   −0.00354    0.5400
0    0.06796   0.014200.0
0500   0.0093B    −0,0045
50,560000,Q6695   0.01409
0.00750    0.01164     −0
.00563      0.58000      
0.065フ8     0.013940.0100
0    0.01352     −0.00656
      0.6000む      0.0644
2     0.013730.02000   0.
01926   −0.00925    0.640
00    0+06098    0.013140
.03009   0.02371    −0.01
079     0.66000     0.05B
86    0.012730.04000   0.
02756   −0.01160    0.680
00    0.05647   0.012240.
05000  0.03105   −0.01190
   0.70003  0.05383   0.0
11650.06000   0.03429   −
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4794   0.010180.07000    
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0.76000      0.04474     
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  −0.011111    0.78000   
 0.04142   0.008350.09000
    0.042フ3     −0.01060 
     0.110000      0.0311
02     0.00?340.10000   0
.04515   −0.00988    0.82
000    0.03453   0.005300
.12000   0.04946   −0.001
107    0.114000    0.0309
9   0.005220.14000   0.05
3111   −0.005118    0.116
000    0.027311   0.00408
0.16000   0.05638    −0.0
034フ     O,1leOOOO,023710
,0021180,180000,05915−0,0
00990,900000,019960,00161
0,200000,061530,001430,91
0000,018040,0OQ940.22000 
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.01411   −0.000460.26000 
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.94000    0.(+1209  −0.0G
l190.28000    0.06772    
  0.00B)5      0.95000   
   0.01001    −0.001930.3
00001)、06B650.009920.9600
00.00788−0.002890.34000  
  0,0フ005      0.011g7   
   0.97000      0.(10570〜
〇、00346Q、36QOOO,+17(1560,
012310,980000,00346−0,004
250,31+000   0.07092    0
.01284    1.99000    0.0O
1l[l   〜o、oosoaO,400000,0
)112      0.01326      1.
00000     −0.00115    −0.
00589Table  II工 +151−708 x/c    (y/cr    (y/cl    
 x/c    (y/cl    (y/clupp
er     lower             
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     o.ooooo       σ.0000
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064590.14000   0.15325   
 −0.11605     0.86000    
0.08955    −0.060400.1600
00.15904−0.118590.880000.
08178−0.055900.18000   0.
16517    −0.12064     0.9
0000    0.07334    −0.051
090.20000     0.16723    
  −0.12L14       0.91000 
     0.063115      −0.048
550.220000.17011−0.121640
.920000.06420−0.045940.24
000     0.17243      −0.1
2190       0.93000      0
.05938      −0.043230.260
00     0.17433      −0.12
202       0.9−4000      0
.05440      −0.040430.2fl
OOO   O.17587    −0.12204
     0.95000    0.04927  
  −0.037540.300000.1フフ0+1
−0.121970.960000.04396−0.
034550.340000.171151−0.12
1450.970000.03846−0.03145
0.36000     0.178フ2      
−0.12096       0.98000   
   0.03267     −0.0211180
.38000   0.17857    −0+12
030    0.99000    0.02649
    −0.024670.400000.178O
R−0.119481.00000G.01969−0
.020flO第4図は本発明によるブレードの種々の
調型断面のイリと厚さの線を表すグラフ的表示であり、
x/cG、111弦上の無次元位置を示し、Vloは翼
弦からのそりの無次元高さを示し、t/cはそりに対応
する位置に於ける調型の全無次元厚さを示し、h/bは
種々の調型断面の厚さ比を示す。
第5図は708買型を示すが、これより解る如く、本発
明による調型ブレードはその翼弦のほぼ全長に亙る断面
の調型形状によって特徴づけられており、それは鈍いほ
ぼ放物線状の前縁部10が圧力面15へ向けて流線形に
整形されており、該几力面15は前縁の凸型部20を有
し、該前縁凸型部20は後縁部25へ向けて流線形に整
形されている。前縁部10はまた凸型の吸引面30へ向
けて流線形に整形されており、これら圧力面及び吸引面
は僅かに鈍い後縁35へ向けて整合している。第3図に
示す如く、約0.15より小さい厚さ比に対しては、圧
力面の後縁部25は凹状をなしており、従って圧力面の
前縁部は突出た形となっている。かかる厚さ比に於ては
、凸型の突出部が調型の前縁より翼弦長の約10〜15
%の距離のところで凹型の後縁部に流線形に接続されて
いる。
また本発明による調型の比較的鈍い前縁は通常の取扱い
及び異物の衝撃による損傷の危険を最小限にしているこ
とが注目されよう。
第6図はNACAシリーズ16の調型の一般的な形状を
示し、この形状は今日のターボプロップ式郊外通勤者用
航空機のプロペラブレードとして広く用いられているも
のである。本発明によるブレードの調型形状はこのシリ
ーズ16の調型形状と大きく異なっていることが解る。
まず最初にシリーズ16の調型はその翼弦全体に亙って
凹状の圧力面有しているのに対し、本発明によるブレー
ドの調型形状は圧力面の前縁部に少なくとも10〜15
%に亙って延びる凸型部を有していることが注目される
。またNACAシリーズ16の調型は比較的鋭利な前縁
部を有しているのに対し、本発明によるブレードの調型
は特にその厚さ比が0゜06より大きい場合の調型は、
鈍い前縁部と比較的鈍い後縁を有し、その前縁部に於け
る限界マツハ数が高く、その後縁部に於ける圧力回復が
大きくなっている。
第7図及び第8図に於て本発明による調型(H81)の
優れた性能が従来のMACAシリーズ16の調型の性能
と比較されている。第7図に示されている如く、離陸時
の大きい迎え角の時には、シリーズ161!型の鋭い前
縁部は該前縁部に衝撃を生じ、これによってブレードの
吸引面に沿って大きな剥離を生ずるが、本発明による鈍
い前縁を有する調型はそのような高い局部的マツへ数を
生ぜす、緩やかな圧力勾配を維持し、境界層が正常な迎
え角の全範囲に亙っ、てブレード表面に付着した状態に
維持されることを許す。第7図及び第8図より解る如く
、上昇時には何れの調型も良好な状態にあり、それぞれ
その設計揚力係数にて作動する。しかし巡航モードに於
ては、調型は低い揚力係数と高いマツへ数にて作動し、
このとき大きくそったNACAシリーズ16翼型は相対
的空気速麿に対して「ノーズダウン」にて作動し、この
調型の欽い前縁が調型の圧力側に衝撃を生じ、これによ
って境界層が厚くなり或いはブレードの前方部にて剥離
し、これによってブレードの揚抗比に悪影響を与える。
これに比して、本発明による調型の鈍い前縁部と凸型の
前縁圧力面とは巡航状態に於て低いマツへ数を生じ、何
らの衝撃波を生ぜず、衝撃波に関連する境界層の増大成
いは剥離が生ずることがない。以下のデータが示す如く
、本発明による調型ブレードの効率は、離陸時にて少な
くとも2〜4%増大し、また巡航時の効率にて1〜2%
増大する。
第9図〜第12図はそれぞれ本発明による調型を代表す
るものとNACAシリーズ16ブレードに相当するもの
との両者について翼弦X/Cに沿う圧力係数Cpの変化
を示す。第9図に示されている如く、シリーズ1611
型は離陸時に大きい正の迎え角にて作動されるとき非常
に大iい前縁に於けるマツへ数の釧い増大を呈し、また
第12図に示されている如く、巡航時には比較的鋭い前
縁のために大きな負の迎え角が必要とされる。経験の示
すところによれば、表面マツハ数が1.3〜1.4を越
えると強い衝撃波が生じ、その結果境界層剥離と性・能
低下が生ずる。
従って、第9図及び第12図に於て、シリーズ161!
型に於て生じている2、88及び2.2なるマツハ数は
非常に剥離を生じ易く、またその結果による性能の低下
を生じ易いものである。これに対し、本発明による両型
ブレードに対する表面マツハ数のピーク値はずっと低く
、ただ離陸時の表面マツハ数のみが1.3〜1.4なる
好ましいマツハ数領域を越えるのみである。しかしなが
ら、第9図〜第12図の曲線の右手側の部分により示さ
れた翼型の吸引面の後方部に於ける漸次の圧力回復はH
81ブレードに於ては離陸時の表面マツハ数1.76に
も拘らず流れの剥離がかなり抑えられていることを示し
ている。
尚、第9図、第10図、第11図、第12図、は各々以
下に示す設計条件の両型についての結果である。
第9図 貿型設計条件1=離陸 マツハ数−〇、55 HS 1.6061   N A CA 16.706
CI     1.592     1.592Cd 
    O,02470,043α    7.87 
’      8.15 ’第10図 調型設計条件2=離陸 マツハ数=0.58 1−131.6061   N A CA 16.70
60 d     1.195     1.198C
d     O,01180,0131α    4.
63″     4.75 ’第11図 買型設計条件3−上昇 マツバ数=0.62 HS 1,6061   N A CA 16,706
01    0.848     0.849Cd  
   O,00960,0101α     1.82
 ”      1.76 @第12図 翼素設計条件4−巡航 マツバ数−〇、75 HS 1,6061   N A CA 16,706
C10,3720,371 Cd     000114     0,0119α
   −2,05°   −1,58’第13及び第1
4図は本発明による606m1型について種々のマツハ
数と迎え角に対する揚力係数と抗力係数との間の関係を
示す風洞テストの結果を示している。第13図に示され
ている如く・最大揚力の近くにて何らの急激な揚力の低
下も抗力のステップ状の増大も生じていないので、本発
明による606胃型には、離陸時のかなり高い局部的マ
ツハ数にも拘らず何らの衝撃波が剥離を起させていない
ことが解る。第15図及び第16図は第9図〜第12図
にプロットされ、でいる圧力係数を有するシリーズ16
興型の迎え角に対する同様の揚力係数と抗力係数との関
係を示す風洞試験の結果を示す。
第17図及び第18図は第13図〜第16図より導かれ
たデータの比較を示づ。第17図は離陸時には本発明に
よる翼型は最大揚力係数に於て20%の増大を呈するこ
とを明らかに示しており、また第18図は本発明による
両型が巡航時にシリーズ1611型より60〜70%高
い揚抗比を示し、また上昇時にはシリーズ1611型よ
り40〜60%高い揚抗比を呈することを示している。
一つは本発明による両型の4枚のブレードを備え、また
他の一つはNACAシリーズ16のブレード4枚を備え
たモデルプロペラが、コネチカツに州イースト・ハート
フォードにあるユナイテット・チクノロシーズの亜温速
風洞試験設備に於て試験された。これらの両モデルプロ
ペラはそれぞれ直径が3.25フイート(93cm)で
あった。
翼型形状とそのそりの程度に於ける僅かな差を除き、両
モデルは幾何学的に同一であり、充実のアルミニウム製
であり、同じ台座と厚さ比と捩り分布とを有し、アクテ
ィビティファクタは91であった。これらブレードの総
合設計揚力係数は本発明による調型ブレードのより高い
有効そり度を補償すべく僅かに調節された。これらのモ
デルプロペラは上述の風洞の8フイート(244cm)
及び18フイート(550cm)ののど部の両方に於て
試験された。各のど部に於ける試験によりマツハ数0.
03〜0.6、ブレード角−20〜+81°の範囲につ
いて通常の運転領域にあるプロペラ速度に対するデータ
を集めることができた。
第19及び第20図はかかる風洞試験により得られたマ
ツハ数0.4のときのデータの代表的な部分を示す。こ
れらの図より明らかな如く、マツハ数0.4の巡航時に
は本発明による調型ブレードは、高い効率の領域の広さ
によって明らかな如く、シリーズ16ブレードよりもは
るかに良い性能を示す。
尚、J、Cp、ηは各々以下の通りである。
J−101,4Vkts /N/D Cp =SHP (ρ。/ρ)/ (2000(N/1000) ’ X (D/1G> 
5 )η−スラストxVkts / (326XSHP
)第21図は0.10までの低いマツハ数に於ける前記
二つのプロペラの性能の比較を示す。これは0.03〜
0.10のマツハ数に於ける風洞試験データより得られ
た効率図を組合せたものである。この図より解ることは
、動力係数が増大するにつれて、本発明による調型ブレ
ードはシリーズ16m!型よりも次第にその効率がより
良くなることである。例えば0.10の動力係数に於て
は、本発明による調型ブレードはシリーズ161I型よ
り効率にして1%の改良を示すが、動力係数が0゜26
のときには、マツハ数0.06〜o、ioの範囲にて本
発明による調型ブレードはシリーズ16!il型に比し
て効率にして6%の改良を示す。
これらのデータ及び他の種々のデータに基き、本発明に
よるプロペラは郊外通勤者用航空機のプロペラ作動条件
を表す広い範囲のマツハ数、進み比及び動力係数に於て
シリーズ16のプロペラよりもより良い効率を示すこと
が解った。
【図面の簡単な説明】
第1図は典型的な低速型調型と高速型調型の種々の迎え
角に於けるm陸時と上昇時の揚力と抗力の性能を示すグ
ラフであり、迎え角に対する揚力係数OLと抗力係数G
oとを示す。 第2図は典型的な高速調型と低速調型の種々の揚力係数
に於ける巡航性能(II力りと抗力りの比L/D>を示
すグラフである。 第3図は本発明による調型ブレードの一連の断面とこれ
らの断面のブレード軸線に沿う位置を例示的に示す平面
図とを含む図である。 第4図は第3図の調型を含む本発明による調型のそりと
厚さをグラフ的に表示する図である。 第5図は第3図に示されている調型の一つの断面を示す
図である。 第6図はMACAシリーズ16の調型の一つの断面を示
す図である。 第7図は第5図のMACA買型の断面を離陸時、上昇時
及び巡航時について示す図である。 第8図は第3図の調型の一つの断面を離陸時、上昇時及
び巡航時について示す図である。 第9図、第10図、第11図、第12図は本発明による
ブレードの調型断面の一つとそれに対応湯するMACA
シリーズ1611型の圧力面及び吸引面に沿う圧力係数
とマツハ数とを対応させたグラフである。 第13図及び第14図は本発明による調型断面の一つに
ついで種々の迎え角に於ける揚力係数と抗力係数とを示
すグラフである。 第15図及び第16図はNACAシリーズ16買型につ
いて第13図及び第14図と同様に揚力係数と抗力係数
とを種々の迎え角に対応して示すグラフである。 第17図及び゛第18図は本発明によるブレードの調型
断面の一つとそれに対応するNAGAシリーズ16Il
il型についてそれぞれ揚力係数及び抗力係数と揚抗比
とを示すグラフである。 第19及び第20図は本発明による調型ブレードを有す
るプロペラとNACAシリーズ16111型ブレードを
有するプロペラについての効率と動力係数とを進み比に
対して対応させたグラフである。 第21図は第19図及び第20図に示された性能を有す
るプロペラについての効率と進み比とを対応させたグラ
フである。 10・・・前縁部、15・・・圧力面、20・・・圧力
面の凸型部、25・・・圧力面の後縁部、30・・・吸
引面。 35・・・後縁 特許出願人  ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポ
レイション 代  理  人   弁  理  士   明  石 
 昌  毅FIG、/ FIG、  5 FIG、  6 FIG、 9 rtc、 t。 FIG、 /1 FIG、 /1 迎1a rtc、 tJ 迎り負 R FIG、15 迎り町α FIG、 /4 迎L* べ FIG、 /6 動カイ系(夕、Cp 動子 η

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)実質的にその全長に亙って断面が調型形状を有す
    る調型ブレードにして、前記調型形状は鈍い放物線状の
    前縁部を有し、該前縁部は圧力面へ向けて流線形に整形
    されており、該圧力面は前縁部に凸型部を有し、該凸型
    部は後縁部へ向けて流線形に整形されており、前記前縁
    部はまた凸型の吸引面へ向けて流線形に整形されており
    、前記圧力面及び前記吸引面は鈍い後縁へ向けて互いに
    整合していることを特徴とする調型ブレード。 (2、特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、厚
    さ比は実質的に0.15以下であり、前記圧力面の後縁
    部は凹型であり、吸引面の前縁部は圧力面より突出てい
    ることを特徴とする調型ブレード。  ゛ (3)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、前
    記圧力面の前縁凸型部は調型の前縁より翼弦の実質的に
    10〜15%の距離まで後縁へ向けて流線形に整形され
    ていることを特徴とする調型ブレード。 (4)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、断
    面が第3図に示されている如き間型断面を有するブレー
    ド。 (5)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、T
     able Iに示された座標により郭定される調型断
    面形状を有するブレード。 (6)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、T
    able[に示された座標により郭定される調型断面形
    状を有するツーレード・ (7)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、T
    ablel[に示された座標により郭定される調型断面
    形状を有するブレード。 (8)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、T
    ableivに示された座標により郭定される調型断面
    形状を有するブレード。 (9)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、T
     ablevに示された座標により郭定される買型断面
    形状を有するブレード。 (10)特許請求の範囲第1項の調型ブレードにして、
    TableVIにより示された座標により郭定される調
    型断面形状を有するブレード。
JP57129506A 1981-07-24 1982-07-23 翼型ブレ−ド Granted JPS5826699A (ja)

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