RU2017652C1 - Blade for propulsion or ducted propellers - Google Patents

Blade for propulsion or ducted propellers Download PDF

Info

Publication number
RU2017652C1
RU2017652C1 SU4495366A RU2017652C1 RU 2017652 C1 RU2017652 C1 RU 2017652C1 SU 4495366 A SU4495366 A SU 4495366A RU 2017652 C1 RU2017652 C1 RU 2017652C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
radius
branches
branch
distance
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Адриан Меркурьевич Лепилкин
Original Assignee
Адриан Меркурьевич Лепилкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Адриан Меркурьевич Лепилкин filed Critical Адриан Меркурьевич Лепилкин
Priority to SU4495366 priority Critical patent/RU2017652C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2017652C1 publication Critical patent/RU2017652C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft industry. SUBSTANCE: blades are separated into two branches at distance from propeller rotation axis equalling at least 1/3 of blades radius. Two branches are connected with their ends so that branch base lines passing at distance of 1/4 of chord of branch cross- section are symmetrical in plan and diverging on radius r1 = 1/3 R and converging on radius r2 on blade end. In this case, branch base lines are located on one linear surface formed by straight parallel lines, each of which is tangent to surface of conventional circular cylinder whose axis coincides with propeller rotation axis, and branch base lines within the range of radii r1 < r < r2 are determined by parabolic relations of transverse coordinates given in invention description. Angles of deviation of tangents to base lines are determined by formulas given in invention description. Besides, front and rear edges of blade butt part are arranged so that blade rotation axis in bushing on radius r1 runs at distance of 0.4 of chord from front edge. Cross- section of butt end closes circle, and at the end of blade at the joint of its branches the joint surface in plant closes triangle with extension back-ward. EFFECT: reduced required power and propeller noise by prevention or weakening of air wave resistance at blade end and middle parts. 7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к авиастроению и предназначено для создания воздушных винтов для самолетов и аппаратов вертикального взлета и посадки. The invention relates to aircraft manufacturing and is intended to create propellers for aircraft and vertical takeoff and landing devices.

Обычные воздушные винты, лопасти которых имеют прямолинейную ось, при больших дозвуковых скоростях полета самолета недостаточно эффективны вследствие больших скоростей концевой части лопасти. В этих условиях на концевую часть лопасти действует волновое сопротивление воздуха, в несколько раз большее сопротивления сил вязкости трения. Поэтому скоростные самолеты имеют турбореактивные двигатели (ТРД), эффективно работающие даже при сверхзвуковых скоростях полета. Однако стремление отдалить начало волнового кризиса и увеличить скорости полета самолетов с воздушными винтами привело к созданию воздушных винтов, имеющих лопасти сложной формы в плане, например лопасти саблевидной формы. Conventional propellers whose blades have a rectilinear axis are not efficient enough at high subsonic speeds of the aircraft due to the high speeds of the end of the blades. Under these conditions, the end part of the blade is affected by the wave drag of the air, several times greater than the resistance of the friction viscosity forces. Therefore, high-speed aircraft have turbojet engines (turbojet engines) that work efficiently even at supersonic flight speeds. However, the desire to delay the onset of the wave crisis and increase the flight speeds of airplanes with propellers led to the creation of propellers having blades of complex shape in plan, for example, saber-shaped blades.

Известны винты с лопастями саблевидной формы, которые сдвигают возникновение волнового сопротивления приблизительно на 0,2 по числу Маха. Однако такие лопасти до сих пор не получили широкого применения вследствие трудностей изготовления с приемлемым уровнем надежности. Known screws with saber-shaped blades are known which shift the occurrence of wave resistance by approximately 0.2 in Mach number. However, such blades are still not widely used due to manufacturing difficulties with an acceptable level of reliability.

Известна лопасть несущего винта с концевой частью серповидной формы в плане, с выпуклой передней кромкой, сужающейся к концу. Причем такая форма концевой части лопасти предусмотрена по длине до 1/3 радиуса R винта. Known rotor blade with the end part of the crescent shape in plan, with a convex leading edge, tapering to the end. Moreover, such a shape of the end part of the blade is provided for up to 1/3 of the radius R of the screw.

Таким образом, обеспечена возможность использования полезного эффекта скольжения при малых изгибающих моментах и весьма малых крутящих моментах. Thus, it is possible to use the beneficial sliding effect for small bending moments and very small torques.

Однако повышение эффективности винтов с такими лопастями достигается только периферийными частями лопастей. However, increasing the efficiency of screws with such blades is achieved only by the peripheral parts of the blades.

Изобретение направлено на устранение этого недостатка и состоит в разработке лопастей для маршевых или тоннельных воздушных винтов с механизмом изменения угла их установки. С целью уменьшения потребной мощности и ослабления шума винта путем предотвращения или ослабления волнового сопротивления воздуха на концевой и средней частях лопастей на расстоянии r не менее 1/3 радиуса винта, считая от оси его вращения, лопасти разделены на две ветви, соединенные концами таким образом, что базовые линии ветвей, проходящие на расстоянии 1/4 хорды поперечного сечения ветви, симметричны или почти симметричны в плане, расходятся на радиусе r1, равном или большем 1/3 R, и сходятся на радиусе r

Figure 00000001
R около конца лопасти. Возможные различия форм ветвей и распределения углов установки профилей поперечных сечений выбираются из условия обеспечения приемлемых величин крутящих моментов относительно оси вращения лопасти во втулке.The invention is aimed at eliminating this drawback and consists in the development of blades for marching or tunnel propellers with a mechanism for changing the angle of their installation. In order to reduce the required power and attenuate the screw noise by preventing or attenuating the wave drag of the air at the end and middle parts of the blades at a distance r of at least 1/3 of the screw radius, counting from the axis of its rotation, the blades are divided into two branches connected by their ends in such a way that the base lines of the branches, passing at a distance of 1/4 chords of the cross section of the branch, are symmetric or almost symmetrical in plan, diverge at a radius r 1 equal to or greater than 1/3 R, and converge at a radius r
Figure 00000001
R near the end of the blade. Possible differences in the shapes of the branches and the distribution of the angles of installation of the cross-sectional profiles are selected from the condition of ensuring acceptable values of torques relative to the axis of rotation of the blade in the sleeve.

Базовые линии ветвей находятся на одной линейчатой поверхности, образованной параллельными прямыми линиями, каждая из которых касательна к поверхности условного кругового цилиндра, ось которого совпадает с осью вращения винта. The base lines of the branches are on one ruled surface formed by parallel straight lines, each of which is tangent to the surface of a conditional circular cylinder, the axis of which coincides with the axis of rotation of the screw.

Базовые линии ветвей в диапазоне радиусов r больше r1, но меньше r2определены параболическими зависимостями поперечных координат ζ=ζ (r) вида
ζ= А (r-r1)(1-r/r2) для передней ветви и ζ= -B(r-r1)(1-r/r2) для задней ветви, где А и В - выбранные положительные числа, которые мало отличаются одно от другого, а максимальное расстояние d между базовыми линиями на радиусе r* = (r1+r2)

Figure 00000002
равно
d=
Figure 00000003
Figure 00000004
(A+B), углы отклонения касательных к базовым линиям χo определяются по формулам
tgχo=
Figure 00000005
=
Figure 00000006
Cosζo=
Figure 00000007
а радиусы r2 и R связаны приближенной зависимостью
R
Figure 00000008
r2 + (b/Sin χo ) r2, где хорда b и угол χo соответствуют радиусу r2, а на радиусах r ≥r*числа А и В определяются из условия, что у конца лопасти, где
r
Figure 00000009
r2, Cos
Figure 00000010
r*/r2
Передняя и задняя кромки комлевой части лопасти располагаются так, что ось вращения лопасти во втулке на радиусе r1 проходит приблизительно на расстоянии 0,4 хорды от передней кромки, а с уменьшением радиуса винта поперечное сечение лопасти приближается к круговому. Комлевая часть с уменьшением радиуса r от r1 сначала расширяется, а затем поперечное сечение лопасти круто приближается к круговому, а на участке стыка ветвей лопасти поверхность стыка в плане близка к треугольной с удлинением около 2 назад, передняя ее кромка по торцу проходит от передней кромки первой ветви лопасти назад без углов с возрастающим углом отклонения касательной к кромке, а задняя кромка поверхности стыка отходит от задней кромки второй ветви лопасти параллельно оси поворота лопасти во втулке винта.The base lines of the branches in the range of radii r are greater than r 1 but less than r 2 are determined by the parabolic dependences of the transverse coordinates ζ = ζ (r) of the form
ζ = A (rr 1 ) (1-r / r 2 ) for the front branch and ζ = -B (rr 1 ) (1-r / r 2 ) for the back branch, where A and B are selected positive numbers that are small differ from each other, and the maximum distance d between the baselines on the radius r * = (r 1 + r 2 )
Figure 00000002
equally
d =
Figure 00000003
Figure 00000004
(A + B), the angles of deviation of the tangents to the baseline χ o are determined by the formulas
tgχ o =
Figure 00000005
=
Figure 00000006
Cosζ o =
Figure 00000007
and the radii r 2 and R are related by an approximate relationship
R
Figure 00000008
r 2 + (b / Sin χ o ) r 2 , where the chord b and the angle χ o correspond to the radius r 2 , and on the radii r ≥r * the numbers A and B are determined from the condition that at the end of the blade, where
r
Figure 00000009
r 2 , Cos
Figure 00000010
r * / r 2
The front and rear edges of the butt part of the blade are located so that the axis of rotation of the blade in the sleeve at a radius of r 1 passes approximately 0.4 chords from the front edge, and with a decrease in the radius of the screw, the cross section of the blade approaches a circular one. The butt part with a decrease in the radius r from r 1 first expands, and then the cross section of the blade steeply approaches a circular one, and in the section of the junction of the branches of the blade, the joint surface in plan is close to the triangular one with an extension of about 2 back, its front edge along the end extends from the leading edge the first branch of the blade back without angles with an increasing angle of deviation of the tangent to the edge, and the trailing edge of the joint surface departs from the trailing edge of the second branch of the blade parallel to the axis of rotation of the blade in the screw hub.

На чертеже показана лопасть с параболическими базовыми линиями ветвей для r1/r2 = 0,4 и χo= 45о на радиусе соединения ветвей, где r - радиус сечения винта; χo - угол наклона касательной к базовой линии к оси поворота лопасти во втулке винта (базовые линии ветвей показаны штриховыми линиями, ось вращения лопасти - штрихпунктирной линией, а точечным пунктиром - направления действия центробежных сил).The drawing shows a blade with parabolic base lines of the branches for r 1 / r 2 = 0.4 and χ o = 45 about the radius of the connection of the branches, where r is the radius of the cross section of the screw; χ o is the angle of inclination of the tangent to the baseline to the axis of rotation of the blade in the screw hub (the base lines of the branches are shown by dashed lines, the axis of rotation of the blade is shown by the dash-dot line, and the dotted line shows the direction of action of centrifugal forces).

Центробежные силы стремятся разогнуть ветви лопасти, однако они скреплены концами. Поэтому нагибающие моменты относительно невелики и раздвоенная часть лопасти подвергается в основном растяжению, как обычная лопасть. Причем на конце лопасти поверхность стыка образует почти треугольную в плане форму с удлинением около 2 назад. Тогда поверхность стыка будет почти равноценна правой половине Δ -видного крыла сверхзвукового самолета. Centrifugal forces tend to straighten the branches of the blade, however, they are fastened by the ends. Therefore, the bending moments are relatively small and the bifurcated part of the blade is mainly stretched, like a conventional blade. Moreover, at the end of the blade, the interface forms an almost triangular in shape plan with an elongation of about 2 back. Then the interface will be almost equivalent to the right half of the Δ -shaped wing of a supersonic aircraft.

Claims (7)

ЛОПАСТЬ ДЛЯ МАРШЕВЫХ ИЛИ ТОННЕЛЬНЫХ ВОЗДУШНЫХ ВИНТОВ, содержащая механизм изменения углов ее установки, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения патрубной мощности и ослабления шума винта путем предотвращения или ослабления волнового сопротивления воздуха на концевой и средней частях лопастей на расстоянии r от оси вращения винта не менее 1/3 радиуса винта R, лопасть разделена на две ветви, соединенные концами, таким образом, что базовые линии ветвей, проходящие на расстоянии 1/4 хорды поперечного сечения ветви, симметричны в плане и выполнены расходящимися на радиусе r1 ≥ 1/3 R и сходящимися на радиусе r
Figure 00000011
R на конце лопасти.VANE FOR MARCH OR TUNNEL AIR SCREWS, containing a mechanism for changing the angles of its installation, characterized in that, in order to reduce the nozzle power and attenuate the screw noise by preventing or attenuating the wave resistance of the air at the end and middle parts of the blades at a distance r from the axis of rotation of the screw less than 1/3 of the radius of the screw R, the blade is divided into two branches connected by ends, so that the base lines of the branches, passing at a distance of 1/4 of the chord of the cross section of the branch, are symmetrical in plan and executed diverging at a radius r 1 ≥ 1/3 R and converging at a radius r
Figure 00000011
R at the end of the blade. 2. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что базовые линии ветвей находятся на одной линейчатой поверхности, образованной параллельными прямыми линиями, каждая из которых касательна к поверхности условного кругового цилиндра, ось которого совпадает с осью вращения винта. 2. The blade according to claim 1, characterized in that the base lines of the branches are on one ruled surface formed by parallel straight lines, each of which is tangent to the surface of a conditional circular cylinder, the axis of which coincides with the axis of rotation of the screw. 3. Лопасть по п.2, отличающаяся тем, что базовые линии ветвей в диапазоне радиусов r больше r1, но меньше r2 определены параболическими зависимостями поперечных координат ζ = ζ (r) вида
ζ = A (r-r1) (1-r / r2)
для передней ветви и
ζ = - B (r-r1) (1-r / r2)
для задней ветви, где A и B - выбранные положительные числа, которые мало отличаются одно от другого, а максимальное расстояние d между базовыми линиями на радиусе rж = (r1 + r2)/2 равно
d=
Figure 00000012
Figure 00000013
(A+B),
углы отклонения касательных к базовым линиям χo определяются по формулам
tgχo=
Figure 00000014
=
Figure 00000015

а радиусы r2 и R связаны приближенной зависимостью
R
Figure 00000016
r2+(b/sinχo)r2,
где хорда b и угол χo соответствуют радиусу r2.3. The blade according to claim 2, characterized in that the base lines of the branches in the radius range r are greater than r 1 but less than r 2 are determined by the parabolic dependences of the transverse coordinates ζ = ζ (r) of the form
ζ = A (rr 1 ) (1-r / r 2 )
for the front branch and
ζ = - B (rr 1 ) (1-r / r 2 )
for the back branch, where A and B are the selected positive numbers that differ little from one another, and the maximum distance d between the baselines on the radius r w = (r 1 + r 2 ) / 2 is
d =
Figure 00000012
Figure 00000013
(A + B)
the angles of deviation of the tangents to the baselines χ o are determined by the formulas
tgχ o =
Figure 00000014
=
Figure 00000015

and the radii r 2 and R are related by an approximate relationship
R
Figure 00000016
r 2 + (b / sinχ o ) r 2 ,
where the chord b and the angle χ o correspond to the radius r 2 . 4. Лопасть по п.3, отличающаяся тем, что на радиусах r ≥ rж числа A и B определяются из условия, что у конца лопасти, где r
Figure 00000017
r2 , Cos
Figure 00000018
r*/r2 .4. The blade according to claim 3, characterized in that at the radii r ≥ r and the numbers A and B are determined from the condition that at the end of the blade, where r
Figure 00000017
r 2 , Cos
Figure 00000018
r * / r 2 . 5. Лопасть по любому из указанных пунктов, отличающаяся тем, что передняя и задняя кромки комлевой части расположены так, что ось вращения лопасти во втулке на радиусе r1 проходит на расстоянии 0,4 хорды от передней кромки, а поперечное сечение комлевой части с уменьшением радиуса r приближается к круговому.5. The blade according to any one of these paragraphs, characterized in that the front and rear edges of the butt part are located so that the axis of rotation of the blade in the sleeve at a radius r 1 passes at a distance of 0.4 chords from the front edge, and the cross section of the butt part with decreasing of radius r approaches circular. 6. Лопасть по любому из указанных пунктов, отличающаяся тем, что комлевая часть с уменьшением радиуса r от r1 сначала расширяется, а затем поперечное сечение лопасти круто приближается к круговому.6. The blade according to any one of these paragraphs, characterized in that the butt part with decreasing radius r from r 1 first expands, and then the cross section of the blade steeply approaches the circular. 7. Лопасть по любому из указанных пунктов, отличающаяся тем, что на участке стыка ветвей лопасти поверхность стыка в плане близка к треугольной с удлинением около 2 назад, передняя ее кромка по торцу проходит от передней кромки первой ветви лопасти назад без углов с возрастающим углом отклонения касательной к кромке, а задняя кромка поверхности стыка отходит от задней кромки второй ветви лопасти параллельно оси поворота лопасти во втулке винта. 7. The blade according to any one of these paragraphs, characterized in that in the section of the junction of the branches of the blade, the joint surface in plan is close to triangular with an elongation of about 2 back, its front edge at the end passes from the front edge of the first branch of the blade without angles with an increasing angle of deviation tangent to the edge, and the trailing edge of the joint surface departs from the trailing edge of the second branch of the blade parallel to the axis of rotation of the blade in the screw hub.
SU4495366 1988-08-30 1988-08-30 Blade for propulsion or ducted propellers RU2017652C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4495366 RU2017652C1 (en) 1988-08-30 1988-08-30 Blade for propulsion or ducted propellers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4495366 RU2017652C1 (en) 1988-08-30 1988-08-30 Blade for propulsion or ducted propellers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017652C1 true RU2017652C1 (en) 1994-08-15

Family

ID=21404721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4495366 RU2017652C1 (en) 1988-08-30 1988-08-30 Blade for propulsion or ducted propellers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017652C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 244895, кл. B 64 C 11/00, 1967. *
Гошек И. Аэродинамика больших скоростей, перевод с чешского, изд.И.Л.г.Москва, 1954, с.462 ... 479. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4880355A (en) Blade with curved end for a rotary airfoil of an aircraft
US2283956A (en) Cavitation retarding blade and a method of delaying the occurrence of cavitation to increased blade velocities
EP2607231A2 (en) Airfoils including tip profile for noise reduction and method for fabricating same
US20150217851A1 (en) Wing configuration
US4652213A (en) Propeller blade for aircraft propulsion
CN111771048B (en) Structure having a profile with inclined serrations
US3706512A (en) Compressor blades
US5199851A (en) Helicopter rotor blades
EP0493303A1 (en) Quiet tail rotor
US1758560A (en) Aircraft propeller
US3173490A (en) Propeller blade for vtol aircraft
CN108750073B (en) Variable wing leading edge with both subsonic and supersonic aerodynamic performance
US4451206A (en) Blade end for rotary wing of an aircraft and rotary wing provided with such blade ends
US20040126241A1 (en) Forward swept high efficiency airplane propeller blades
EP0735970A1 (en) Aircraft wing/nacelle combination
CN110712741B (en) Aerodynamic tip features
US6899525B2 (en) Blade and wing configuration
RU2017652C1 (en) Blade for propulsion or ducted propellers
DE3605086A1 (en) TRAINING OF COMPONENTS LOCATED INTO THE INFLOW TO AIR SCREWS, COVER SCREWS AND / OR FANS TO REDUCE THE ADDITIONAL NOISE YOU MAKE AND TO REDUCE THE ALTERNATE LOAD ON THE PROPELLER BLOWERS
RU2603710C1 (en) Rotary-winged aircraft propeller blade
US2938585A (en) High-lift propeller blade section
RU2095281C1 (en) Tip vane
RU2734154C1 (en) Helicopter type aircraft propeller blade (embodiments)
CA3020210C (en) Aerodynamic regulation of airscrew, fan and wind turbine blades with bores and/or cutting and/or notching
RU2693351C1 (en) Aerodynamic wing profile