SU1711664A3

SU1711664A3 - Многолопастный воздушный винт двигател летательного аппарата

Info

Publication number: SU1711664A3
Application number: SU874203534A
Authority: SU
Inventors: Буске Жан-Марк; Фобер Ален; Вэнгю Жорж
Original assignee: Оффис Насьональ Д Этюд Э Де Решерш Аэроспасьаль О.Н.Э.Р.А. (Фирма)
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1992-02-07
Also published as: DE3761646D1; FR2605588B1; FR2605588A1; EP0265335B1; US4790724A; EP0265335A1

Abstract

Изобретение относитс к авиационной технике, в частности к воздушным винтам, и касаетс конкретно аэродинамических профилей лопастей и обте.кателей винтов. Целью изобретени вл етс повышение КПД винта и уменьшение аэродинамических потерь при скорост х полета, превышающих числа М 0,65, путем обеспечени безотрывного обтекани винта. Предложенный воздушный винт содержит большое число (более восьми) лопастей 1, выступающих из обтекател 2, ё (Л С § :: G&amp; ОУ Јь Ы

Description

имеющих сложную пространственную форму , причем окончание лопастей OTOI- нуто назад по отношению к направлению вращени и по отношению к плоскости вращени . Средн лини F лопасти представлена в пространственной декартовой системе координат математическими зависимост ми и определена конкретными значени ми, полученными по предложенным зависимост м, Предложены также толщины профилей лопасти и их распределение по радиу су винта, а также конфигураци обтекател с конкретными значени ми координат точек образующей и зависимост ми дл их определени . 5 з.п.; ф-лы, 9 ил.

Изобретение относитс к авиационной технике и касаетс конкретно аэродинамических профилей лопастей и обтекател воздушного винта двигател летательного аппарата.

Целью изобретени вл етс повышение КПД винта и уменьшение аэродинамических потерь при скорост х полета летательного аппарата, превышающих числа М 0,65, путем обеспечени безотрывного обтекани винта.

На фиг. 1 представлен многолопастный воздушный винт, общий вид: на фиг.2 - положение средней линии лопасти в пространственной системе координат OXYZ;, на фиг.З - схема предложенной лопасти без закрутки; на фиг.4 - вид и расположение .цилиндрических сечений лопасти на различных радиусах; на фиг.З - схема воздушного винта с обтекателем и мотогондолой ,: на фиг.6 - график изменени кривизны образующей обтекател винта , изображенного на фиг.5; на фиг.7 график изменени относительной толщины лопасти винта; на фиг.8 график изменени относительных хорд лопасти винта-; на фиг.9 крива , иллюстрирующа закон закрутки лопасти винта.

Воздушный винт содержит большое число (более восьми) лопастей 1, выступающих из обтекател 2, имеющих -сложную пространственную форму, причем окончание лопастей отогнуто назад по отношению к направлению вращени и по отношению к плоскости вращени .

Средн лини F лопасти представлена в пространственной пр моугольной декартовой системе координат OXYZ (фиг..), где ось ОХ совпадает с осью вращени ; а оси OY и OZ расположены под пр мым углом в плоскости вращени винта. Концы каждой лопасти отогнуты от этой плоскости (OZ - OY)

назад, против направлени полета.

Д определени положени средней линии F введена в плоскость OZ - OY., образующа с осью OY угол Ф0 . Таким образом, к каждой точке М может быть присоединена текуща система

координат MX,,, MY , MZ4, полученна из основной системы координат GYfi, OZ0 путем переноса начала координат в текущую точку М, что позвол ет каждый профиль лопасти определ ть

в плоскости MX - MY4.

Средн лини F лопасти винта представл ет собой непрерывную, плоскую кривую, расположенную в плоскости OZ - OY6, образующую с плоскостью вращени винта угол $0 , равный 35-55° (преимущественно АП-50°), при этом средн лини F лопасти определена у основани отрицательными значени ми координаты Y0 и положительными значени ми координату Z, а на конце лопасти - положительными значени ми координаты Y0 и координаты Z. Точка с координатой Ye 0 определена значени ми координаты Z, составл ющими (0,75-0,85)R, где R - радиус винта, а касательна к этой кривой на конце лопасти образует с осью OZ угол fl ; равный 30-50° (преимущественно ).

Средн лини F лопасти винта определена в плоскости OZ - OY0 уравнением

Y0/R М0 + M(Z/R) + MZ(Z/R)2 + + M(Z/R)3 + M4(Z/R)4;

где 0, Ј 0,015; ., Ј0,2;

-2 -1,0; 3,0,; -1, Ј-0,5.

Обтекатель 2 выполнен в виде тела вращени сложной геометрической

5. I 17П664

формы, котора обеспечивает локальное замедление потока у комлей лопастей , что позвол ет отдалить срыв- ные вл ени и снизить аэродинамические потери. При этом параметры кривизны меридиональной линии - образующей обтекател - определены па- ; раметрами X и Y, отнесенными к диаметру D винта, и значени ми кривизны на определенных участках образующей от начала (передней точки.на оси обтекател ) до конца обтекател ,определ емого его задней кромкой; максимальна величина кривизны, привышаю- ща 15, находитс впереди в центре на оси вращени обтекател ; далее назад по потоку кривизна образующей обтекател , уменьшаетс и в сечении

X 0,05 равна 7; на рассто нии

X - 0,5-0,7 кривизна, линейно уменьша сь , достигает значений, близких к нулю; на рассто нии X L, где L - рассто ние от передней точки на образующей до заданной кромки обтекател по оси винта, кривизна медленно монотонно уменьшаетс , достигаетс минимального значени (3)-(-5), а на конце обтекател она снова приближаетс к нулю. Переход от обтекател к мотогондоле осуществлен плавным со- четанием поверхностей с соблюдением условий бессрывного обтекани потоком .

Меридиональна лини - образующа обтекател - составлена из отрезков кривых со следующими координатами в пр моугольной координатной системе X - Y:

дл 0 ХЈЛ,3

Y 0,3271995Х1 - 2,422616Х2 + + 5,697069Х ;

дл 0,3 6 X Ј0,55

Y 2,996639 - 38,21174Х +

+ 200,4801Х1 - 538,7765Х +

Г+ 794,8556Х4 - 615,5586ХЬ + + 196.3246Х --

В результате образующа обтекаел определена такими параметрами:

0.

О,

.362ТА61Е-01 .5030967Е-П1 .6П2555 +Е-01

.5000000Е-01 .6250000Е-01 .750000ПЕ-01 .87500ПОЕ-01

.ЮОООООЕ+ОО .112500ПЕ+ОС

.1250000Е+00

.13750ПОЕ+00 Л500000Е+00 .1625000Е+00 Л750000Е+00 .1875000Е+00 .2000000Е-ЮО

..1;:5000Е+оо

.2250000ЕЧ-00

.2375000Е+00

.250f)OOOE+00

.2625000Е+00

.2750000Е-ЮО

.2875000Е+00

.ЗООООООЕ+00

.ЗЮ 167Е+00

.3208333Е+00

.3312500Е+00

.3 16667Е+00

.3520833Е+00

.3625000Е+00

.3729167Е+00

3833333Е+00

3937500Е-ЮО

ДОМ667Е+00

Л1 5833Е+00

Л250000Е+00

.i 351H67E+00

Дг 58333Е+00

.45625ООЕ+00

.46666б7Е+сЬ

Л7708.33Е+00

Л875000Е+00

.6781963Е-01 .7372742Е-П1 . 7838351Е-01

.8205535Е-01

. .8719646Е-01

.889567,1 Е-01

.9033639Е-01

.91 257Е-01

.9237234Е-01

.9321749Е-01

.9406537Е-01

.9499998Е-01

.9610265Е-01

.9745259Е-01

.9912732Е-01

.1012030Е+00

. 103 75М Е+00

.1068558Е+00

.1105801Е+00

.11500СОЕ+00

.1192282E-fOO

.1237836Е+00

.1284998Е+00

.1332382Е+ОП

.1378875Е+00

.1423614Е+00

.1465950Е+00

.1505422Е+00

.1541728Е+00

.1574703Е+00

.1604294Е+00

.1630536Е+00

.1653538Е+00.

.1673461Е+00

.1690503E+OQ

. 17С4886Е+00

Л716840Е+00

.1726598Е+00

.9791б7Е+00 .5083333Е+00

.5187500Е+00 .5291667Е+00 .5395833Е+00 .550000UE+00

зованы следующими профил ми: на рассто нии- . 0,3R. от оси вращени относительна толщина е/С 13%, на рассто нии 0,5R е/С 9%; на рассто нии 0,7R е/С 6%; на рассто нии Q,9R е/С 3,5%Г при этом профиль с толщиной е/С 13% плавно преобразован в комель лопасти.

Claims

Формулаизобретени

1 „ Многолопастный воздушный винт двигател летательного аппарата, аклю чающий лопасти сложной аэродинамической формы с отогнутыми назад по отношению к направлению вращени концами и обтекатель с радиальными отверсти ми дл размещени комлей лопастей, отличающийс тем, что, с целью повышени КПД винта и уменьшени аэродинамических потерь при / скорост х полета летательного аппарата , превышающих числа М 0,65, путем обеспечени безотрывного обтека- ни винта, средн лини лопастей представл ет собой непрерывную плос-4 кую кривую, расположенную в плоскости OZ - OY6, образующей с плоскостью вращени винта угол 35-55° (преимущест- венно 0-50), причем средн лини лопасти определена у ее основани отрицательными значени ми координаты Y0 и положительными значени ми координаты Z, а на конце лопасти эта лини определена положительными значени ми координат Y0 и положительными- значени ми координат Z, при этом точка с координатой Y0 0 определена значени ми координат Z, составл - ющими (0,75-0,85)R, где R - радиус винта, а касательна к этой кривой на конце лопасти образует с осью OZ угол 30-50° (преимущественно ).

2. Винт по п.1,о т л и,ч а ю- щ и и с тем, что средн лини его лопастей определена с плоскости OZ-OY уравнением
а ю 1 тем, что контуры его обтекател выполнены в виде тела вращени сложной геометрической формы со следующими параметрами кривизны: максимальна величина кривизны, превышающа 15, находитс впереди в центре, на оси вращени обтекател ; далее назад по потоку кривизна уменьшаетс и в сечении

ординатой

х g 0,05,

, определ емой ко- где х - рассто н ие между первой точкой на оси обтекател и рассматриваемым сечением , a D - диаметр винта, она равна 7 на рассто нии X 0,5-0,7 кривизна, линейно уменьша сь, достигает значений , близких к нулю; на рассто нии X L, где L - рассто ние от первой передней точки на оси обтекател до плоскости расположени лопастей, кривизна медленно уменьшаетс , достига минимального значени (-3)-(-5), а на конце-обтекател у задней кромки она снова приближаетс к нулю. Ь. Винт по п.3, о т л и ч а ю- tu и и с тем, что меридиональна лини - образующа обтекател - составлена из отрезков кривых со следующими координатами в пр моугольной координатной системе X - Y, где X

С. у п

D

Z.

.D

дл О :Х Ј0,3

,С2

Y ,3271995Х - .,42.2б1бХ +

+ 5,697069Х3; дл . 0,3Ј ,55

Y 2,996639 - 38, 4 -I- 2ПО,801Х2 - 538,7765Х3 + + 79М556Х4 - 615,5586Х + + 1-9б,3246Х6,

5. Винт по п.3, отличаю - щ и и с тем, что меридиональна лини - образующа обтекател - определена , следующими параметрами:

. .1250000Е-01

.2500000Е-01 .3750000Е-01 .5000000Е-01 .6250000Е-01 .7500000Е-01 .8750000Е-01 .1000000Е+00 .1125000Е+00 . 17.5 000 ОЕ+00 .137500ОЕ+00 .1500000Е+00 .1.625000Е+00 .1750000Е+ПО .1875000Е+00 .2000000EJ-00 .212500ЛЕ+ОП .2250000Е 00 .2375000Е+00 .25001ШЕ+ОП .2625QOOE+OG .2750000E+OQ -.2875000Е+00 .ЗООООООЕ+ОП .ЗИЙ167Ј+00 .3208333Е+00 .3312500Е+ОП

0. .362Й61Е-01

.5030967Е-01 .602555 Е-01 .6781963Е-01 .73727/ 2Е-01 .7838351Е-01 .8205535Е-01 .8 9 048Е-01 .87196ИЕ-01 .8895621Е-01 .9033639Е-01 .91 257Е-01 .923723 Е-01 .93217 9Е-01 .91гВб537Е-01 9499998Е-01 .96Ю265Е-01 97 5259Е-01 .9912732Е-01 J012030E+00 .10375i I E+Ofl .Ю68558Е+00 ... 1105801 E+O.U- .115COOOE+DO .1192282Е+00 .1237836Е+00 .128499&Е+00

0

5

0

5

0

.3 16667Е+ОГ)

3520833Е+00

.3625000Е+ОП

.3729167Е+00

.3833333Е+00

.3937500Е+00

ДО П667Е+00

.4U5833E+00

Д250000Е+00

I 35itl67E+00

.58333Е+00

-.4562500Е+00

. «ббб б Е+ОО

.770833Е+00

Л8750ПОЕ+00

.4979167Е+00

.5083333Е+00

.5187500Е+00

.5291667Е+00

5395833Е+00

.5500QOOE+00

.1332382Е+00

.13-78875 Е+ОП

.1423614Е+00

.146595СЁ+00

.15П5422Е+00

.1541728Е+00

.1574703Е+00

.1604294Е+00

.1630536Е+00

.1653538Е-ЮО

.1673461 Еч-О О

.1690503Е+00

.170Ш6Е+00

.1716840Е+00

.1726598Е+00

.1734383Е+ПО

.1740401Е+00

.1744838Е+00

.1747857Е+00

.1749592Е+00

.1750155Е+00

6. Винт по п.1 или 2, о т л и ч а ю щи и с тем, что лопасти его об- разованы следующими профил ми: на рассто нии П,ЗК от оси вращени относительна толщина е/С 13% на рассто нии 0,5R е/С -9Х; на рассто нии 0,7R е/С на рассто нии 0,9R е/С 3,5%, при этом профиль с толщиной е/С 13% плавно преобразован в комель лопасти.

fttt.f

т--/

Фаг. 2

Фиг.

/

01

«И

Q

в

Л

О

, «Л

„о

го

ъ

-о

V

Q

К

р

Фиг. 9