本實用新型涉及多旋翼機設(shè)計領(lǐng)域,尤其涉及一種多旋翼機槳葉以及包含該多旋翼機槳葉的多旋翼機。
背景技術(shù):
目前多旋翼飛行器由于其垂直起降、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護等特性正在得到越來越多的應(yīng)用。旋翼槳葉作為主要的動力來源,其性能的優(yōu)劣對于多旋翼的載重性能,穩(wěn)定性和操作性,噪聲性能有著很大的影響。目前多旋翼機的槳葉設(shè)計思路主要來自于飛機的螺旋槳,但是多旋翼機的槳葉的工作工況與直升機旋翼、固定翼飛機的前置螺旋槳存在一定區(qū)別,因此基于飛機設(shè)計經(jīng)驗而設(shè)計的螺旋槳在多旋翼機上很難達到很好的效果,同時由于多旋翼機的槳葉工作轉(zhuǎn)速較高,由此誘發(fā)的氣動噪聲也比較高。
隨著人們對旋翼理論的深入了解,旋翼槳葉的氣動設(shè)計也得到了進一步的發(fā)展。基于目前的氣動理論,結(jié)合飛機的螺旋槳設(shè)計經(jīng)驗,針對多旋翼飛行器,發(fā)展了一系列新型的槳葉,其主要思路是發(fā)展新型的翼型,優(yōu)化槳葉沿展向的安裝角和弦長的分布,從而優(yōu)化整個槳葉的氣動性能。但是,氣動噪聲問題依舊很難得到改善。
因此,本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種能夠有效改善氣動噪聲的多旋翼機槳葉。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效改善氣動噪聲的多旋翼機槳葉以及包含該多旋翼機槳葉的多旋翼機。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了一種多旋翼機槳葉包括:均勻地布置在結(jié)合部上的多個槳葉葉片,其中每個槳葉葉片包括從與結(jié)合部結(jié)合的端部開始延伸的第一葉片部分、與第一葉片部分連接的第二前掠部分、以及與第二前掠部分連接的第三后掠部分。
優(yōu)選地,第一葉片部分在槳葉葉片延伸方向上的長度等于第二前掠部分在槳葉葉片延伸方向上的長度的三倍。
優(yōu)選地,第一葉片部分在槳葉葉片延伸方向上的長度等于第三后掠部分在槳葉葉片延伸方向上的長度的三倍。
優(yōu)選地,槳葉葉片的與結(jié)合部鄰接的根部部分的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的厚度大于槳葉葉片的其它部分的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的厚度。
優(yōu)選地,葉葉片的中間部分的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面形狀為下弧線內(nèi)凹的凹凸形狀。
優(yōu)選地,槳葉葉片的葉尾部分的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面形狀平凸形狀。
優(yōu)選地,在從根部向尾部延伸的槳葉葉片延伸方向上,槳葉葉片的葉尾部分的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的厚度逐漸變大。
優(yōu)選地,在從根部向尾部延伸的槳葉葉片延伸方向上,槳葉葉片的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的弦長和扭角變小。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型還提供了一種包括上述多旋翼機槳葉的多旋翼機。
本實用新型主要具有以下優(yōu)點:(1)采用多種翼型融合,除了幾何扭轉(zhuǎn),各剖面的零升迎角的不一致形成了氣動上的扭轉(zhuǎn)角,進一步優(yōu)化了槳葉性能;(2)前掠與后掠槳尖的結(jié)合使槳葉能夠緩解壓縮性的影響,減小了邊緣渦流密度,同時減小了渦/槳的干擾,進一步改善了旋翼氣動性能;(3)在飛行器前飛速度很大時,槳葉可能會產(chǎn)生激波失速與分離失速,該槳葉可以延緩該問題的發(fā)生;(4)在氣動噪聲方面,該槳葉可以在一定程度上降低氣流流經(jīng)葉片表面形成邊界層與尾流的壓力波動從而減小氣動噪聲。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明,以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。
附圖說明
圖1是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的多旋翼機槳葉的平面示意圖。
圖2是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的多旋翼機槳葉的立體示意圖。
圖3是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的多旋翼機槳葉的沿展向的截面翼型圖。
圖4是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的多旋翼機槳葉的氣流沿展向的示意圖。
需要說明的是,附圖用于說明本實用新型,而非限制本實用新型。注意,表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且,附圖中,相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實施方式
圖1是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的多旋翼機槳葉的平面示意圖,圖2是根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的多旋翼機槳葉的立體示意圖。
如圖1和圖2所示,本實用新型優(yōu)選實施例的多旋翼機槳葉包括:均勻地布置在結(jié)合部10上的多個槳葉葉片20,其中每個槳葉葉片20包括從與結(jié)合部10結(jié)合的端部開始延伸的第一葉片部分21、與第一葉片部分21連接的第二前掠部分22、以及與第二前掠部分22連接的第三后掠部分23。
優(yōu)選地,第一葉片部分21在槳葉葉片延伸方向上的長度等于第二前掠部分22在槳葉葉片延伸方向上的長度的三倍。
優(yōu)選地,第一葉片部分21在槳葉葉片延伸方向上的長度等于第三后掠部分23在槳葉葉片延伸方向上的長度的三倍。
優(yōu)選地,如附圖3所示,槳葉葉片20的與結(jié)合部10鄰接的根部部分211的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的厚度大于槳葉葉片20的其它部分的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的厚度。
優(yōu)選地,槳葉葉片20的中間部分222的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面形狀為下弧線內(nèi)凹的凹凸形狀。
優(yōu)選地,槳葉葉片20的葉尾部分233的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面形狀平凸形狀。
例如,根部部分211包括第一葉片部分21的一部分,中間部分222根部部分211包括第一葉片部分21的剩余部分以及第二前掠部分22,葉尾部分233包括第三后掠部分23。但是,根部部分211、中間部分222、葉尾部分233三者與第一葉片部分21、第二前掠部分22、第三后掠部分23三者之間的關(guān)系可以是其它任意適當(dāng)比例關(guān)系。
優(yōu)選地,在從根部向尾部延伸的槳葉葉片延伸方向上,槳葉葉片20的葉尾部分的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的厚度逐漸變大。
優(yōu)選地,在從根部向尾部延伸的槳葉葉片延伸方向上,槳葉葉片20的與槳葉葉片延伸方向垂直的截面的弦長和扭角變小。
由此,在接近葉根的位置,截面翼型厚度很大,其主要考慮是增強結(jié)構(gòu)強度,在升力集中的中斷,截面翼型主要為下弧線內(nèi)凹的凹凸翼型,提高了升力以及升阻比,在槳葉的尾段,翼型逐漸過渡為平凸翼型且厚度增加,其主要目的是控制載荷,增加懸停效率。
同時,優(yōu)選地,截面的弦長和扭角也隨著展向進行分布優(yōu)化,在升力集中的前中段,弦長與扭角較大,提升升力承受主要載荷,在槳葉的中后端至槳尖,翼弦與扭角變小,載荷得到控制,由此氣動力沿整個展向分布較為均勻,在保證氣動性能的基礎(chǔ)上減小了交變載荷對結(jié)構(gòu)的影響。同時,前掠與后掠的結(jié)合,使氣流30沿展向產(chǎn)生了分量(附圖4),延緩了展向湍流的壓力波動,弦向分量的減小也使尾流的壓力波動減小,從而對于氣動噪聲的改善有一定的效果。
在本實用新型的另一優(yōu)選實施例中,本實用新型還提供了一種包含上述多旋翼機槳葉的多旋翼機。
本實用新型主要具有以下優(yōu)點:
(1)采用多種翼型融合,除了幾何扭轉(zhuǎn),各剖面的零升迎角的不一致形成了氣動上的扭轉(zhuǎn)角,進一步優(yōu)化了槳葉性能;
(2)前掠與后掠槳尖的結(jié)合使槳葉能夠緩解壓縮性的影響,減小了邊緣渦流密度,同時減小了渦/槳的干擾,進一步改善了旋翼氣動性能;
(3)在飛行器前飛速度很大時,槳葉可能會產(chǎn)生激波失速與分離失速,該槳葉可以延緩該問題的發(fā)生;
(4)在氣動噪聲方面,該槳葉可以在一定程度上降低氣流流經(jīng)葉片表面形成邊界層與尾流的壓力波動從而減小氣動噪聲。
上述說明示出并描述了本實用新型的優(yōu)選實施例,如前所述,應(yīng)當(dāng)理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式,不應(yīng)看作是對其他實施例的排除,而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境,并能夠在本文所述實用新型構(gòu)想范圍內(nèi),通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍,則都應(yīng)在本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。