[發(fā)明專利]一種螺旋槳葉片的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710783747.2
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107609243B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高遠;高永衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06T17/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種螺旋槳葉片的設(shè)計方法，其特征在于，具體過程是：

步驟1，確定螺旋槳的總體參數(shù)；

步驟2，選擇翼型；

步驟3，確定葉素當(dāng)?shù)赝屏T：

根據(jù)葉素當(dāng)?shù)匦蚀_定葉素當(dāng)?shù)赝屏T；

由式(3)確定葉素當(dāng)?shù)赝屏T

式中：dT—葉素當(dāng)?shù)赝屏Γ沪恰~素當(dāng)?shù)匦剩晒?2)計算得出；V—飛行速度；dW—葉素當(dāng)?shù)毓β剩碆etz條件確定；

所述葉素當(dāng)?shù)匦实亩x是：

其中：dT—葉素當(dāng)?shù)赝屏Γ籚—飛行速度；dW—葉素當(dāng)?shù)毓β剩?/p>

所述的葉素當(dāng)?shù)匦史植记€為：

式中：η—葉素當(dāng)?shù)匦剩弧~素當(dāng)?shù)叵鄬Π霃剑?/p>

步驟4，確定出當(dāng)?shù)叵议L

設(shè)定安裝角β并根據(jù)所選翼型的最佳工作點確定翼型的初始c_x和c_y，通過下式確定出葉素當(dāng)?shù)叵议L

式中：ρ—空氣密度；n_s—每秒鐘轉(zhuǎn)速；D—螺旋槳直徑；β—安裝角；c_y—葉素的升力系數(shù)；c_x—葉素的阻力系數(shù)；—葉素當(dāng)?shù)叵鄬Π霃剑弧~素展向?qū)挾龋?/p>

步驟5，確定葉素迎角：

按如下公式確定葉素迎角

α＝φ-β (5)

式中：α—葉素迎角；φ—氣流角；β—安裝角；

步驟6，確定葉素安裝角：

利用半徑處的翼型氣動特性數(shù)據(jù)，通過公式(6)和(7)：

c'_x＝f(α,M_a,Re) (6)

c′_y＝g(α,M_a,Re) (7)

得到c′_x和c′_y,并與步驟4中確定的初始c_x和c_y進行比較；若c′_x和c′_y與初始所述c_x和c_y不一致，則調(diào)整β值，直至二者之差小于0.001；調(diào)整β值采用牛頓迭代法進行；所述的式(6)和(7)分別表示翼型的阻力系數(shù)c′_x和升力系數(shù)c′_y與翼型的迎角α、馬赫數(shù)Ma和雷諾數(shù)Re的關(guān)系，通過查ARA_D翼型的性能曲線得到；

步驟7，三維建模和修形：

按常規(guī)方法，根據(jù)確定的當(dāng)?shù)叵议L和當(dāng)?shù)匕惭b角進行螺旋槳三維建模；按照螺旋槳在發(fā)動機上的安裝要求，對螺旋槳的根部進行修形；至此，完成了螺旋槳葉片的設(shè)計。

2.如權(quán)利要求1所述螺旋槳葉片的設(shè)計方法，其特征在于，所確定的螺旋槳的總體參數(shù)包括：需用功率50kW；槳葉數(shù)B＝4；槳葉直徑D＝800mm；飛行高度H＝6000km；飛行速度V＝150km/h；螺旋槳轉(zhuǎn)速n＝5500r.p.m.。

3.如權(quán)利要求1所述螺旋槳葉片的設(shè)計方法，其特征在于，所述的葉素是指沿槳葉徑向垂直于半徑切出的槳葉薄片；槳葉由沿徑向不同半徑處的葉素組合而成。