[發明專利]用于飛行的螺旋器與無人飛機

在審

• 申請號: 202110989210.8
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113697098A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 李鵬宇;楊延年;劉宇
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: B64C27/32
• 分類號: B64C27/32;B64C27/473;B64C27/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張英鳳

本發明公開了一種用于飛行的螺旋器與無人飛機，其中，螺旋器包括槳榖與螺旋槳，螺旋槳的一端固定連接于槳榖，并沿槳榖的徑向方向延伸，槳榖用于與外部的驅動機構相連接；螺旋槳具有前緣，前緣沿其長度方向設置有多個不同波長的正弦鋸齒結構，每個正弦鋸齒結構沿其長度方向依次分為多個鋸齒部，鋸齒部的兩端均為正弦鋸齒結構的波谷位置，其中，不同波長的鋸齒部依次交錯連接，相鄰兩個不同波長的鋸齒部之間形成波谷。在波谷的位置，兩種波長的鋸齒部由于其形狀不同對湍流渦旋作用時，導致湍流渦旋在波谷間對流所花費的時間不同而導致相位差，因此波谷位置的兩種鋸齒部使噪聲源發生破壞性的干涉，從而產生更好的降噪效果。

技術領域

本發明涉及無人機的技術領域，尤其涉及一種用于飛行的螺旋器與無人飛機。

背景技術

相關技術中，小型多旋翼飛機的商用市場在過去幾年中迅速增長，為圖像拍攝、智慧交通和智慧農業提供了有效的解決方案，但是，無人機的氣動噪聲在某些場合卻是制約其應用的一個關鍵因素。為了滿足小型多旋翼飛機對低噪聲的需求，因此對螺旋器進行降噪設計顯得越來越重要。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種用于飛行的螺旋器與無人飛機，能夠減小螺旋器使用時產生的噪音。

本發明還提出一種具有上述用于飛行的螺旋器的無人飛機。

根據本發明實施例的用于飛行的螺旋器，所述螺旋器包括槳榖與螺旋槳，所述螺旋槳的一端固定連接于所述槳榖，并沿所述槳榖的徑向方向延伸，所述槳榖用于與外部的驅動機構相連接；

所述螺旋槳具有前緣，所述前緣沿所述前緣的長度方向設置有多個不同波長的正弦鋸齒結構，每個所述正弦鋸齒結構沿所述正弦鋸齒結構長度方向依次分為多個鋸齒部，所述鋸齒部的兩端均為所述正弦鋸齒結構的波谷位置，其中，不同波長的所述鋸齒部依次交錯連接，相鄰兩個不同波長的所述鋸齒部之間形成波谷。

根據本發明實施例的用于飛行的螺旋器，至少具有如下有益效果：通過采用上述方案，外部的電機驅動槳榖轉動，螺旋槳與槳榖同步轉動；螺旋槳旋轉過程中，不同波長的鋸齒部均使螺旋槳前緣具有鋸齒斜邊，從而使前緣的表面壓力脈動表現出截斷效應，因此導致輻射聲功率水平降低，降低螺旋槳產生的噪聲。進一步地，在本申請方案中，不同波長的鋸齒部產生不同的降噪頻率，并且，螺旋槳工作時，波谷的噪聲源占主導地位。采用多種不同波長的鋸齒結構，并使不同波長的鋸齒部依次交錯連接，波谷形成于兩個不同波長的鋸齒部之間，如此設計，正是針對波谷處的噪聲源。具體的，螺旋槳工作時，在波谷的位置，兩種波長的鋸齒部由于其形狀不同對湍流渦旋作用時，導致湍流渦旋在波谷間對流所花費的時間不同而導致相位差，因此波谷位置的兩種鋸齒部使噪聲源發生破壞性的干涉，從而產生更好的降噪效果。

根據本發明的一些實施例，每個所述螺旋槳具有兩個所述正弦鋸齒結構，分別為第一正弦鋸齒結構與第二正弦鋸齒結構；其中，所述第一正弦鋸齒結構沿所述第一正弦鋸齒結構長度方向分成若干個第一鋸齒部，所述第一正弦鋸齒結構的波長為λ₁；所述第二正弦鋸齒結構沿所述第二正弦鋸齒結構的長度方向分成若干個第二鋸齒部，所述第二正弦鋸齒結構的波長為λ₂；其中，所述第一鋸齒部與所述第二鋸齒部依次交錯連接，所述第一鋸齒部與所述第二鋸齒部之間形成所述波谷，λ₁≠λ₂。

根據本發明的一些實施例，所述螺旋槳具有兩個，兩個所述螺旋槳位于同一直線，一個所述螺旋槳遠離所述槳榖的一端與另一個螺旋槳遠離所述槳榖的一端之間的距離在106mm與306mm之間；其中，所述第一正弦鋸齒結構的波高與所述螺旋槳的基準弦長的比值范圍在0.033與0.167之間，所述第二正弦鋸齒結構的波高與所述螺旋槳基準弦長的比值范圍在0.033與0.167之間。

根據本發明的一些實施例，所述第一正弦鋸齒結構的波高為2H1，所述第二正弦鋸齒結構的波高為2H2，2H1＝2H2。。