[發明專利]具備導引結構的葉片、轉子以及葉片設計方法

有效

• 申請號: 202210164500.3
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114506443B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 羅翔;劉品良
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C11/18
• 分類號: B64C11/18;B64C11/20
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 劉璐璐

本發明公開一種具備導引結構的葉片，包括翼型葉片本體和組合式的導引結構，導引結構包括引流錐和導流槽；翼型葉片本體的葉片后緣上沿翼型弦向設置有若干引流錐，吸力面上沿翼型弦向間隔設置有若干導流槽，且若干導流槽與若干引流錐一一對應設置。本發明通過在葉片后緣設置引流錐，在葉片的吸力面設置導流槽，形成“引流錐+導流槽”的組合式導引結構，可在保留了葉片原型和翼型以力圖保持葉片大部分氣動特性的前提下，提升其氣動系數，同時降低轉子噪音，提升轉子效率，實現了葉片的增效改型。本發明提出一種轉子，包含多個具備導引結構的葉片。本發明提出一種葉片設計方法，涉及到上述具備導引結構的葉片的設計方式以及裁切方式。

技術領域

本發明涉及葉片結構設計領域，特別是涉及一種具備導引結構的葉片、轉子以及葉片設計方法。

背景技術

傳統的螺旋槳結構中，如圖1所示，任意一葉片均為翼型，且安裝時具有安裝角(葉片根部與螺旋槳轉動軸線之間的夾角)和翼型徑向扭曲。一般情況下，圖1中所示螺旋槳結構中，翼型葉片本體1朝上的面為吸力面2，該吸力面的下邊緣為葉片后緣3；葉片位于螺旋槳中心的一端為葉片根部4，遠離螺旋槳中心的一端則為葉片梢部5。目前的螺旋槳結構氣動系數低，且轉動時噪音較大，效率低。如何在保留原葉片葉型、翼型以及大部分氣動特性的基礎上，提出一種改型葉片結構，并克服目前螺旋槳氣動系數低、轉動噪音大、效率低等問題，是本發明亟待解決的一個問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種具備導引結構的葉片、轉子以及葉片設計方法，以解決上述現有螺旋槳結構存在的氣動系數低、轉動噪音大、效率低的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種具備導引結構的葉片，包括：

翼型葉片本體；

導引結構，所述導引結構包括引流錐和導流槽；所述翼型葉片本體的葉片后緣上沿翼型弦向設置有若干所述引流錐，若干所述引流錐連續設置形成鋸齒狀葉片后緣，且若干所述引流錐按照由葉片根部向葉片梢部延伸的方向，連續分為第一梯度引流區、第二梯度引流區和第三梯度引流區，所述第一梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距均相同，所述第二梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距均相同，所述第三梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距均相同，且所述第一梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距、所述第二梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距以及所述第三梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距逐漸增大；所述導流槽開設于所述翼型葉片本體的吸力面上；所述吸力面上沿翼型弦向間隔設置有若干所述導流槽，且若干所述導流槽與若干所述引流錐一一對應設置。

可選的，所述翼型葉片本體上以其旋轉半徑R的長度為基準，作三個等分點，以將所述旋轉半徑R以所述翼型葉片本體的旋轉圓心為起點逐次分割為第一半徑段、第二半徑段、第三半徑段和第四半徑段四等分；以所述旋轉圓心為中心，分別以三個所述等分點距離所述旋轉圓心的長度為半徑作同心圓弧，三條所述同心圓弧將所述翼型葉片本體沿其長度方向分割為第一區域、第二區域、第三區域和第四區域，所述第一區域、所述第二區域、所述第三區域和所述第四區域沿由葉片根部向葉片梢部延伸的方向逐個分布，所述第一梯度引流區、所述第二梯度引流區和所述第三梯度引流區分布布置于所述第二區域、所述第三區域和所述第四區域。

可選的，任意一所述引流錐的尖端均位于以所述旋轉圓心為中心的同心圓弧與所述葉片后緣的交點上。

可選的，所述第一梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距為b/8；所述第二梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距為b/7；所述第三梯度引流區中任意相鄰兩所述引流錐的尖端間距為b/6；

其中，b是以所述旋轉圓心為起點的，位于39％旋轉半徑R長度處的，所述翼型葉片本體的翼型弦線長度。