A method for determining the shape of an air propeller with a low Reynolds number includes a technical approach for determining the chord length distribution of a propeller blade and the corresponding torsional angle distribution. The present invention is introduced in the method to determine the influence of Reynolds number on flow performance of blade airfoil at low Reynolds number of air propeller propeller shape, based on the assumption of rigid helical trailing vortex, through the analytic and iterative method for solving the propeller blade chord and twist angle distribution, obtained under low Reynolds number optimal blade chord and twist angle distribution, thus completing the low the Reynolds number of air propeller aerodynamic shape is determined. The invention realizes the rapid and efficient determination of the shape of an air propeller with a low Reynolds number, automatically meets the requirements of tension and achieves the maximum efficiency, and the aerodynamic shape of an air propeller with low Reynolds number is determined.
【技术实现步骤摘要】
一种低雷诺数空气螺旋桨外形确定方法
本专利技术涉及一种临近空间低速飞行器的低雷诺数螺旋桨设计方法,属于螺旋桨设计
技术介绍
临近空间(Nearspace)低速飞行器(太阳能无人机、高空氢动力无人机)在中继通讯、军事侦查等领域具有很大优越性,但是由于其运行环境为空气稀薄的临近空间,螺旋桨推进是目前最有利的动力方式。临近空间太阳能飞行器一般飞行在20km高空,由于空气密度低,雷诺数很低。常规螺旋桨设计方法中只考虑升力系数和升阻比,而没有考虑低雷诺造成的气动力下降,导致螺旋桨气动效率较低。为了提高螺旋桨在雷诺数低的临近空间环境的气动效率,有些设计方法是采用特殊设计的低雷诺数翼型,但是这种翼型在常规环境中气动效率较差,难以适用。因此,要使螺旋桨在临近空间环境高效工作,采用针对低雷诺数螺旋桨设计方法是很有现实意义的。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供了一种低雷诺数空气螺旋桨外形确定方法,实现了低雷诺数空气螺旋桨外形的快速高效确定,自动满足拉力,最大效率的满足低雷诺数空气螺旋桨的设计需求。本专利技术的技术解决方案是:一种低雷诺数空气螺旋桨外形确定方法,包括步骤如下:步骤一、确定螺旋桨的基本设计指标,基本设计指标包括:螺旋桨转速Ω,螺旋桨桨叶数n,螺旋桨直径2R,螺旋桨拉力T;确定螺旋桨运行环境指标,螺旋桨运行环境指标包括:来流速度V0,运行高度H及对应高度空气密度ρ;其中,n为正整数;步骤二、计算螺旋桨前进比螺旋桨拉力系数将螺旋桨叶片等分成m份,获得对应的当地半径其中,j=1,2,...,m-1,m为正整数;步骤三、选定螺旋桨桨 ...
【技术保护点】
一种低雷诺数空气螺旋桨外形确定方法,其特征在于,包括步骤如下:步骤一、确定螺旋桨的基本设计指标,基本设计指标包括:螺旋桨转速Ω,螺旋桨桨叶数n,螺旋桨直径2R,螺旋桨拉力T;确定螺旋桨运行环境指标,螺旋桨运行环境指标包括:来流速度V
【技术特征摘要】
1.一种低雷诺数空气螺旋桨外形确定方法,其特征在于,包括步骤如下:步骤一、确定螺旋桨的基本设计指标,基本设计指标包括:螺旋桨转速Ω,螺旋桨桨叶数n,螺旋桨直径2R,螺旋桨拉力T;确定螺旋桨运行环境指标,螺旋桨运行环境指标包括:来流速度V0,运行高度H及对应高度空气密度ρ;其中,n为正整数;步骤二、计算螺旋桨前进比螺旋桨拉力系数将螺旋桨叶片等分成m份,获得对应的当地半径其中,j=1,2,...,m-1,m为正整数;步骤三、选定螺旋桨桨叶翼型,计算该螺旋桨桨叶翼型在设定的雷诺数初值Re0时对应的升力系数CL和升阻比ε曲线,并选择升阻比最大值对应的攻角α0作为桨叶攻角初始值,α0对应的升力系数cl0和升阻比ε0作为螺旋桨设计参数初值;设置初始诱导系数ζ0;步骤四、计算螺旋桨桨叶当地半径r处的入流角初值Ψ0、螺旋桨的轴向诱导因子a、切向诱导因子b、合成气流速度W,计算公式如下:W=V0×(1+a)/sinΨ0;步骤五、选定螺旋桨类型,若选定的螺旋桨为涵道螺旋桨,则计算桨叶当地半径r处的弦长c:c=4πλRζ0sinΨ0/((1+a)cl0·n);若选定的螺旋桨为开放式螺旋桨,计算桨叶当地半径r处的弦长c:c=4πλRGζ0sinΨ0/((1+a)c...
【专利技术属性】
技术研发人员:康传明,贾永清,刘峰,陈柽,李明新,
申请(专利权)人:中国航天空气动力技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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