一种螺旋桨叶片的设计方法技术

一种螺旋桨叶片的设计方法，采用最优载荷分布曲线进行螺旋桨设计，总结出叶素的当地有效功率与当地消耗功率的比值存在最佳分布曲线。根据该曲线进行螺旋桨设计不需要进行三维数值优化，即能够达到较高的空气动力效率。本发明专利技术能够缩短设计周期并对桨叶气动效率的提升有所帮助，无需进行三维数值优化设计，故设计周期仅需一到两天。

A design method of propeller blades

A design method of propeller blade is designed using the optimal load distribution curve to design the propeller. The best distribution curve of the ratio of local effective power to local consumption power is concluded. The design of propeller based on this curve does not need three-dimensional numerical optimization, that is, it can achieve high aerodynamic efficiency. The invention can shorten the design cycle and help improve the aerodynamic efficiency of the blades, without the need for three-dimensional numerical optimization design, so the design cycle takes only one to two days.

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋桨叶片的设计方法
本专利技术涉及航空器用螺旋桨设计方法，特别是一种针对中小型无人机螺旋桨气动外形的设计方法。
技术介绍
现有螺旋桨设计中，一般首先确定初始数据(螺旋桨需用功率、前进速度、前进比、桨叶直径、叶片数)等技术指标，接下来进行螺旋桨的气动设计。利用二维叶素理论(比如广泛使用的Betz方法。)结合螺旋桨的初始数据确定桨叶展向各截面的翼型及其对应的扭转角。虽然二维的设计方法较为简单，但是实际螺旋桨是三维的，故二维设计很难达到应有的高效率。目前，通常在二维设计的基础上用三维数值优化的方法进行气动性能优化设计。这类方法首先计算大量螺旋桨模型样本的气动性能，然后根据最优化搜索方法(如遗传算法、线性规划算法、最速下降算法等等)进行寻优。根据寻优结果再调整螺旋桨外形，继续进行三维数值计算、搜索，直至外形变化后性能达到最佳设计值。这类方法需要花费大量的时间，设计周期较长。针对中小型无人机使用的螺旋桨设计，现有方法设计一个方案大约需要两周时间。然后，通常还需要与发动机及飞机总体进行若干轮次的协调和方案修改，因此往往提供一个真正可用的螺旋桨方案需要几个月的时间。螺旋桨的设计周期长是影响型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋桨叶片的设计方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定螺旋桨的总体参数；步骤2，选择翼型；步骤3，确定叶素当地推力dT：根据叶素当地效率确定叶素当地推力dT；由式(3)确定叶素当地推力dT

【技术特征摘要】
1.一种螺旋桨叶片的设计方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定螺旋桨的总体参数；步骤2，选择翼型；步骤3，确定叶素当地推力dT：根据叶素当地效率确定叶素当地推力dT；由式(3)确定叶素当地推力dT式中：dT—叶素当地推力；η—叶素当地效率，由(9)式给出；—叶素当地相对半径；V—飞行速度；dW—叶素当地功率，按Betz条件确定；步骤4，确定出当地弦长设定安装角β并根据所选翼型的最佳工作点确定翼型的初始cx和cy，通过下式确定出叶素当地弦长式中：ρ—空气密度；ns—每秒钟转速；D—螺旋桨直径；β—安装角；cy—叶素的升力系数；cx—叶素的阻力系数；—叶素当地相对半径；—叶素展向宽度；步骤5，确定叶素迎角：按如下公式确定叶素迎角α＝φ-β(5)式中：α—叶素迎角；φ—气流角；步骤6，确定叶素安装角：利用半径处的翼型气动特性数据，通过公式(6)和(7)：c′x＝f(α,Ma,Re)(6)c′y＝g(α,Ma,Re)(7)得到c′x和c′y,并与步骤4中确定的初始cx和cy进行比较；若c′x和c′y与初始所述cx和cy不一致，则调整β值，直至二者之差小于0.001；调整β值采用牛顿迭代法进行；所述的式(6)和(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：高远，高永卫，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61