旋翼飞行器、旋翼飞行器的桨叶及其翼型制造技术

本公开涉及一种旋翼飞行器、旋翼飞行器的桨叶及其翼型，其中，翼型由前缘、尾缘以及位于前缘和尾缘之间的上弧线和下弧线构成，所述翼型的最大厚度

【技术实现步骤摘要】
旋翼飞行器、旋翼飞行器的桨叶及其翼型
本公开涉及飞行器
，具体地，涉及一种旋翼飞行器、旋翼飞行器的桨叶及其翼型。
技术介绍
提高气动效率是飞行器设计的一项重要工作。对于旋翼飞行器，需要实现在产生同样升力的情况下尽可能地降低所消耗的功率，或者在消耗同样功率的情况下产生尽可能大的升力的目的，这对于提高飞行器的航时、航程以及载重能力都具有重要的意义。翼型是旋翼在展向上任意位置的垂直于前缘的二维剖面，是体现旋翼上下表面产生压力差的根源，它对旋翼升力或推力的大小、气动噪声大小乃至飞行器性能均具有重要影响。现有翼型主要针对大型有人飞行器进行设计，雷诺数普遍处于1000,000以上，而市面上的多旋翼无人机尺寸小，雷诺数低，普遍在1000,000以下，针对这一特点的飞行器，目前能够提供优秀气动效率的翼型较少，相关技术中的翼型在低雷诺数下，升力系数和升阻比普遍偏低，导致气动效率较低。
技术实现思路
本公开的第一个目的是提供一种用于旋翼飞行器的桨叶的翼型，能够改善飞行器的气动效率。为了实现上述目的，本公开提供一种用于旋翼飞行器的桨叶的翼型，所述翼型由前缘、尾缘以及位于所述前缘和尾缘之间的上弧线和下弧线构成，所述翼型的最大厚度与翼型的弦长之比为，所述最大厚度位于处；所述翼型的最大弯度与翼型的弦长之比为，所述最大弯度位于处；其中，是沿着弦线方向从所述前缘到所述尾缘的距离，、、的值分别具有±3%的最大误差。可选地，所述上弧线由上弧线坐标数值对，yu/c所限定，所述上弧线坐标数值对，yu/c根据以下所限定：其中，yu是所述上弧线垂直于所述弦线的距离，所述上弧线坐标数值对，yu/c中的每个的最大误差等于±3%。可选地，所述下弧线由下弧线坐标数值对，yl/c所限定，所述下弧线坐标数值对，yl/c根据以下所限定：其中，yl是所述下弧线垂直于所述弦线的距离，所述下弧线坐标数值对，yl/c中的每个的最大误差等于±3%。可选地，所述上弧线坐标数值对，yu/c还根据以下所限定：可选地，所述下弧线坐标数值，yl/c还根据以下所限定：可选地，所述上弧线坐标数值对，yu/c还根据以下所限定：可选地，所述下弧线坐标数值对，yl/c还根据以下所限定：本公开的第二个目的是提供一种旋翼飞行器的桨叶，所述桨叶具有上述任一项所述的翼型。可选地，所述桨叶至少为两个，两个所述桨叶在桨根处连接为一体，并相对于连接处的中心点位置中心对称。可选地，所述桨叶为低雷诺数桨叶。本公开的第三个目的是提供一种旋翼飞行器，包括上述任一项所述的桨叶。本公开通过对翼型合理地优化，具体来说，翼型厚度有所增大，且最大厚度的位置前移，同时增大了翼型前半部的弯度。翼型厚度的增大有利于翼型增大翼型的最大升力系数，翼型最大厚度前移则有利于翼型后半部尤其是最大迎角下的涡脱落及反流，以提高气动效率，而翼型前半部弯度的增大，在设计升力系数范围内，能够使得前缘与气流的冲角减小。通过上述技术方案，能够为旋翼飞行器在低雷诺数下提供更高的升阻比，从而提高旋翼飞行器的气动效率。此外，由于旋翼飞行器气动效率提高，在同样的升力面分布的情况下，所需要的转速更低，使得减小旋翼飞行器飞行过程中产生的噪音成为可能。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开示例性实施方式提供的针对翼型各参数的说明；图2是本公开提供的翼型与现有翼型的对比示意图；图3是本公开示例性实施方式提供的桨叶的示意图。附图标记说明1-桨叶，11-前缘，12-后缘，13-上弧线，14-下弧线，15-弦线，16-桨根。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本实施例中出现的上、下等方位用语是以旋翼安装于飞行器以后旋翼以及旋翼飞行器的常规运行姿态为参考，而不应该认为具有限制性。下面结合附图，对本公开的用于旋翼飞行器的桨叶的翼型进行详细的说明。在在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。如图1和图2所示，本公开提供了一种用于旋翼飞行器的桨叶的翼型，该翼型由前缘11、尾缘12以及位于前缘11和尾缘12之间的上弧线13和下弧线14构成，翼型的最大厚度与翼型的弦长之比为，最大厚度位于处；翼型的最大弯度与翼型的弦长之比为，最大弯度位于处；其中，是沿着弦线15方向从前缘11到尾缘12的距离，、、的值分别具有±3%的最大误差，即在±3%误差允许范围内由、、构成的翼型的轮廓均落入到本公开所要求的保护的范围内。需要说明的是，本公开所涉及到的参数均采用本领域通常的方式进行定义，以绘制图2中的翼型为例，将前缘11设定为原点建立坐标系，弦长即为前缘11到尾缘12的距离；最大厚度为垂直于弦线15的上弧线13和下弧线14之间的最大距离，将最大厚度除以弦长，即称为最大相对厚度；最大弯度为中弧线与弦线15之间的最大距离，将最大弯度除以弦长，称为最大相对弯度。继续参考图2，通过对本公开提供的翼型（标示为E382，以实线表示）与现有技术提供的翼型（标示为E376，以虚线表示），本公开的翼型厚度有所增大，且最大厚度的位置迁移，同时增大了翼型前半部的弯度。翼型厚度的增大有利于翼型增大翼型的最大升力系数，翼型最大厚度前移则有利于翼型后半部尤其是最大迎角下的涡脱落及反流，以提高气动效率，而翼型前半部弯度的增大，在设计升力系数范围内，能够使得前缘与气流的冲角减小。以下将通过本公开的旋翼（E382）以及现有技术中提供的翼型（E376）在低雷诺数流动下的气动力学比较实验，进一步说明本公开的翼型在提升旋翼飞行器在气动效率方面的有益效果。如下表1所示，为分别选取雷诺数Re为4×104、1.8×105、4×105、6×105以及8×105时，对本公开的翼型（E382）与现有技术提供的翼型（E376）的升阻比进行对比。在所选取的雷诺数的范围内，本公开的翼型的最大升力系数均大于现有技术提供的翼型（E376）的最大升阻比，具体的，当Re=4×104时，本公开的翼型（E382）的最大升力系数较现有技术提供的翼型（E376）提升了14.91%；当Re=1.8×105时，本公开的翼型（E382）的最大升力系数较现有技术提供的翼型（E376）提升了10.28%；当Re=4×105时，本公开的翼型（E382）的最大升力系数较现有技术提供的翼型（E376）提升了18.37%；当Re=6×105时，本公开的翼型（E382）的最大升力系数较现有技术提供的翼型（E376）提升了10.99%；当Re=8×105时，本公开的翼型（E382）的最大升力系数较现有技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于旋翼飞行器的桨叶的翼型，其特征在于，所述翼型由前缘（11）、尾缘（12）以及位于所述前缘（11）和尾缘（12）之间的上弧线（13）和下弧线（14）构成，所述翼型的最大厚度

【技术特征摘要】
1.一种用于旋翼飞行器的桨叶的翼型，其特征在于，所述翼型由前缘（11）、尾缘（12）以及位于所述前缘（11）和尾缘（12）之间的上弧线（13）和下弧线（14）构成，所述翼型的最大厚度与翼型的弦长之比为，所述最大厚度位于处；所述翼型的最大弯度与翼型的弦长之比为，所述最大弯度位于处；其中，是沿着弦线（15）方向从所述前缘（11）到所述尾缘（12）的距离，、、的值分别具有±3%的最大误差。


2.根据权利要求1所述的用于旋翼飞行器的桨叶的翼型，其特征在于，所述上弧线（13b）由上弧线坐标数值对，yu/c所限定，所述上弧线坐标数值对，yu/c根据以下所限定：



其中，yu是所述上弧线（13）垂直于所述弦线（15）的距离，所述上弧线坐标数值对，yu/c中的每个的最大误差等于±3%。


3.根据权利要求2中任意一项所述的用于旋翼飞行器的桨叶的翼型，其特征在于，所述下弧线（14b）由下弧线坐标数值对，yl/c所限定，所述下弧线坐标数值对，yl/c根据以下所限定：



其中，yl是所述下弧线（14）垂直于所述弦线（15）的距离，所述下弧线坐标数值对，yl/c中的每个的最大误差等于±3%。


4.根据权利要求3所述的用于旋翼飞行器的桨叶的翼型...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛一年，周东岳，姜欣宏，初征，郜奥林，杨芳，刘金来，马聪，赵龙智，刘璐，
申请(专利权)人：北京三快在线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11