基于提升使用性能的桨叶结构、螺旋桨制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于提升使用性能的桨叶结构、螺旋桨，属于水动力流体力学设计技术领域。其包括桨叶，所述桨叶所属的翼型族为层流翼型，且所述桨叶分别具有桨尖端和桨根端；沿着所述桨尖端至所述桨根端的方向，所述桨叶的横截面形状逐渐变化。解决了现有流线型设计桨叶对于提升动力效率带来的帮助有限，而导致的螺旋桨结构整体尺寸设计及重量偏大，携带运输不便，以及限制了电机功率更大限度地转化为推进功率，提升了能耗，螺旋桨结构难以发挥到最优性能的技术问题。挥到最优性能的技术问题。挥到最优性能的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于提升使用性能的桨叶结构、螺旋桨


[0001]本技术涉及水动力流体力学设计
，具体而言，涉及一种水面、水下航行器用基于提升使用性能的桨叶结构、螺旋桨。

技术介绍

[0002]目前，水翼板的螺旋桨结构均是由柱状的桨杆以及铲状的桨叶组合而成。其中，桨叶通常具有特定的流线型，即，桨叶的截面形状会随着其与桨杆之间距离的不断变化而同步进行改变，以实现在常规叶片的基础上增加动力效率。
[0003]但是，当需要满足某一动力效率的要求时，由于现有的流线型设计对于提升动力效率带来的帮助有限，因此不得不选择增大桨叶的尺寸来实现效率提升，从而导致现有流线型设计的桨叶在实际应用中仍存在有尺寸设计较大，螺旋桨结构的整体重量较大的问题，进而造成携带运输不便，以及限制了电机功率更大限度地转化为推进功率，提升了能耗，螺旋桨结构难以发挥到最优性能。

技术实现思路

[0004]为此，本技术提供了一种基于提升使用性能的桨叶结构、螺旋桨，以解决现有技术中的流线型设计桨叶对于提升动力效率带来的帮助有限，而导致的螺旋桨结构整体尺寸设计及重量偏大，携带运输不便，以及限制了电机功率更大限度地转化为推进功率，螺旋桨结构难以发挥到最优性能的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于提升使用性能的桨叶结构，包括桨叶，所述桨叶所属的翼型族为层流翼型，且所述桨叶分别具有桨尖端和桨根端；
[0007]沿着所述桨尖端至所述桨根端的方向，所述桨叶的横截面形状逐渐变化。
[0008]在上述技术方案的基础上，对本技术做如下进一步说明：
[0009]作为本技术的进一步方案，所述桨叶的形状为卡普兰系列外形，所述桨尖端为平头。
[0010]作为本技术的进一步方案，所述桨叶形成一个外涵道，所述桨尖端与所述外涵道之间平行对应。
[0011]作为本技术的进一步方案，所述桨叶的两面分别一一对应具有压力表面和吸力表面，所述压力表面与所述吸力表面之间为相背离设置，且所述吸力表面为平滑的外凸面。
[0012]作为本技术的进一步方案，所述桨叶分别具有截面翼型最大厚度和截面翼型弦长，所述截面翼型最大厚度为所述截面翼型弦长在其法线方向上的翼型最大厚度，且所述截面翼型最大厚度与所述截面翼型弦长之间的比值形成翼型的相对厚度数值。
[0013]沿着所述桨尖端至所述桨根端的方向，所述截面翼型弦长逐步减小，所述翼型的相对厚度数值的逐步变化顺序为先增大后减小。
[0014]作为本技术的进一步方案，所述桨叶形成的螺旋桨外径为0.12m，所述桨叶形成的螺旋桨半径为所述螺旋桨外径的一半，所述螺旋桨半径为0.06m。
[0015]作为本技术的进一步方案，所述桨叶具有一个螺距，所述螺距为所述桨叶的所处平面在非流动介质中旋转一圈经过的距离，所述螺距与所述螺旋桨外径之间的比值形成进速系数。
[0016]沿着所述桨尖端至所述桨根端的方向，所述桨叶处于桨尖端与桨根端之间实时位置的横截面形状逐渐变化，所述截面翼型弦长与所述螺旋桨外径之间的比值逐步减小，所述进速系数的逐步变化顺序为先减小后增大再减小。
[0017]作为本技术的进一步方案，所述桨叶还具有桨叶角、侧斜角和纵倾角。
[0018]所述桨叶角为所述桨叶的扭角，所述桨叶的扭角为所述截面翼型弦长所处直线与所述桨叶所处的旋转平面之间的夹角，其随所述螺旋桨半径的变化而同步变化，沿着所述桨尖端至所述桨根端的方向，所述桨叶处于桨尖端与桨根端之间实时位置的横截面形状逐渐变化，所述桨叶角逐步减小。
[0019]所述桨叶具有一个正投影，所述正投影的外形轮廓为投射轮廓，所述投影轮廓基于中心参考线为对称叶形，所述侧斜角和所述纵倾角不变。
[0020]一种螺旋桨，包括柱状的桨杆，还包括所述的基于提升使用性能的桨叶结构。所述桨叶设有三个，且所述三个桨叶均匀固接于所述桨杆的外侧。
[0021]所述桨尖端位于所述桨叶远离所述桨杆的一侧端，所述桨根端位于所述桨叶靠近所述桨杆的一侧端。
[0022]本技术具有如下有益效果：
[0023]该结构形状能够在特定工况下有效提升螺旋桨在实际应用中的动力效率，同时能够在保证效率的前提下，将螺旋桨尺寸做到最小，方面携带，减轻重量。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0025]图1为本技术实施例提供的基于提升使用性能的桨叶结构及螺旋桨的整体结构示意图。
[0026]图2为本技术实施例提供的基于提升使用性能的桨叶结构及螺旋桨在桨杆轴向上的投影结构示意图。
[0027]图3为本技术实施例提供的基于提升使用性能的桨叶结构及螺旋桨在桨杆径向上的投影结构示意图。
[0028]图4为本技术实施例提供的基于提升使用性能的桨叶结构在桨尖至桨根截面形状的分布示意图。
[0029]图5为本技术实施例提供的螺旋桨的性能曲线示意图。
[0030]图6为本技术实施例提供的螺旋桨的性能曲线示意图。
[0031]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0032]桨杆1；桨叶2：桨尖21、桨根22、压力表面23、吸力表面24。
[0033]螺旋桨外径D，螺旋桨半径R，截面翼型弦长c，截面翼型最大厚度t0，螺距P。
具体实施方式
[0034]以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0035]本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。
[0036]如图1至图4所示，本技术实施例提供了一种基于提升使用性能的桨叶结构、螺旋桨，包括柱状的桨杆1以及均匀固接于所述桨杆1外侧的三个桨叶2，用以通过桨叶2的转动作用克服介质阻力以实现既定推进功能。
[0037]具体地，请继续参考图1和图2，所述桨叶2的形状为卡普兰系列外形，且所述桨叶2分别具有远离所述桨杆1的桨尖21端以及靠近所述桨杆1的桨根22端，其中，所述桨尖21端为平头，且所述桨尖21端与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于提升使用性能的桨叶结构，包括桨叶，其特征在于，所述桨叶所属的翼型族为层流翼型，且所述桨叶分别具有桨尖端和桨根端；沿着所述桨尖端至所述桨根端的方向，所述桨叶的横截面形状逐渐变化。2.根据权利要求1所述的基于提升使用性能的桨叶结构，其特征在于，所述桨叶的形状为卡普兰系列外形，所述桨尖端为平头。3.根据权利要求2所述的基于提升使用性能的桨叶结构，其特征在于，所述桨叶形成一个外涵道，所述桨尖端与所述外涵道之间平行对应。4.根据权利要求1所述的基于提升使用性能的桨叶结构，其特征在于，所述桨叶的两面分别一一对应具有压力表面和吸力表面，所述压力表面与所述吸力表面之间为相背离设置，且所述吸力表面为平滑的外凸面。5.根据权利要求1所述的基于提升使用性能的桨叶结构，其特征在于，所述桨叶分别具有截面翼型最大厚度和截面翼型弦长，所述截面翼型最大厚度为所述截面翼型弦长在其法线方向上的翼型最大厚度，且所述截面翼型最大厚度与所述截面翼型弦长之间的比值形成翼型的相对厚度数值；沿着所述桨尖端至所述桨根端的方向，所述截面翼型弦长逐步减小，所述翼型的相对厚度数值的逐步变化顺序为先增大后减小。6.根据权利要求5所述的基于提升使用性能的桨叶结构，其特征在于，所述桨叶形成的螺旋桨外径为0.12m，所述桨叶形成的螺旋桨半径为所述螺旋桨外径的一半，所述螺旋桨半径为0.06m。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱秋阳，段旭鹏，赵涛，
申请(专利权)人：深圳市苇渡智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：