一种高效率多旋翼无人机螺旋桨制造技术

本发明专利技术涉及一种高效率多旋翼无人机螺旋桨，所述螺旋桨的桨叶，距桨叶根35％R的位置为最大弦长和最大安装角位置，从桨叶根到最大弦长位置的弦长和安装角均逐渐增大；从最大弦长位置到桨叶尖的弦长和安装角均逐渐减小；在垂直于旋转轴的平面内，从距桨叶根40％R的位置到桨尖的前缘为一条直线；其中，R为螺旋桨旋转半径，展向为从桨叶根到桨叶尖的方向，翼型为桨叶在展向上任意位置的横截面内轮廓，弦长C为翼型所处位置的前缘与后缘之间的距离，安装角α为翼型剖面相对桨叶旋翼平面的夹角。本发明专利技术提高了气动效率，提高多旋翼无人机的航时。提高多旋翼无人机的航时。提高多旋翼无人机的航时。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率多旋翼无人机螺旋桨


[0001]本专利技术属于飞行器
，具体涉及一种高效率多旋翼无人机螺旋桨。

技术介绍

[0002]多旋翼无人机广泛用于航拍，农业、物流，安防，测绘，电力等合种领域，其中航时问题是影响无人机广泛应用的主要方面，而这里面螺旋桨的效率极大影响了无人机的航时。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种高效率多旋翼无人机螺旋桨，提高了气动效率，提高多旋翼无人机的航时。
[0004]本专利技术的技术方案是，一种高效率多旋翼无人机螺旋桨，所述螺旋桨的桨叶，距桨叶根35％R的位置为最大弦长和最大安装角位置，从桨叶根到最大弦长位置的弦长和安装角均逐渐增大；从最大弦长位置到桨叶尖的弦长和安装角均逐渐减小；在垂直于旋转轴的平面内，从距桨叶根40％R的位置到桨尖的前缘为一条直线；其中，R为螺旋桨旋转半径，展向为从桨叶根到桨叶尖的方向，翼型为桨叶在展向上任意位置的横截面内轮廓，弦长C为翼型所处位置的前缘与后缘之间的距离，安装角α为翼型弦线相对桨叶旋翼平面的夹角。
[0005]在r/R＝30％处翼型剖面安装角α为13.2
±1°
，相对弦长C/R为0.053
±
0.005，前缘相对位置VC1/R为0.02
±
0.005，后缘相对位置VC2/R为
‑
0.032
±
0.005；其中，r为翼型剖面与旋转中心之间的距离，VC1为翼型中前缘点在弦向方向的投影与旋转中心之间的距离，VC2为翼型中后缘点在弦向方向的投影与旋转中心之间的距离。
[0006]在r/R＝40％处的翼型剖面安装角α为14.1
±1°
，相对弦长C/R为0.051
±
0.005，前缘相对位置VC1/R为0.019
±
0.005，后缘相对位置VC2/R为
‑
0.030
±
0.005；
[0007]在r/R＝60％处的翼型剖面安装角为8.6
±1°
，相对弦长为0.038
±
0.005，前缘相对位置为0.015
±
0.005，后缘相对位置为
‑
0.022
±
0.005；
[0008]在r/R＝80％处的翼型剖面安装角为6.5
±1°
，相对弦长为0.028
±
0.005，前缘相对位置为0.011
±
0.005，后缘相对位置为
‑
0.016
±
0.005。
[0009]本专利技术的有益效果，本专利技术的螺旋桨，通过安装角、弦长以及翼型的匹配优化设计，能够在旋转的时候，使沿流向方向的诱导速度均匀分布，使不同占位的桨叶剖面提供不同升力，使效率高的段位处升力尽可能大，从而提高了气动效率；
[0010]本专利技术通过极限增加弦长和安装角，使弦长最大点与安装角最大点尽可能靠近桨根，使得效率比较低的桨根处，也尽可能产生比较大的诱导速度，提高了诱导速度沿展向的均匀程度，提高桨叶的气动效率。
[0011]本专利技术在产生同样拉力的情况下，尽可能减小螺旋桨消耗的轴功率，进一步使提高多旋翼无人机的航时成为可能；
[0012]本专利技术在产生同样升力的同时消耗尽可能小的轴功，增加多旋翼的航时；本专利技术
在(1500
‑
4500RPM)转速内可以提供最佳的悬停效率。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一种高效率多旋翼无人机螺旋桨的参数含义示意图；
[0014]图2为本专利技术一种高效率多旋翼无人机螺旋桨的结构示意图；
[0015]图3为本专利技术的螺旋桨安装角定义示意图；
[0016]图4为本专利技术中翼型的结构示意图；
[0017]图5为本专利技术实施例中参数定义示意图；
[0018]图6为本专利技术实施例中多种安装角示意图；
[0019]图7本专利技术实施例中两款螺旋桨力效对比示意图；
[0020]图8为本专利技术实施例中两款螺旋桨悬停效率对比示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步详细描述。
[0022]本文以下名词和参数均采用本领域内通用的方式进行定义。如图1和图2所示，在垂直于螺旋桨旋转轴的轴线的平面内，螺旋桨的旋转中心为坐标轴原点。展向为从桨叶根到桨叶尖的方向，即X坐标轴方向。弦向为垂直于展向的方向，即Y坐标轴方向。翼型为桨叶在展向上任意位置的横截面内轮廓，翼型所在横截面称为翼型剖面。其中C为翼型的弦长，即C为该翼型所处位置前缘与后缘的距离。安装角α为该翼型弦线相对桨叶旋翼平面的夹角，翼型弦线为翼型前缘点和后缘点的连线。R为螺旋桨旋转半径，即螺旋桨的旋转中心与桨叶尖之间的距离；C/R为桨叶对应位置的相对弦长，是一个无量纲的参数，可以表示不同直径的螺旋桨。r为翼型截面与旋转中心之间的距离，r/R为该翼型所在横截面的相对位置，同样为一个无量纲的参数。VC1为翼型中前缘点在弦向方向的投影与旋转中心之间的距离，VC1/R为前缘点相对位置。VC2为翼型中后缘点在弦向方向的投影与旋转中心之间的距离，VC2/R为后缘点相对位置。按本文这种设定方法，在不同尺寸的桨叶进行放大缩小的时候，都不会改变桨叶的翼型。
[0023]本专利技术螺旋桨的桨叶特点如下：在桨叶上从桨叶根到桨叶尖，相对弦长(C/R)和安装角(α)都是先增大后减小的趋势。距桨叶根35％R的位置为最大弦长和最大安装角位置，从桨叶根到该位置(即最大弦长位置)，弦长和安装角是逐渐增大；从该位置到桨叶尖，弦长和安装角是逐渐减小。
[0024]在垂直于旋转轴的平面内，从距桨叶根40％R的位置到桨尖，桨叶前缘为一条直线。
[0025]所述桨叶各翼型采用AVERJANO翼型，具有非常良好的低雷诺数性能。
[0026]翼型如下图4，数据如下表1：
[0027]表1AVERJANO翼型数据
[0028][0029][0030]几个关键占位的安装角和相对弦长数据如下：
[0031]在离旋转中心为螺旋桨半径的30％处，r/R＝30％，翼型剖面安装角为13.2
±1°
，相对弦长为0.053
±
0.005，前缘相对位置为0.02
±
0.005，后缘相对位置为
‑
0.032
±
0.005；
[0032]在离旋转中心为螺旋桨半径的40％处，r/R＝40％，翼型剖面安装角为14.1
±1°
，
相对弦长为0.051
±
0.005，前缘相对位置为0.019
±
0.005，后缘相对位置为
‑
0.030
±
0.005；
[0033]在离旋转中心为螺旋桨半径的60％处，r/R＝60％，翼型剖面安装角为8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率多旋翼无人机螺旋桨，其特征是：所述螺旋桨的桨叶，距桨叶根35％R的位置为最大弦长和最大安装角位置，从桨叶根到最大弦长位置的弦长和安装角均逐渐增大；从最大弦长位置到桨叶尖的弦长和安装角均逐渐减小；在垂直于旋转轴的平面内，从距桨叶根40％R的位置到桨尖的前缘为一条直线；其中，R为螺旋桨旋转半径，展向为从桨叶根到桨叶尖的方向，翼型为桨叶在展向上任意位置的横截面内轮廓，弦长C为翼型所处位置的前缘与后缘之间的距离，安装角α为翼型弦线相对桨叶旋翼平面的夹角。2.按照权利要求1所述一种高效率多旋翼无人机螺旋桨，其特征在于：在r/R＝30％处翼型剖面安装角α为13.2
±1°
，相对弦长C/R为0.053
±
0.005，前缘相对位置VC1/R为0.02
±
0.005，后缘相对位置VC2/R为
‑
0.032
±
0.005；其中，r为翼型剖面与旋转中心之间的距离，VC1为翼型中前缘点在弦向方向的投影与旋转中心之间的距离，VC2为翼型中后缘点在弦向方向的投影与旋转中心之间的距离。3.按照权利要求2所述一种高效率多旋翼无人机螺旋桨，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小荣，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：