一种低雷诺数高效螺旋桨及具有其的无人机制造技术

本申请属于飞机气动设计领域，特别涉及一种低雷诺数高效螺旋桨及具有其的无人机。低雷诺数高效螺旋桨包括：桨毂以及对称安装在所述桨毂上的左旋桨叶以及右旋桨叶，其中，所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的弦长分布为桨叶根部加宽、桨叶尖部收窄的类椭圆形；所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的剖面安装角分布为由桨叶根部到桨叶尖部呈非线性减小；所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的厚度分布为由桨叶根部到桨叶尖部呈线性减小；所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的均采用层流翼型。本申请的低雷诺数高效螺旋桨，通过低桨叶数配置，合理的弦长、扭转及厚度分布，以及高效层流翼型配置，使螺旋桨在低雷诺数下具有优越的气动效率，在非设计点具有较高的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于飞机气动设计领域，特别涉及一种低雷诺数高效螺旋桨及具有其的无人机。

技术介绍

1、螺旋桨是一种把发动机的转动力矩变为飞行器平动所需拉力的动力装置，其性能对于采用该种动力形式的飞行器的功能和性能实现至关重要。对于超高空巡航的无人机而言，由于大气密度小、温度低、飞行雷诺数低，常规方法设计的螺旋桨推力小、效率低，且飞行器由地面爬升至高空过程中空气参数变化较大，对螺旋桨的效率和推力产生显著影响。为了减少能源需求和飞行负载，促进总体设计的轻型化发展，超高空无人机需要配置适应环境大跨度变化和低雷诺数飞行环境稳定运行的高气动效率螺旋桨。

2、因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种低雷诺数高效螺旋桨及具有其的无人机，以解决现有技术存在的至少一个问题。

2、本申请的技术方案是：

3、本申请的第一个方面提供了一种低雷诺数高效螺旋桨，包括：桨毂以及对称安装在所述桨毂上的左旋桨叶以及右旋桨叶，其中，

4、所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的弦长分布为桨叶根部加宽、桨叶尖部收窄的类椭圆形；

5、所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的剖面安装角分布为由桨叶根部到桨叶尖部呈非线性减小；

6、所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的厚度分布为由桨叶根部到桨叶尖部呈线性减小；

7、所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的均采用层流翼型。

8、在本申请的至少一个实施例中，所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的直径为2500mm，桨距形式为定矩。

9、在本申请的至少一个实施例中，所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的弦长为：

10、相对半径0.3时，弦长为325mm；

11、相对半径0.5时，弦长为310mm；

12、相对半径0.7时，弦长为245mm；

13、相对半径0.9时，弦长为152mm；

14、相对半径1.0时，弦长为90mm；

15、其中，相对半径为叶素半径r与螺旋桨半径r的比值。

16、在本申请的至少一个实施例中，所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的剖面安装角为：

17、相对半径0.3时，剖面安装角为51.73°；

18、相对半径0.5时，剖面安装角为36.74°；

19、相对半径0.7时，剖面安装角为28.80°；

20、相对半径0.9时，剖面安装角为24.50°；

21、相对半径1.0时，剖面安装角为22.74°；

22、且所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的剖面旋转中心为翼型的30％弦长点。

23、在本申请的至少一个实施例中，所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的厚度为：

24、相对半径0.3时，厚度为48.75mm；

25、相对半径0.5时，厚度为37.2mm；

26、相对半径0.7时，厚度为24.5mm；

27、相对半径0.9时，厚度为13.68mm；

28、相对半径1.0时，厚度为8.1mm。

29、在本申请的至少一个实施例中，所述左旋桨叶以及所述右旋桨叶的翼型为：

30、相对半径0.3时，采用naca63-415翼型；

31、相对半径0.5时，采用naca63-412翼型；

32、相对半径0.7时，采用naca63-210翼型；

33、相对半径0.9时，采用naca63-209翼型；

34、相对半径1.0时，采用naca63-209翼型。

35、本申请的第二个方面提供了一种无人机，包括如上所述的低雷诺数高效螺旋桨。

36、技术至少存在以下有益技术效果：

37、本申请的低雷诺数高效螺旋桨，通过低桨叶数配置，合理的弦长、扭转及厚度分布，以及高效层流翼型配置，使螺旋桨在低雷诺数下具有优越的气动效率，在非设计点具有较高的鲁棒性；该螺旋桨在20km高空具有不小于0.84的螺旋桨效率，在从地面到超高空爬升过程中具有不小于0.8的螺旋桨效率，同时具有减阻减重的优势。

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【技术保护点】

1.一种低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，包括：桨毂(3)以及对称安装在所述桨毂(3)上的左旋桨叶(1)以及右旋桨叶(2)，其中，

2.根据权利要求1所述的低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，所述左旋桨叶(1)以及所述右旋桨叶(2)的直径为2500mm，桨距形式为定矩。

3.根据权利要求2所述的低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，所述左旋桨叶(1)以及所述右旋桨叶(2)的弦长为：

4.根据权利要求3所述的低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，所述左旋桨叶(1)以及所述右旋桨叶(2)的剖面安装角为：

5.根据权利要求4所述的低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，所述左旋桨叶(1)以及所述右旋桨叶(2)的厚度为：

6.根据权利要求5所述的低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，所述左旋桨叶(1)以及所述右旋桨叶(2)的翼型为：

7.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项所述的低雷诺数高效螺旋桨。

【技术特征摘要】

1.一种低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，包括：桨毂(3)以及对称安装在所述桨毂(3)上的左旋桨叶(1)以及右旋桨叶(2)，其中，

2.根据权利要求1所述的低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，所述左旋桨叶(1)以及所述右旋桨叶(2)的直径为2500mm，桨距形式为定矩。

3.根据权利要求2所述的低雷诺数高效螺旋桨，其特征在于，所述左旋桨叶(1)以及所述右旋桨叶(2)的弦长为：

4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星辉，王伟，艾梦琪，周若君，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：新型
国别省市：