螺旋桨桨叶、无人机螺旋桨及无人机

技术领域

本发明涉及航空空气动力设计技术领域，特别是涉及一种螺旋桨桨叶、无人机螺旋桨及无人机。

背景技术

随着科技、交通业的发展，在物流产业领域，无人货运机发展方兴未艾，在军事领域上无人机应用也更加广泛，因此对固定翼无人机动力系统要求也越来越高。前期国内中小功率涡桨发动机配套螺旋桨多从国外进口，随着国际关系日趋紧张，贸易竞争逐渐激烈，许多高科技产品成为禁售品，采购国外的螺旋桨存在着严重的风险，导致中小功率涡桨飞机的处境艰难，面临着无桨可用的困境。因此，为了解决该困境，同时为了提高国内螺旋桨系统的研发能力、缩短国内外研制水平差距，开展该型螺旋桨自主研制。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋桨桨叶、无人机螺旋桨及无人机，以解决上述现有技术存在的问题，能够降低螺旋桨噪声，并提高螺旋桨本身的拉力和气动效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种螺旋桨桨叶，包括桨叶主体，所述桨叶主体为后掠桨叶，所述桨叶主体上靠近螺旋桨桨叶的旋转中心的一端为叶根，另一端为叶尖；其中，所述桨叶主体上沿所述叶根至所述叶尖的方向依次设置有多个翼型，且多个所述翼型之间具有扭转角度。

优选的，所述桨叶主体为马刀型后掠桨叶，所述桨叶主体的前缘为弧线，所述桨叶主体的后缘为斜线。

优选的，所述叶根为圆型，所述叶尖为薄翼型，且所述叶尖的厚度沿远离所述叶根的方向由厚到薄光滑过渡。

优选的，所述翼型为高升力翼型，且沿所述叶根至所述叶尖的方向，多个所述翼型的厚度依次减小。

优选的，所述翼型沿所述叶根至所述叶尖的方向依次设置有七个。

优选的，以螺旋桨桨叶的弦长为X轴，垂直于弦长为Y轴，以螺旋桨桨叶的轴线为Z轴，沿所述叶根至所述叶尖的方向，第一个所述翼型到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为352.5mm，弦长为153mm，最大厚度为24.61mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为25.15°，轴心的X坐标为76.16，Y坐标为6.68，弦长下曲线最大距离为8.85mm；

第二个所述翼型到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为528.75mm，弦长为173mm，最大厚度为24.01mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为13.63°，轴心的X坐标为88.56，Y坐标为5.15，弦长下曲线最大距离为8.68mm；

第三个所述翼型到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为705mm，弦长为178mm，最大厚度为16mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为5°，轴心的X坐标为87.58，Y坐标为4.68，弦长下曲线最大距离为4.74mm；

第四个所述翼型到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为822.5mm，弦长为174mm，最大厚度为10.07mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为0°，轴心的X坐标为79.41，Y坐标为4，弦长下曲线最大距离为2.46mm；

第五个所述翼型到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为940mm，弦长为164mm，最大厚度为7.37mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为-4.62°，轴心的X坐标为61.32，Y坐标为2.29，弦长下曲线最大距离为1.51mm；

第六个所述翼型到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为1057.5mm，弦长为136mm，最大厚度为4.75mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为-8.58°，轴心的X坐标为27.13，Y坐标为-0.85，弦长下曲线最大距离为0.79mm；

第七个所述翼型到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为1116.25mm，弦长为111mm，最大厚度为3.32mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为-10.27°，轴心的X坐标为0.86，Y坐标为-1.42，弦长下曲线最大距离为0.48mm。

本发明还提供一种无人机螺旋桨，包括多个如上所述的螺旋桨桨叶，全部所述螺旋桨桨叶绕旋转中心沿圆周均布。

优选的，所述螺旋桨桨叶设置有五个。

本发明还提供一种无人机，包括如上所述的无人机螺旋桨。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明桨叶主体采用后掠桨叶，桨叶主体上沿叶根至叶尖的方向依次设置有多个翼型，且多个翼型之间具有扭转角度，以使桨叶在工作过程中翼型不会失速，并产生较大的气动升力,较小的气动阻力；而且，采用后掠技术能够降低螺旋桨噪声，减小区域范围内翼型的来流速度，提高了螺旋桨整体的临界Ma，从而提高了螺旋桨本身的拉力和气动效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中螺旋桨桨叶的结构示意图；

图2为本发明实施例中翼型截面的参数示意图；

图3为本发明实施例中无人机螺旋桨的桨叶分布示意图。

图中：1-叶根，2-前缘，3-翼型，4-后缘，5-叶尖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种螺旋桨桨叶、无人机螺旋桨及无人机，以解决上述现有技术存在的问题，能够降低螺旋桨噪声，并提高螺旋桨本身的拉力和气动效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图3所示，本实施例提供一种螺旋桨桨叶，包括桨叶主体，所述桨叶主体为后掠桨叶，所述桨叶主体上靠近螺旋桨桨叶的旋转中心的一端为叶根1，另一端为叶尖5；其中，所述桨叶主体上沿所述叶根1至所述叶尖5的方向依次设置有多个翼型3，且多个所述翼型3之间具有扭转角度，即任意两个翼型之间均不平行。

本实施例能够使桨叶在工作过程中翼型3不会失速，并产生较大的气动升力，较小的气动阻力；而且，采用后掠技术能够降低螺旋桨噪声，减小区域范围内翼型3的来流速度，提高了螺旋桨整体的临界Ma，从而提高了螺旋桨本身的拉力和气动效率。

在本实施例中，所述桨叶主体为马刀型后掠桨叶，所述桨叶主体的前缘2为弧线，所述桨叶主体的后缘4为斜线，其中，该斜线可以为标准的斜线，也可以近似为斜线。

在本实施例中，所述叶根1为圆型，所述叶尖5为薄翼型，设计有圆弧，且所述叶尖5的厚度沿远离所述叶根1的方向由厚到薄光滑过渡。

在本实施例中，所述翼型3为高升力翼型，且沿所述叶根1至所述叶尖5的方向，多个所述翼型3的厚度依次减小，且光滑过渡。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中，所述翼型3沿所述叶根1至所述叶尖5的方向依次设置有七个。

在本实施例中，建立坐标系，以螺旋桨桨叶的弦长为X轴，垂直于弦长为Y轴，以螺旋桨桨叶的轴线为Z轴，所述螺旋桨桨叶每个翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为r，所述螺旋桨桨叶每个翼型3的弦长为b，所述螺旋桨桨叶每个翼型3相对于桨叶旋转平面的夹角为φ，所述螺旋桨桨叶每个翼型3的最大厚度为c；所述螺旋桨桨叶每个翼型3的轴心坐标为(X0，Y0)，所述螺旋桨桨叶每个翼型3的弦长下曲线最大距离为y

表1.螺旋桨桨叶外形几何数据

具体地，沿所述叶根1至所述叶尖5的方向，第一个所述翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为352.5mm，弦长为153mm，最大厚度为24.61mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为25.15°，轴心的X坐标为76.16，Y坐标为6.68，弦长下曲线最大距离为8.85mm；

第二个所述翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为528.75mm，弦长为173mm，最大厚度为24.01mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为13.63°，轴心的X坐标为88.56，Y坐标为5.15，弦长下曲线最大距离为8.68mm；

第三个所述翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为705mm，弦长为178mm，最大厚度为16mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为5°，轴心的X坐标为87.58，Y坐标为4.68，弦长下曲线最大距离为4.74mm；

第四个所述翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为822.5mm，弦长为174mm，最大厚度为10.07mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为0°，轴心的X坐标为79.41，Y坐标为4，弦长下曲线最大距离为2.46mm；

第五个所述翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为940mm，弦长为164mm，最大厚度为7.37mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为-4.62°，轴心的X坐标为61.32，Y坐标为2.29，弦长下曲线最大距离为1.51mm；

第六个所述翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为1057.5mm，弦长为136mm，最大厚度为4.75mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为-8.58°，轴心的X坐标为27.13，Y坐标为-0.85，弦长下曲线最大距离为0.79mm；

第七个所述翼型3到螺旋桨桨叶的旋转中心的距离为1116.25mm，弦长为111mm，最大厚度为3.32mm，相对于桨叶旋转平面的夹角为-10.27°，轴心的X坐标为0.86，Y坐标为-1.42，弦长下曲线最大距离为0.48mm。

本实施例还提供一种无人机螺旋桨，包括多个如上所述的螺旋桨桨叶，全部所述螺旋桨桨叶绕旋转中心沿圆周均布；作为一种优选的实施方式，所述螺旋桨桨叶设置有五个，均匀分布在螺旋桨桨叶的旋转中心周围，每个螺旋桨桨叶之间的夹角为360°除以螺旋桨桨叶的个数。

本实施例中无人机螺旋桨是国内首款针对长航时、大推力无人机设计的一款5叶自动变距螺旋桨，满足了为900kW发动机配套的动力要求，为加强我国高端无人机装备提升、加快实现武器装备转型发展，促进我国的军用无人机向高空、大载重、长航时发展做出贡献，对于填补我国中等功率级先进发动机配套螺旋桨空白、促进航空武器装备全面协调可持续发展具有重大意义。

本实施例还提供一种无人机，包括如上所述的无人机螺旋桨。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。