一种不等直径共轴双旋翼

技术领域

本发明属于旋翼气动设计技术领域，尤其涉及一种不等直径共轴双旋翼。

背景技术

到目前为此，几乎所有的直升机均是将发动机安装于机身体内，发动机驱动旋转轴旋转，进而带动固定于旋转轴的旋翼旋转并产生升力。这种驱动型式，若采用单旋翼，则需要增加尾桨来平衡旋翼旋转所带来的扭矩，要多付出尾桨的消耗功率，是目前最流行的型式；若采用共轴式反转双旋翼，两旋翼在同一轴线，相逆旋转，反扭矩彼此抵消，无需尾桨，效率高。以SB-1为代表的共轴双旋翼直升机，是当今世界直升机发展的一大主流方向。

目前已公布的共轴双旋翼，都采用上下旋翼直径相等的气动设计。

发明内容

本发明的目的：提出一种不等直径共轴双旋翼气动设计，采用共轴双旋翼，上下旋翼直径不同，充分利用下旋翼对上旋翼的有利干扰，同时又能减小上旋翼对下旋翼的不利干扰，比常规等直径共轴双旋翼具有明显的悬停效率优势。

本发明的技术方案：

一种不等直径共轴双旋翼，所述双旋翼包括：上旋翼和下旋翼，所述上旋翼和下旋翼共轴，且所述上旋翼的直径大于所述下旋翼的直径。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)所述上旋翼的旋转方向与所述下旋翼的旋转方向相反。

(2)所述上旋翼的桨叶片数和所述下旋翼的桨叶片数至少为两片，且所述下旋翼的桨叶片数小于或者等于所述上旋翼的桨叶片数。

(3)所述上旋翼的桨叶和所述下旋翼的桨叶采用不同的气动外形。

(4)所述上旋翼和所述下旋翼间距与上旋翼的直径的比值大于或者等于0.05。

(5)所述上旋翼包含N

(6)所述下旋翼的直径与所述上旋翼的直径的比值为a，0.25≤a＜1。

(7)所述上旋翼与所述下旋翼的安装错位角为0°到360°/N1之间。

本发明的有益效果：

本发明技术方案提供的一种不等直径共轴双旋翼，采用共轴反转双旋翼布局，无需尾桨克服反扭矩，结构简单；比常规等直径共轴双旋翼具有明显的悬停效率优势；由于上下旋翼直径不同，桨叶更不容易相碰，安全性更高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种不等直径共轴双旋翼的轴视图；

图2为本发明实施例提供的采用等弦长矩形平面布局的桨叶示意图；

图3为本发明实施例提供的采用等弦长矩形平面布局的桨叶的线性扭转分布图；

图4为本发明实施例提供的一种不等直径共轴双旋翼的侧视图；

图5为本发明实施例提供的一种不等直径共轴双旋翼的俯视图；

图6为本发明实施例提供的一种不等直径共轴双旋翼的升力系数与悬停效率示意图；

图7为本发明实施例提供的一种不等直径共轴双旋翼的和升力系数与升阻比示意图。

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。

本发明实施例提供一种不等直径共轴双旋翼，如图1所示，所述双旋翼包括：上旋翼和下旋翼，所述上旋翼和下旋翼共轴，且所述上旋翼的直径大于所述下旋翼的直径。

进一步的：

(1)所述上旋翼的旋转方向与所述下旋翼的旋转方向相反。采用共轴反转双旋翼布局，无需尾桨克服反扭矩，结构简单；比常规等直径共轴双旋翼具有明显的悬停效率优势；由于上下旋翼直径不同，桨叶更不容易相碰，安全性更高。

(2)所述上旋翼的桨叶片数和所述下旋翼的桨叶片数至少为两片，且所述下旋翼的桨叶片数小于或者等于所述上旋翼的桨叶片数。

(3)所述上旋翼的桨叶和所述下旋翼的桨叶采用不同的气动外形。

(4)所述上旋翼和所述下旋翼间距与上旋翼的直径的比值大于或者等于0.05。

(5)所述上旋翼包含N

当所述上旋翼包含4片桨叶，正常情况下，桨叶之间的夹角为90°，旋转连接在一起的两片桨叶，使得连接在一起的两片桨叶与另外连接在一起的两片桨叶的夹角大于0°小于90°，都能够满足本发明设计的一种不等直径共轴双旋翼的性能。

(6)所述下旋翼的直径与所述上旋翼的直径的比值为a，0.25≤a＜1。

(7)所述上旋翼与所述下旋翼的安装错位角为0°到360°/N

现以一种具体案例进行详细说明，桨叶采用等弦长矩形平面布局(如图2所示)和线性扭转分布(如图3所示)，旋翼其他具体参数如表1所示。

表1

图4、图5分别为旋翼侧视图和俯视图。图6和图7分别为升力系数与悬停效率图和升力系数和升阻比图，图中R1表示下旋翼半径，R2表示上旋翼半径，图6为悬停状态，转速716rpm下的数据图,图7为前飞状态，转速716rpm、风速70m/s下的数据图。

本发明技术方案提供的一种不等直径共轴双旋翼，采用共轴反转双旋翼布局，无需尾桨克服反扭矩，结构简单；比常规等直径共轴双旋翼具有明显的悬停效率优势；由于上下旋翼直径不同，桨叶更不容易相碰，安全性更高。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。