一种用于倾转旋翼飞机的螺旋桨的制作方法

[0001]
本公开涉及倾转旋翼飞机技术领域，尤其涉及一种用于倾转旋翼飞机的螺旋桨。


背景技术：

[0002]
倾转旋翼飞机既具有常规直升机不具备的高速巡航能力，又具有固定翼飞机不具备的垂直起降和悬停能力，这些独特的性能都得益于其特有的倾转旋翼/螺旋桨构型。具体的倾转旋翼飞行器的工作状态可以描述为：倾转旋翼飞机在悬停状态时，倾转旋翼/螺旋桨轴线垂直于机身，螺旋桨作用相当于普通直升机的旋翼，悬停状态的螺旋桨提供升力以克服飞行器的重力，从而使飞行器能够在空中悬停，亦或是在垂直方向上运动；倾转旋翼飞行器在巡航状态时，螺旋桨向前倾转，起到固定翼飞机螺旋桨的作用。此时，螺旋桨仅提供克服飞行器高速前飞所受到的阻力，升力主要由固定翼的机翼提供。
[0003]
由于悬停状态下气流流入螺旋桨盘面的速度远小于高速巡航状态下流入螺旋桨盘面的速度。通过分析可以知道，适用于飞行器悬停工况的螺旋桨桨叶的扭转角较小如图1所示，而适用于高速巡航工况的螺旋桨桨叶的扭转角较大如图2所示。因此，固定状态的螺旋桨桨叶无法保证倾转旋翼飞机在两个工况下都达到良好的气动效率。以巡航工况下的流动状态设计好的螺旋桨，在巡航工况下状态良好，推进效率很高，但在悬停工况时，由于桨叶扭转较大，导致根部气流攻角过大，会在根部桨叶的吸力面产生严重的分离流动，形成气流分离区，如图3所示。
[0004]
因此，为了使倾转旋翼飞机具备良好的综合气动性能，保证倾斜旋翼/螺旋桨在悬停和巡航两个状态下都能够达到良好的气动效率，两种状态都合理高效地工作，本申请提供一种用于倾转旋翼飞机的螺旋桨。


技术实现要素：

[0005]
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种用于倾转旋翼飞机的螺旋桨。
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本实用新型采用的技术方案是这样的：
[0007]
一种用于倾转旋翼飞机的螺旋桨，包括桨叶、桨毂，所述桨叶通过转轴与所述桨毂固定连接，所述转轴可相对于所述桨毂转动，所述桨毂内设置有扭转调节机构，所述扭转调节机构可调节控制所述转轴转动，进而带动所述桨叶转动。
[0008]
进一步地，所述扭转调节机构包括摇臂、保持架、驱动机构，所述摇臂一端与所述转轴固定连接，所述摇臂另端具有随动柱，所述保持架具有卡槽，所述随动柱位于所述卡槽内，所述保持架与所述驱动机构固定连接，所述驱动机构的伸缩运动可带动所述保持架做伸缩运动，所述保持架的伸缩运动可通过所述卡槽和所述随动柱带动所述摇臂做摆动运动，进而调节控制所述桨叶转动。
[0009]
进一步地，所述驱动机构为作动器。
[0010]
进一步地，所述随动柱上套装有铜滑套，所述铜滑套与所述随动柱之间可相对转
动，所述铜滑套位于所述卡槽内且相适配，所述铜滑套可在所述卡槽长度范围内滑动。
[0011]
进一步地，所述桨叶的上表面根部开设有吹气孔，还包括吹气装置，所述吹气装置连接有吹气管，所述吹气管对准所述吹气孔，所述吹气装置吹出的气流通过所述吹气管从所述吹气孔吹出。
[0012]
进一步地，所述吹气孔在所述桨叶上表面根部位置均匀分布。
[0013]
进一步地，所述桨叶内设置有挡板，所述挡板与自动控制机构连接，所述自动控制机构可控制所述挡板动作，进而实现所述挡板对所述吹气孔的开启或关闭。
[0014]
综上所述，本实用新型方案使得倾转旋翼飞机具备良好的综合气动性能，保证倾斜旋翼/螺旋桨在悬停和巡航两个状态下都能够达到良好的气动效率，两种状态都合理高效地工作；当倾转旋翼飞机在高速巡航状态下时，无需调整桨叶扭转角度，也不需要在桨叶吹气孔处吹气作业，螺旋桨能够比较理想的工作，推进效率很高；当飞机在悬停状态下时，通过扭转调节机构调节控制桨叶的扭转角，同时，可启动吹气装置，从吹气孔吹出的气流将桨叶根部吸力面的分离区吹除，改善螺旋桨根部的流动状态，提高螺旋桨的悬停效率，增大螺旋桨的升力载荷能力，提高倾转旋翼飞机的飞行品质。
附图说明
[0015]
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0016]
图1是螺旋桨悬停状态下桨叶小扭转角示意图；
[0017]
图2是螺旋桨巡航状态下桨叶大扭转角示意图；
[0018]
图3是桨叶根部气流严重分离示意图；
[0019]
图4是桨叶根部气流分离改善示意图；
[0020]
图5是本申请中扭转调节机构与桨叶配合示意图；
[0021]
图6是本申请中桨叶、桨毂、转轴、扭转调节机构、吹气孔配合示意图。
[0022]
图中标记：1为桨叶，2为桨毂，3为转轴，4为摇臂，5为保持架，6为驱动机构，7为随动柱，8为卡槽，9为铜滑套，10为吹气孔，11为气流分离区，12为扭转调节机构。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
[0024]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
[0025]
实施例1
[0026]
如图1至3、5、6所示，一种用于倾转旋翼飞机的螺旋桨，包括桨叶1、桨毂2，所述桨叶1通过转轴3与所述桨毂2固定连接，所述转轴3可相对于所述桨毂2转动，所述桨毂2内设置有扭转调节机构12，所述扭转调节机构12可调节控制所述转轴3转动，进而带动所述桨叶1转动；进一步地，所述扭转调节机构12包括摇臂4、保持架5、驱动机构6，所述驱动机构6具
体为作动器，所述摇臂4一端与所述转轴3固定连接，所述摇臂4另端具有随动柱7，所述保持架5具有卡槽8，所述随动柱7位于所述卡槽8内，所述保持架5与所述驱动机构6固定连接，所述驱动机构6的伸缩运动可带动所述保持架5做伸缩运动，所述保持架5的伸缩运动可通过所述卡槽8和所述随动柱7带动所述摇臂4做摆动运动，进而调节控制所述桨叶1转动；动作时，随动柱7沿卡槽8长度范围内运动，如图5所示，驱动机构6从图示位置向上运动时，带动保持架5向上运动，保持架5带动摇臂4逆时针摆动，此时随动柱7沿卡槽8向内运动，摇臂4通过转轴3带动桨叶1逆时针转动，以调节桨叶扭转角，此时，驱动机构6已运动到上部位置；当驱动机构6从前述上部位置向下返回运动时，带动保持架5向下运动，保持架5带动摇臂4顺时针摆动，此时随动柱7沿卡槽8向外运动，摇臂4带动桨叶1顺时针转动，以调节桨叶扭转角；当然，在具体设置扭转调节机构12对桨叶1的控制方式时，一个扭转调节机构12可对应调节一个桨叶1动作，或者，一个扭转调节机构12也可以调节两个相对设置的桨叶1，当控制两个相对桨叶1动作时，扭转调节机构12需具备两个相对设置的卡槽8，分别控制两相对桨叶1反向转动。
[0027]
进一步地，所述随动柱7上套装有铜滑套9，所述铜滑套9与所述随动柱7之间可相对转动，所述铜滑套9位于所述卡槽8内且相适配，所述铜滑套9可在所述卡槽8长度范围内滑动。
[0028]
在高速巡航状态时，桨叶1转速较低，螺旋桨桨叶1的扭转角较大如图2所示，从桨根到桨尖的气流流动比较理想，没有气流流动分离发生，推进效率很高；当转换为悬停状态时，桨叶1转速较高，此时若螺旋桨桨叶1的扭转角仍然较大，会导致根部气流攻角过大，会在桨叶1根部的吸力面产生严重的分离流动，形成气流分离区11，如图3所示，此时，可通过扭转调节机构12调节控制桨叶1的扭转角变小，减小桨叶1根部表面的气流分离区11，以适应飞机的大载荷拉力需求，如此调节，能够改善调节桨叶1表面的气流流动状态，提升螺旋桨工作效率，进而保证了倾转旋翼飞机具备良好的综合气动性能，使得倾斜旋翼/螺旋桨在悬停和巡航两个状态下都能够具备良好的气动效率，两种状态都合理高效地工作。
[0029]
实施例2
[0030]
如图1、4和6所示，在实施例1的基础上，所述桨叶1的上表面根部开设有吹气孔10，所述吹气孔10在所述桨叶1上表面根部位置均匀分布，吹气孔10的具体数量根据实际需要具体设置，还包括吹气装置(图中未示出)，所述吹气装置连接有吹气管(图中未示出)，所述吹气管对准所述吹气孔10，所述吹气装置吹出的气流通过所述吹气管从所述吹气孔10吹出；如图1所示，桨叶1的上表面根部即为上表面靠近桨毂2位置处，吹气装置设置在桨毂2外的机体上，吹气管穿过桨毂2内部空间以及转轴3，并延伸进桨叶1内，进而对准吹气孔10；需要说明的是，吹气装置为本领域的成熟常规技术结构，只要能输出一定压力的气源即可，因此此处未对吹气装置的具体结构进行赘述。
[0031]
进一步地，所述桨叶1内设置有挡板(图中未示出)，所述挡板与自动控制机构(图中未示出)连接，所述自动控制机构可控制所述挡板动作，进而实现所述挡板对所述吹气孔10的开启或关闭；自动控制机构可以是直线驱动的结构，也可以是旋转驱动的结构，即自动控制机构可带动挡板做直线运动或者转动运动，以实现控制挡板对吹气孔10的开启或者覆盖关闭，需要说明的是，能实现自动控制直线运动功能的直线驱动结构或能实现自动控制转动运动功能的旋转驱动结构均为本领域的成熟常规技术结构，因此此处未对自动控制机
构的具体结构进行赘述。
[0032]
尽管通过扭转调节机构12能够改善桨叶1在悬停状态下其表面的气流流动状态，但是悬停状态下适宜的桨叶1扭转角仍然小于基于巡航状态设计的桨叶1扭转角，桨叶1根部的气流攻角仍然无法满足悬停状态需求，桨叶1根部还会出现分离流动，因此，在通过扭转调节机构12调节桨叶1的扭转角变小之后，进一步启动吹气装置，使得桨叶1根部的吹气孔10吹出气流，进而将桨叶1根部的气流分离区11吹除，进一步减小桨叶1根部表面的气流流动分离，如图4所示，进一步改善了桨叶1根部表面的气流流动状态，提升螺旋桨工作效率，提高悬停状态时螺旋桨的气动效率。
[0033]
当需要从悬停状态切换到巡航状态时，关闭吹气装置，通过自动控制机构控制挡板动作，进而使挡板覆盖关闭吹气孔10，再通过扭转调节机构12将桨叶1的扭转角逐渐调大至适合巡航状态即可。
[0034]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
[0035]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0036]
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

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