一种桨叶、螺旋桨及飞行器的制作方法

[0001]
本发明涉及飞行器领域，特别涉及一种桨叶、螺旋桨以及飞行器。


背景技术：

[0002]
在目前的飞行装置当中，螺旋桨是为飞机提供推力的重要部件，其用于将飞行器的动力装置的扭矩转化为飞机的推力，用于带动飞机前进。
[0003]
现有的螺旋桨当中，其外形轮廓和结构较为简单，在飞行器运行过程当中，螺旋桨的阻力较大，效率低，飞行器的续航时间较短，在工作时无法满足预期推力需求。


技术实现要素：

[0004]
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种桨叶，能够提高飞行效率，增加飞行器的续航时间。
[0005]
本发明的桨叶，与固定座连接，桨叶的半径为l，在距离固定座的固定中心的30％l
±
3mm处，桨叶的迎角为20.4
°±
1
°
，桨叶的弦长为106.5mm
±
3mm；在距离固定中心的50％l
±
3mm处，桨叶的迎角为14.98
°±
1
°
，桨叶的弦长为91.5mm
±
3mm；在距离固定中心的70％l
±
3mm处，桨叶的迎角为10.85
°±
1
°
，桨叶的弦长为75mm
±
3mm；在距离固定中心的95％l
±
3mm处，桨叶的迎角为7.87
°±
1
°
，桨叶的弦长为50.9mm
±
3mm。
[0006]
根据本发明的一些实施例，桨叶的直径为1193.8mm
±
50mm。
[0007]
根据本发明的一些实施例，在距离固定座的固定中心179mm处,桨叶的迎角为20.4
°
，桨叶的弦长为106.5mm。
[0008]
根据本发明的一些实施例，在距离固定座的固定中心298.4mm处,桨叶的迎角为14.98
°
，桨叶的弦长为91.5mm。
[0009]
根据本发明的一些实施例，在距离固定座的固定中心417.8mm处，桨叶的迎角为10.85
°
，桨叶的弦长为75mm。
[0010]
根据本发明的一些实施例，在距离固定座的固定中心567mm处，桨叶的迎角为7.87
°
，桨叶的弦长为50.9mm。
[0011]
根据本发明的一些实施例，桨叶的表面包括上叶面和下叶面，上叶面和下叶面的交界处具有前缘和后缘，上叶面的横截面和下叶面的横截面均为曲面。
[0012]
根据本发明的一些实施例，桨叶在上叶面、前缘和后缘处均向外凸起。
[0013]
本发明第二方面的螺旋桨，包括固定座和至少两个上述桨叶，桨叶与固定座连接并沿固定座的周向分布。
[0014]
本发明第三方面的飞行器，包括动力装置和上述螺旋桨，螺旋桨能够在动力装置的驱动下转动。
[0015]
根据实验的结果，应用本发明的桨叶，相对于现有技术当中的螺旋桨而言，在相同的测试环境和推力下，驱动电机的电流输入明显降低，功耗减小；而在采用相同电机的情况下，螺旋桨的最大推力显著增加，有效提高了飞行器的机动性能。
[0016]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0017]
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]
图1至图3为本发明实施例中桨叶在不同角度的示意图；
[0019]
图4为本发明实施例中桨叶的主视图；
[0020]
图5至图8依次为图4中a-a、b-b、c-c以及d-d四个方向的剖视图；
[0021]
上述附图包含以下附图标记。
[0022][0023]
具体实施方式
[0024]
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0025]
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0026]
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0027]
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
[0028]
参照图4至图8，本实施例的桨叶，与固定座连接，其形状符合以下条件:
[0029]
1、在距离固定座的固定中心110的30％l
±
3mm处，桨叶的迎角为20.4
°±
1
°
，桨叶的弦长为106.5mm
±
3mm；
[0030]
2、在距离固定中心110的50％l
±
3mm处，桨叶的迎角为14.98
°±
1
°
，桨叶的弦长为91.5mm
±
3mm；
[0031]
3、在距离固定中心110的70％l
±
3mm处，桨叶的迎角为10.85
°±
1
°
，桨叶的弦长为75mm
±
3mm；
[0032]
4、在距离固定中心110的95％l
±
3mm处，桨叶的迎角为7.87
°±
1
°
，桨叶的弦长为50.9mm
±
3mm；其中桨叶的半径为l。
[0033]
根据实验的结果，应用实施例的桨叶，相对于现有技术当中的螺旋桨而言，在相同的测试环境和推力下，驱动电机的电流输入明显降低，功耗减小；而在采用相同电机的情况下，螺旋桨的最大推力显著增加，有效提高了飞行器的机动性能。
[0034]
在本实施例当中，迎角又称为攻角，是指机翼的前进方向(相当于气流的方向)和翼弦的夹角，其含义与本领域的通用含义相同；而弦长的含义也与本领域通用的含义相同指的是前后缘230的距离。
[0035]
指的注意的是，在本实施例中，诸如7.87
°±
1
°
以及95％l
±
3mm等表述，均指的是一个区间而非单指两个端点，例如桨叶的迎角为7.87
°±
1
°
指的是桨叶的迎角为6.87
°
至8.87
°
之间的任意一个角度值，其余表述类似。
[0036]
需要注意的是，在本实施例当中，当整个螺旋桨工作时，桨叶围绕固定座的中心旋转，形成圆形的桨盘，此时桨盘的直径和半径即为桨叶的直径2l和半径l。
[0037]
在本实施例当中，桨叶的直径2l为1193.8mm
±
50mm。
[0038]
在桨叶的直径固定为1193.8mm
±
50mm时，30％l即为179mm；在此处桨叶的迎角为20.4
°
，桨叶的弦长为106.5mm；也即，桨叶的直径范围为1143.8mm到1243.8mm。
[0039]
相应的，50％l即为298.4mm，在此处桨叶的迎角为14.98
°
，桨叶的弦长91.5mm。
[0040]
同样地，70％l即为417.8mm，桨叶的迎角为10.85
°±
1
°
，桨叶的弦长为75mm
±
3mm。
[0041]
进一步地，95％l即为567mm，在距离固定座的固定中心110567mm处,桨叶的迎角为7.87
°
，桨叶的弦长为50.9mm。
[0042]
如图1至图3所示，桨叶表面包括上叶面250和下叶面260，上叶面250和下叶面260的交界处具有前缘220和后缘230，上叶面250的横截面和下叶面260的横截面均为曲面。
[0043]
具体地，桨叶在上叶面250、前缘220和后缘230处均向外凸起；这些凸起部分能够减少叶尖240部分形成的涡流并降低叶尖240部分的涡流强度，从而减少桨叶受到的空气阻力；在此，“外”指的是从桨叶本体指向桨叶周围的外部空间的方向。
[0044]
有关于桨叶的其他具体结构，可以参考cn108945396a当中公开的螺旋桨以及桨叶的相关结构。
[0045]
本实施例第二方面，提供一种螺旋桨，包括固定座和至少两个上述桨叶，至少两个桨叶连接在固定座上并沿固定座周向分布。
[0046]
其中，桨叶可以固定设置在固定座上，也可以在固定座上设置转动机构，并将桨叶设置在转动机构上，便于在飞行过程当中调整桨距；当然也可以采用可折叠桨叶安装在固定坐上。
[0047]
如图1、图4所示，当桨叶固定在固定座上时，桨叶的叶柄210的中心到固定座的固定中心110的距离优选为50mm。
[0048]
另外，还可以将两片桨叶沿桨盘中心对称，设置为一体式直桨。
[0049]
本实施例还提供了一种飞行器，包括动力装置和上述螺旋桨，动力装置能够驱动螺旋桨转动；其中，动力装置可以通过多种方式驱动螺旋桨转动，例如通过电机带动螺旋桨转动；或者通过活塞发动机或者涡轮轴发动机带动螺旋桨转动等。
[0050]
表1为本实施例当中桨叶的优选参数。
[0051]
【表1】
[0052][0053]
本实施例的最后，为了充分说明采用本实施例的桨叶带来的有益效果，本实施例采用实验的方法对本实施例的螺旋桨和传统的螺旋桨进行测试，分别将本实施例的螺旋桨和传统的螺旋桨装在电机上，测试其拉力和电机功率，测试结果如表2。
[0054]
【表2】
[0055][0056]
从表2可以看出，采用本实施例的螺旋桨，在推力相同的情况下，电机功耗大大降低，不但有效减少了能耗，增加了续航时间，还减少了电机运转产生的噪音；同时，螺旋桨的最大拉力大大增加，有效提高了飞行器的机动性能。
[0057]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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