一种螺旋桨桨距角调节装置及调节方法与流程

本发明属于螺旋桨试验设备领域，尤其涉及一种螺旋桨桨距角调节装置及调节方法。

背景技术：

通用航空是指民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括：从事工业、农业、林业、渔业、建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、科学实验、海洋监测、文化教育等方面的飞行活动。通用飞机通常采用螺旋桨作为拉力(推力)的产生装置，在通用飞机的设计阶段，准确测量出螺旋桨的各项性能参数是十分必要的。

桨距角一般定义：为螺旋桨距桨盘中心70％或75％展向位置的翼剖面的弦线和桨盘旋转平面的夹角。在实验过程中，为了获得更加全面的数据，通常要多次调整螺旋桨的桨距角。现有的调节桨距角的实验方法主要为利用高度差计算(下称高度差法)和用角度块调节(下称角度块法)两种方法。

高度差法是当实验用桨叶固定好后，利用高度尺测量桨叶前缘和后缘的高度差，然后根据三角函数计算螺旋桨的桨距角。角度块法是加工不同桨距角下，局部桨叶的外形变化模块，通过不同的模块吻合桨叶面，达到桨距条件的目的。

上述两种方法都有各自的缺陷：

高度差法：在小桨距角条件下，桨叶的前后缘高度差其实很小，用高度尺测量并计算得到的结果并不准确；而在大桨距角条件下，用高度尺难以找到局部剖面的前缘点，同样造成测量不准确；在调节过程中，需要将桨距角调节到特定角度后，测量前后缘高度差，如果不够，重复上述步骤，过程繁琐低效。

角度块：没有办法连续变换角度，只能制作一系列角度的角度块，增加了实验的成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种螺旋桨桨距角调节装置及调节方法，能快速而准确的调整好所需要的桨距角参数。

本发明采用以下技术方案：一种螺旋桨桨距角调节装置，包括：

外圆环，竖向设置，沿其外沿一周设置有角度标记，

内圆环，与外圆环同轴设置，且位于外圆环内腔，可以其圆心在外圆环内转动，

两个固定管，对称设置，分别固定在内圆环的两侧边沿上，两个管体轴线的连线过内圆环的圆心，

两个y形件，位于内圆环内腔，其聚合端上套设有弹簧，使得聚合端可伸入对应的固定管内、且可顺着固定管移动，弹簧与对应的固定管的内端固定连接，两个y形件分叉端的开口面向内圆环内腔，两个y形件的开口用于相互配合对螺旋桨旋转桨叶的前缘和后缘分别进行夹持，两个y形件的中线与两个固定管中线相互重合，两个y形件的中线也即为桨叶弦线，

其中，内圆环用于夹持住桨叶后带动桨叶转动预定角度，进而调整桨叶弦线与桨盘旋转平面的夹角。

进一步地，还包括通过支架固定、且竖向设置的固定圆环，固定圆环位于内圆环和外圆环的后侧、且与内圆环和外圆环同轴设置，固定圆环用于固定内圆环和外圆环。

进一步地，固定圆环的上侧和下侧均固定连接有u形支撑槽，两个支撑槽自后向前伸入内圆环的内腔设置，两个支撑槽的凹槽用于内圆环的内侧边沿伸入，使得两个支撑槽将内圆环卡住。

进一步地，外圆环上开设有固定孔，固定孔用于螺栓伸入将外圆环固定在固定圆环上。

进一步地，固定孔为弧状，弧状的固定孔的弧心与外圆环和内圆环的圆心重合，弧状的固定孔用于调整外圆环的水平状态。

进一步地，内圆环的外侧边沿和外圆环的内侧边沿相贴合。

进一步地，任一固定管的外端还固定连接有指针，指针中心线过内圆环的圆心，指针的一端与固定管的外端固定连接，另一端靠近外圆环的角度标记，指针用于标识内圆环相对外圆环的转动角度。

进一步地，支架由两个立杆、平板和多个调节螺栓组成，两个立杆竖向设置、且相互对称，两个立杆的下端均固定连接在平板上，平板的四周通过调节螺栓对其进行支撑，多个调节螺栓用于调节平板使其处于水平状态。

进一步地，平板上、外圆环上均安装有水准仪。

一种螺旋桨桨距角调节方法，由以下步骤组成：

将平板和外圆环均调整在水平状态；

将螺旋桨桨盘连同桨叶均水平放置在操作平台上，并调整操作平台的高度，使得桨盘旋转平面水平设置、且内圆环的圆心在桨盘旋转平面上；

将螺旋桨旋转桨叶的75％剖面处的前缘和后缘被两个y形件夹持，使得夹持住桨叶后两个y形件的中线为桨叶弦线；

通过指针标识，转动内圆环至预定的角度；

紧固桨毂处螺栓，完成该桨叶桨距角的调节，依次类推，直至所有桨叶的桨距角得到同样角度的调节。

本发明的有益效果是：本发明提高了实验的效率并且降低成本，能准确找到75％展向剖面处前、后缘的位置，并通过桨叶弦线和桨盘旋转平面的夹角，实现桨距角的调节；可以快速、直接、准确的找到桨距角的角度，并快速调节；本装置可以对任意螺旋桨的角度调节，降低了加工成本；本发明的内圆环可以根据需要随意多次连续变换角度，既提高了实验效率也拓宽了角度的选择面；本发明适用于任意外形螺旋桨、任意剖面上的角度调节，降低实验成本；调节更加精确而且耐用，提高了模型安装精度。

附图说明

图1为本发明的轴视图；

图2为本发明y形件的结构示意图；

图3为本发明的后视图。

其中：1.内圆环；2.固定管；3.弹簧；4.y形件；5.外圆环；6.聚合端；7.分叉端；8.角度标记；9.固定圆环；10.支撑槽；11.固定孔；12.指针；13.立杆；14.平板；15.调节螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开了一种螺旋桨桨距角调节装置，如图1-3所示，包括：内圆环1、两个固定管2、两个弹簧3、两个y形件4、外圆环5，外圆环5和内圆环1均竖向设置，外圆环5与内圆环1同轴设置，外圆环5且位于内圆环1外侧，沿外圆环5外沿一周设置有角度标记8，内圆环1可以其圆心在外圆环5内转动，内圆环1用于夹持住桨叶后带动桨叶转动预定角度，进而调整桨叶弦线与桨盘旋转平面的夹角，这样可以使得内圆环1的两个y形件4夹持住桨叶的前缘和后缘后，转动内圆环1以此来调整桨叶弦线与桨盘旋转平面的夹角。

两个固定管2分别固定在内圆环1的两侧边沿上，两个固定管2对称设置，两个固定管2的轴线的连线过内圆环1的圆心，以此来保证两个固定管2中心线相互重合，并且保证两个固定管2中心线为桨叶弦线。

两个y形件4位于内圆环1内腔，两个y形件4的聚合端6上套设有弹簧3，使得聚合端6可伸入对应的固定管2内、且可顺着固定管2移动，弹簧3与对应的固定管2的内端固定连接，两个y形件4的两个分叉端7的开口面向内圆环1内腔，两个y形件4的开口用于相互配合对螺旋桨旋转桨叶的前缘和后缘分别进行夹持，两个y形件4的中线与两个固定管2中线相互重合，两个y形件4的中线也即为桨叶弦线。

对于两个y形件4的开口角度可以根据桨叶的前缘和后缘的角度分别进行设定，只要能保证两个y形件4的中线为桨叶弦线即可，因为两个y形件4的目的就是为了保证桨叶被充分的夹持，并且使得桨叶弦线与两个y形件4的中线重合即可。

两个y形件4的聚合端6上套设有弹簧3，由于需要对桨叶充分的夹持，所以就需要弹簧3来回压缩以满足夹持的要求，因此，将两个y形件4的聚合端6的自由端与固定管2设置的越近越容易控制y形件4的移动，不然的话聚合端6离固定管2太远，容易使得弹簧3受压缩力后发生扭曲，导致聚合端6无法进入固定管2内腔，使得桨叶弦线与两个y形件4的中线无法重合，影响调节效果。

桨叶的两端分别为前缘和后缘，前缘由于是钝头形，y形件4和前缘接触时，类似于在y形件4的开口处做内切圆，因此y形件4的顶点和翼型的前缘在同一弦线方向上，实现了对前缘点的捕捉。后缘因为是尖后缘，因此使用y形件4很容易找到后缘点。

本发明还包括通过支架固定、且竖向设置的固定圆环9，固定圆环9位于内圆环1和外圆环5的后侧、且与内圆环1同轴设置，固定圆环9用于固定内圆环1和外圆环5。为了方便对内圆环1和外圆环5进行固定，通过设置固定圆环9以此来对内圆环1和外圆环5进行固定，使得内圆环1可以进行转动，而外圆环5不转动，进而测量内圆环1带动桨叶转动的角度，保证调整的准确度。

固定圆环9的上侧和下侧均固定连接有u形支撑槽10，两个支撑槽10自后向前伸入内圆环1的内腔设置，两个支撑槽10的凹槽用于内圆环1的内侧边沿伸入，使得两个支撑槽10将内圆环1卡住。因为内圆环1是需要转动的，因此最佳的固定方式就是通过支撑槽10将内圆环1固定在固定圆环9上，既能保证内圆环1的转动不受影响，又能保证内圆环1在转动的过程中圆心不发生变化，避免影响测量的准确度，通过设置两个支撑槽10后，内圆环1的内侧边沿伸入到支撑槽10内，使得内圆环1更加的稳定，操作方便。

外圆环5上开设有固定孔11，固定孔11用于螺栓伸入将外圆环5固定在固定圆环9上。在对内圆环1进行了固定之后，就需要对外圆环5也进行固定，而外圆环5在调整过程中是不需要转动的，因此直接通过螺栓将外圆环5固定在固定圆环9上即可。

固定孔11为弧状，弧状的固定孔11的弧心与外圆环5和内圆环1的圆心重合，弧状的固定孔11用于调整外圆环5的水平状态。虽然外圆环5在调整桨叶桨距角的过程中是不需要转动的，但是在调整外圆环5的水平状态时，需要对外圆环5进行微调，使得外圆环5处于水平状态，即外圆环5的0度标识和180度标识的连线与水平面平行，这样才能保证后续调整桨叶桨距角的准确性。通过将固定孔11设置成弧状，可以通过微调螺栓的固定位置来调整外圆环5的水平状态。

内圆环1的外侧边沿和外圆环5的内侧边沿相贴合，为了本装置的小巧以及使用的方便，将内圆环1的外侧边沿和外圆环5的内侧边沿相互贴合，可以使得外圆环5的刻度标识离内圆环1最近，这样可以很好的观察出内圆环1的旋转角度，进而准确的旋转内圆环1，准确的调整桨距角。

任一固定管2的外侧还固定连接有指针12，指针12中心线过内圆环1的圆心，指针12的一端与固定管2的外端固定连接，另一端靠近外圆环5的角度标记8，指针12用于标识内圆环1相对外圆环5的转动角度。通过设置指针12，利用指针12自由端的细长的特征，准确的旋转出所需的桨距角，如果不设置的话通过固定管2的延长线来判断，误差会更大，通过指针12，就更加的准确，误差也较小。

支架由两个立杆13、平板14和多个调节螺栓15组成，两个立杆13竖向设置、且相互对称，两个立杆13的下端均固定连接在平板14上，平板14的四周通过调节螺栓15对其进行支撑，多个调节螺栓15用于调节平板14使其处于水平状态。

本发明的内圆环1和外圆环5在使用过程中都需要在水平状态下，而内圆环1和外圆环5均为圆形，无法准确的放置，因此通过平板14、立杆13和调节螺栓15，可以很好的将内圆环1和外圆环5固定在立杆13上，并且通过调节螺栓15找到水平的状态，方便、快捷。

平板14上、外圆环5上均安装有水准仪，为了保证整个装置的水平状态，在平板14和外圆环5上均设置水准仪，可以保证平板14和外圆环5的找准工作快速进行，进而提高调整桨距角的速度。

本发明调整桨距角的使用方法如下：

将本发明放置在平台上，并调整至水平状态，使得平板14、外圆环5处于水平状态，即过内圆环1和外圆环5圆心的水平方向为0°和180°，将螺旋桨桨盘连同桨叶均水平放置在操作平台上，并调整操作平台的高度，使得桨盘旋转平面水平设置、且内圆环1的圆心在桨盘旋转平面上。

将任一桨叶水平伸入内圆环1内，75％展向剖面被两个y形件4进行夹持，此时，两个y形件4的连线方向即为桨叶弦线；转动内圆环1预定的角度，此时内圆环1带动y形件4和桨叶一起旋转，调节至需要的角度；上紧桨毂处螺丝，即完成一个桨叶的角度调节；依次类推，直至所有桨叶的桨距角得到同样角度的调节。

本发明还公开了一种螺旋桨桨距角调节方法，由以下步骤组成：

步骤1：将平板14和外圆环5均调整在水平状态。

步骤2：将螺旋桨桨盘连同桨叶均水平放置在操作平台上，并调整操作平台的高度，使得桨盘旋转平面水平设置、且内圆环1的圆心在桨盘旋转平面上。

步骤3：将螺旋桨旋转桨叶的75％剖面处前缘和后缘被两个y形件4夹持，使得夹持住桨叶后两个y形件4的中线为桨叶弦线。

步骤4：通过指针12标识，转动内圆环1预定的角度。

步骤5：紧固桨毂处螺栓，完成该桨叶桨距角的调节，依次类推，直至所有桨叶的桨距角得到同样角度的调节。

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