[实用新型]一种适用于倾转旋翼飞行器的两叶螺旋桨

说明书

本实用新型公开了一种适用于倾转旋翼飞行器的两叶螺旋桨，该螺旋桨不同于常规螺旋桨，其主要具有两大特点：可以当做直升机旋翼使飞行器实现垂直起降功能；还可以当做推进螺旋桨使飞行器高速前飞。螺旋桨包括桨叶和桨毂；其特征是：两片桨叶通过桨毂连接，形成整体结构；桨叶翼型的基本翼型为层流翼型，在桨叶0.2R处，翼型相对厚度为20％～25％，翼型弦长为280～310mm，翼型扭角为10～12°；在桨叶0.6R处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型弦长为190～230mm，翼型扭角为‑2～1°；在桨叶1.0R处，翼型相对厚度为8％～10％，翼型弦长为120～160mm，翼型扭角为‑10～‑6°；所述的R为桨叶半径。

技术领域

本实用新型涉及一种空气螺旋桨，可作为倾转旋翼飞行器的飞行动力，所采用的技术涉及旋翼空气动力学、实验空气动力学等领域。

背景技术

倾转旋翼飞行器通过转换旋翼功能实现高速飞行，即利用倾转机构实现其主要的气动部件在旋翼与螺旋桨之间转换，实现垂直飞行时以直升机模式飞行、高速时以固定翼螺旋桨飞机模式前飞，从而兼顾低速与高速飞行性能。倾转旋翼飞行器兼顾了直升机与固定翼螺旋桨飞机的特点，具有振动小、噪声低、经济性好的优点。

倾转旋翼机的概念早在上个世纪40年代初由贝尔公司提出，自上个世纪五十年代开始，美国先后研制了XV-3、XV-15等技术验证性质的倾转旋翼机。XV-15的飞行试验取得了较好的效果，引起了美国军方的关注。贝尔公司在XV-15的基础上，联合波音公司成功研制了V-22倾转旋翼机。V-22被美国军方大量采购，并投入实战，实现了倾转旋翼飞行器的实际应用。

上世纪80年代末，美国开始了无人倾转旋翼机的研制，Bell公司在1988 年研制了“瞄准手”无人倾转旋翼机并进行了首飞，之后在其基础上研制了“鹰眼”无人倾转旋翼机。“鹰眼”在1998年3月正式试飞，并于2003年被美国海岸警卫队选用。

国内，南京航空航天大学等单位对倾转旋翼机涉及的气动、飞控、飞行力学、结构动力学以及旋翼设计等关键技术进行了研究，研制了一些小型试验样件进行了原理性试验，并完成了航模级别的演示验证飞行。但所做的研究工作大多还是理论研究，缺乏系统级别的试验验证，距离工程实际应用还有较大差距，与国外先进水平的差距较大。旋翼作为倾转旋翼飞行器的主要气动部件，其气动性能的优劣对倾转旋翼飞行器起着关键性的作用。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，设计了一种既能用于垂直起降，又能高速巡航前飞的倾转旋翼飞行器两叶螺旋桨。

本实用新型的技术方案是：一种适用于倾转旋翼飞行器的两叶螺旋桨，包括桨叶和桨毂；两片桨叶通过桨毂连接，形成整体结构；桨叶翼型的基本翼型为层流翼型，在桨叶0.2R处，翼型相对厚度为20％～25％，翼型弦长为 280～310mm，翼型扭角为10～12°；在桨叶0.6R处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型弦长为190～230mm，翼型扭角为-2～1°；在桨叶1.0R处，翼型相对厚度为 8％～10％，翼型弦长为120～160mm，翼型扭角为-10～-6°；所述的R为桨叶半径。

进一步的，在桨叶0.4R处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型弦长为 240～270mm，翼型扭角为3～5°；在桨叶0.8R处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型弦长为150～190mm，翼型扭角为-6～-4°。

进一步的，桨叶采用碳纤维材料。

进一步的，还包括连接在桨毂上的变距机构，用于调节桨叶桨距角。

进一步的，所述的基本翼型在层流翼型基础上进一步满足马赫数Ma在 0.4～0.5、雷诺数Re在180～200万、攻角在2～3°的条件下，升力系数C_L为0.9～1.0，升阻比K≥130。

进一步的，螺旋桨既可作为直升机旋翼也可作为固定翼飞机的推进螺旋桨。