[实用新型]直升机旋翼桨尖结构及旋翼

说明书

本实用新型提供了直升机旋翼桨尖结构及旋翼，属于航空技术领域，在旋翼桨的宽度方向，包括从下到上依次连接的前缘弧线段、后缘弧线段和后缘斜线段，所述前缘弧线段和后缘弧线段均为三维曲线，所述前缘弧线段和后缘弧线段均为凸圆角结构，在旋翼桨的厚度方向，包括上表面弧面和下表面弧面，所述上表面弧面和下表面弧面在厚度方向的投影线均为凹圆角结构。本实用新型可有效延缓气流分离的产生，减小旋翼桨尖部阻力、减小悬停及高速飞行时的恢复力矩、提升无人直升机悬停效率、减小无人直升机飞行油耗、减小旋翼整体振动和噪声水平。

技术领域

本实用新型属于航空技术领域，涉及无人直升机机领域，尤其涉及直升机旋翼桨尖结构及旋翼。

背景技术

随着无人机行业的快速发展，旋翼无人机的应用领域也越来越广泛，而旋翼无人机旋翼承担着旋翼无人机所需的升力和操纵力，是旋翼无人机最为重要的部件，其气动外形对旋翼无人机的气动性能和飞行动力学性能有很大的影响。旋翼无人机旋翼的桨尖相对气流速度高。以旋翼直径为3米的旋翼无人机为例：如果旋翼转速为每分钟1000转，那么旋翼的桨尖的线速度就达到157米/秒，因而旋翼气动外形对整架旋翼无人机的气动性能影响很大，并且同时影响旋翼的气动噪声和振动水平。

现有的旋翼无人机旋翼在延伸方向上的宽度相等，整体呈矩形设计，但是由于旋翼在工作过程中是以桨毂为中心成圆周旋转，故旋翼根部的线速度最小，接近于零，而旋翼尖部的线速度最大，导致了旋翼在延伸方向上所承受的升力分布不均匀，即根部升力最小而尖部升力最大，从而影响了旋翼的结构安全，且影响使用效率，增加油耗。

旋翼桨尖形状对旋翼性能有着重大的影响，桨尖区域是一个非常敏感的区域，它既是桨叶的高动压区，又是桨尖涡的形成和逸出之处，桨尖形状小的改变就能导致桨尖涡的涡强和轨迹有大的变化，从而影响旋翼的流场、气动载荷和噪声，尤其针对多发动机、大功率的直升机，旋翼桨的摆动惯量特别大，因此旋翼桨尖的结构至关重要，目前旋翼桨尖的结构已经逐渐成熟，在现有技术的基础做进一步的改进和突破更是难上加难。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是在于提供直升机旋翼桨尖结构及旋翼，可有效延缓气流分离的产生，减小旋翼桨尖部阻力、减小悬停及高速飞行时的恢复力矩、提升无人直升机悬停效率、减小无人直升机飞行油耗、减小旋翼整体振动和噪声水平。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：直升机旋翼桨尖结构及旋翼，在旋翼桨的宽度方向，包括从下到上依次连接的前缘弧线段、后缘弧线段和后缘斜线段，所述前缘弧线段和后缘弧线段均为三维曲线，所述前缘弧线段和后缘弧线段均为凸圆角结构；

在旋翼桨的厚度方向，包括上表面弧面和下表面弧面，所述上表面弧面和下表面弧面在厚度方向的投影线均为凹圆角结构。

进一步的，竖直向上为+Z方向，向下为-Z方向，所述凸圆角结构为圆心点相对于圆弧更靠近-Z方向，所述凹圆角结构为圆心点相对于圆弧更靠近+Z方向。

进一步的，所述前缘弧线段和后缘弧线段在旋翼桨宽度方向的投影均为抛物线，所述前缘弧线段与旋翼桨本体的连接点为坐标原点，旋翼桨本体前缘向外方向为X轴方向，垂直于X轴，自坐标原点指向旋翼桨本体后缘方向为Y轴。

进一步的，所述前缘弧线段的抛物线几何方程为：y＝a₁X²+b₁X+c₁，其中：0.001≦a₁≦0.01，-10≦b₁≦0，1≦c₁≦800,单位为mm。

进一步的，所述前缘弧线段的抛物线几何方程为：y＝0.002X²-0.8X+80，单位为mm。