[发明专利]一种适用于中小型无人倾转旋翼飞行器的旋翼气动外形

说明书

本发明涉及一种适用于中小型无人倾转旋翼飞行器的旋翼气动外形，其特征在于，包括：三片桨叶，各所述桨叶均包含从桨根至桨尖分布的第一基础翼型A、第二基础翼型A、第一基础翼型B和第二基础翼型B。本发明能够保证满足该倾转旋翼设计需求的倾转旋翼机在悬停和巡航两种工况中都能表现出较优的气动性能。

技术领域

本发明涉及旋翼空气动力学和计算流体力学领域，特别是涉及一种适用于中小型无人倾转旋翼飞行器的旋翼气动外形。

背景技术

倾转旋翼机的概念最早由美国贝尔公司提出，通过近50年的技术探索，先后经历了XV-3、XV-15等试验机型的技术验证后，于上世纪90年代成功研制出实用型倾转旋翼机“V-22鱼鹰”，目前服役于美军。而其升级改进机型“V-280勇士”也正处于试飞阶段。倾转旋翼机的出现为美军现代战役的作战方式提供了新思路。

上述国外较成熟的倾转旋翼机在研制时均针对各款飞行器特有的基本设计参数(如最大起飞重量、发动机有效功率、巡航速度等等)开展了专门的旋翼气动外形设计。这些基本设计参数通过各种设计方法具体体现在最终的旋翼气动外形的几何参数上，比如弦长分布、扭转分布、翼型分布、桨叶半径、桨叶片数等等。然而，倾转旋翼机的重要军事意义使得其关键部件(如旋翼)的详细设计方法往往处于保密状态。继而使得现存公开可用的倾转旋翼数量屈指可数。

另一方面，由于航空发动机、机械传动、材料等方面的技术条件与国外存在差异，难以实现对上述关键部件的模仿和改制，也就难以针对国内具体需求定制专门的旋翼。这也是国内倾转旋翼飞行器发展缓慢的一个重要原因。

目前，很少有针对双旋翼式中小型(最大起飞重量小于等于100kg)无人倾转旋翼机专门设计并公开的、具有三片桨叶的旋翼气动外形。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于中小型无人倾转旋翼飞行器的旋翼气动外形，既能满足其垂直起降的需求，又能为其高速巡航和大航程提供保障。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种适用于中小型无人倾转旋翼飞行器的旋翼气动外形，包括：三片桨叶，各所述桨叶均包含从桨根至桨尖分布的第一基础翼型A、第二基础翼型A、第一基础翼型B和第二基础翼型B。

可选的，所述第一基础翼型A设置在所述桨叶0.2R处，所述第一基础翼型A的弦长缩比为165～166mm，所述第一基础翼型A安装角为22～23°，R为桨叶半径。

可选的，所述第二基础翼型A设置在所述桨叶0.8R处，所述第二基础翼型A的弦长缩比为93～94mm，所述第二基础翼型A安装角为-1.7～-1.6°，R为桨叶半径。

可选的，所述第一基础翼型B设置在所述桨叶0.9R处，所述第一基础翼型B的弦长缩比为84～85mm，所述第一基础翼型B安装角为-5.0～-4.0°，R为桨叶半径。

可选的，所述第二基础翼型B设置在所述桨叶1.0R处，所述第二基础翼型B的弦长缩比为77～78mm，所述第二基础翼型B安装角为-7.0～-6.0°，R为桨叶半径。

可选的，所述桨叶的变距轴线设置在距翼型前缘1/4弦线位置处。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种适用于中小型无人倾转旋翼飞行器的旋翼气动外形，在选取翼型时考虑到了倾转旋翼机的悬停和前飞巡航状态两种不同工况对旋翼提出的不同设计要求，同时也考虑到部分来自桨叶结构的约束，选取了一种较薄的翼型置于桨尖部分，而桨根处则选择了较厚的翼型。两种翼型在较大的迎角范围内均能提供较好的气动性能，从而保证了旋翼在两种工况中都能表现出较优的气动性能。

附图说明