[发明专利]具备导引结构的叶片、转子以及叶片设计方法

说明书

本发明公开一种具备导引结构的叶片，包括翼型叶片本体和组合式的导引结构，导引结构包括引流锥和导流槽；翼型叶片本体的叶片后缘上沿翼型弦向设置有若干引流锥，吸力面上沿翼型弦向间隔设置有若干导流槽，且若干导流槽与若干引流锥一一对应设置。本发明通过在叶片后缘设置引流锥，在叶片的吸力面设置导流槽，形成“引流锥+导流槽”的组合式导引结构，可在保留了叶片原型和翼型以力图保持叶片大部分气动特性的前提下，提升其气动系数，同时降低转子噪音，提升转子效率，实现了叶片的增效改型。本发明提出一种转子，包含多个具备导引结构的叶片。本发明提出一种叶片设计方法，涉及到上述具备导引结构的叶片的设计方式以及裁切方式。

技术领域

本发明涉及叶片结构设计领域，特别是涉及一种具备导引结构的叶片、转子以及叶片设计方法。

背景技术

传统的螺旋桨结构中，如图1所示，任意一叶片均为翼型，且安装时具有安装角(叶片根部与螺旋桨转动轴线之间的夹角)和翼型径向扭曲。一般情况下，图1中所示螺旋桨结构中，翼型叶片本体1朝上的面为吸力面2，该吸力面的下边缘为叶片后缘3；叶片位于螺旋桨中心的一端为叶片根部4，远离螺旋桨中心的一端则为叶片梢部5。目前的螺旋桨结构气动系数低，且转动时噪音较大，效率低。如何在保留原叶片叶型、翼型以及大部分气动特性的基础上，提出一种改型叶片结构，并克服目前螺旋桨气动系数低、转动噪音大、效率低等问题，是本发明亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具备导引结构的叶片、转子以及叶片设计方法，以解决上述现有螺旋桨结构存在的气动系数低、转动噪音大、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种具备导引结构的叶片，包括：

翼型叶片本体；

导引结构，所述导引结构包括引流锥和导流槽；所述翼型叶片本体的叶片后缘上沿翼型弦向设置有若干所述引流锥，若干所述引流锥连续设置形成锯齿状叶片后缘，且若干所述引流锥按照由叶片根部向叶片梢部延伸的方向，连续分为第一梯度引流区、第二梯度引流区和第三梯度引流区，所述第一梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距均相同，所述第二梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距均相同，所述第三梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距均相同，且所述第一梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距、所述第二梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距以及所述第三梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距逐渐增大；所述导流槽开设于所述翼型叶片本体的吸力面上；所述吸力面上沿翼型弦向间隔设置有若干所述导流槽，且若干所述导流槽与若干所述引流锥一一对应设置。

可选的，所述翼型叶片本体上以其旋转半径R的长度为基准，作三个等分点，以将所述旋转半径R以所述翼型叶片本体的旋转圆心为起点逐次分割为第一半径段、第二半径段、第三半径段和第四半径段四等分；以所述旋转圆心为中心，分别以三个所述等分点距离所述旋转圆心的长度为半径作同心圆弧，三条所述同心圆弧将所述翼型叶片本体沿其长度方向分割为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域沿由叶片根部向叶片梢部延伸的方向逐个分布，所述第一梯度引流区、所述第二梯度引流区和所述第三梯度引流区分布布置于所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域。

可选的，任意一所述引流锥的尖端均位于以所述旋转圆心为中心的同心圆弧与所述叶片后缘的交点上。

可选的，所述第一梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距为b/8；所述第二梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距为b/7；所述第三梯度引流区中任意相邻两所述引流锥的尖端间距为b/6；

其中，b是以所述旋转圆心为起点的，位于39％旋转半径R长度处的，所述翼型叶片本体的翼型弦线长度。