[发明专利]变转速旋翼桨叶、共轴无人直升机及单旋翼无人直升机

说明书

本发明提供了一种变转速旋翼桨叶、共轴无人直升机及单旋翼无人直升机，其中，变转速旋翼桨叶，包括：依次连接的桨根、桨叶中段以及桨尖，变转速旋翼桨叶的螺距曲线L包括分别与桨根、桨叶中段以及桨尖对应的根部螺距段L1、中部螺距段L2以及尖部螺距段L3，以中部螺距段L2和尖部螺距段L3的连接点所对应的螺距作为标准螺距L4，尖部螺距段L3内的各点所对应的螺距均小于标准螺距L4。应用本发明的技术方案，变转速旋翼桨叶的桨尖部分有较大的负扭转，叶素迎角较小，这使得在周期变距的过程中，桨尖部分会产生较大的升力系数的变化，从而提升了周期变距的操控能力。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，具体而言，涉及一种变转速旋翼桨叶、共轴无人直升机及单旋翼无人直升机。

背景技术

共轴式直升机具备体积小、无尾桨、悬停效率高等优点，是最适合轻型和微型化发展的无人直升机布局形式。轻型和微型共轴无人机无论在民用、军用方面，其便携性相对多旋翼无人机有一定的优势。

但是现有技术中的轻型和微型共轴无人机的变转速旋翼桨叶在仅有周期变距的作用下所具有的操控力矩较弱。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种变转速旋翼桨叶、共轴无人直升机及单旋翼无人直升机，以解决现有技术中的变转速旋翼桨叶在仅有周期变距的作用下所具有的操控力矩较弱的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种变转速旋翼桨叶，包括：依次连接的桨根、桨叶中段以及桨尖，变转速旋翼桨叶的螺距曲线L包括分别与桨根、桨叶中段以及桨尖对应的根部螺距段L1、中部螺距段L2以及尖部螺距段L3，以中部螺距段L2和尖部螺距段L3的连接点所对应的螺距作为标准螺距L4，尖部螺距段L3内的各点所对应的螺距均小于标准螺距L4。

在一个实施方式中，桨尖的最外侧所对应的尖部具有最大负扭转量c，最大负扭转量c为桨尖的最外侧所对应的尖部的螺距与标准螺距L4之差，最大负扭转量c在1.6inch至2.2inch之间。

在一个实施方式中，尖部螺距段L3包括第一直线段L5，第一直线段L5的斜率在-10至-20之间，第一直线段L5的末端所对应的螺距为桨尖的最外侧所对应的尖部的螺距。

在一个实施方式中，尖部螺距段L3还包括连接于中部螺距段L2的末端与第一直线段L5的起始端之间的第一圆弧过渡段L6。

在一个实施方式中，中部螺距段L2内的各点所对应的螺距均大于标准螺距L4。

在一个实施方式中，桨根与桨叶中段的连接点处具有最大正扭转量d，最大正扭转量d为桨根与桨叶中段的连接点所对应的螺距与标准螺距L4之差，最大正扭转量d在0.2inch与1.1inch之间。

在一个实施方式中，中部螺距段L2包括第二直线段L7，第二直线段L7的斜率小于0且大于等于-0.9，第二直线段L7的末端所对应的螺距为标准螺距L4，第二直线段L7的起始端所对应的螺距与标准螺距L4的差值在0.15-0.25之间。

在一个实施方式中，中部螺距段L2还包括连接于根部螺距段L1的末端与第二直线段L7的起始端之间的第二圆弧过渡段L8。

在一个实施方式中，变转速旋翼桨叶的相对半径在0至0.27之间的部分为外伸量e，变转速旋翼桨叶的相对半径在0.27至0.4之间的部分对应桨根，变转速旋翼桨叶的相对半径在0.4至0.75之间的部分对应桨叶中段，变转速旋翼桨叶的相对半径在0.75至1之间的部分对应桨尖。

在一个实施方式中，桨根的叶素迎角的最大值在16°至25°之间。

在一个实施方式中，变转速旋翼桨叶的变距轴线L9在变转速旋翼桨叶的平均弦长的前35％至47％之间。

在一个实施方式中，变转速旋翼桨叶的翼型为雷诺数小于等于10⁶的翼型。