[发明专利]具有翼型的桨叶

说明书

本发明涉及一种具有许多个特殊翼型截面的螺旋桨叶。

某些螺旋桨，如螺旋桨风扇是采用薄后掠桨叶。限定桨叶的翼型的形状能够使该桨叶在压缩率损失最小前提下具有大的动力载荷。例如，由联合技术公司的汉密尔顿标准分部（Hamilton    Standard    Division    of    United    Technologies    Corporation）制造的每个螺旋桨风扇桨叶具有的动力载荷约为37.5轴马力/直径（Shp/d）。这种薄后掠浆叶可以使螺旋桨-风扇发动机的螺旋桨在飞行马赫数为0.8，叶尖速度为800英尺/秒，和飞行高度为35000英尺条件下其峰值效率达到80%以上。

该桨叶的设计必须可靠地满足在这样高的叶尖速度和飞行马赫数的要求。但是，例如由美国国家航空咨询委员会推荐系列16（NACA    Series    16）的翼型所组成的薄后掠桨叶具有几个设计限制。这种翼型的导缘形状使得桨叶易于受到外物损伤。其随缘形状使得该桨叶非常难于加工。薄桨叶的特性使其难以制造。

本发明的目的是创制一种在较高的飞行马赫数条件下提供大负载和高效率翼型截面的桨叶。

本发明的一个目的是创制一种其翼型截面不易受到外物损伤的桨叶。

本发明的再一个目的是创制一种其翼型截面容易加工和制造的桨叶。

按照本发明，一种具有若干个较厚的超临界翼型截面的桨叶，该翼型的每个截面具有一个延伸到约40%弦长的略带弯度的抛物线形导缘，一个由40%弦长至随缘的平缓上表面的压力恢复区，和一个由40%弦长至随缘藉此产生所需要升力的凹形下表面。

按照本发明的一个特征，其翼型截面具有2%至7.5%变化范围的厚度比（h/b）。这样为本发明的新型桨叶提供一种其气动性能与NACA    Series    16翼型相似而又具有不易受外物损伤，较少出现加工问题，强度更高和较少制造问题等特点。

本发明的这些和其它的目的，特征和优点在结合附图对本发明的最佳实施方案进行详细描述以后将一目了然。

图1是表示本发明的翼型的一系列截面剖示图和一个为了以放大比例显示各翼型截面的形状细节，沿着这些截面的桨叶轴线位于典型位置的一个桨叶的平面示图。

图2是表示本发明的各翼型截面弧高线的曲线，X/C是在弦线上的无量纲位置示值，Y/C是由翼型弦上的无量纲弧高线示值。

图3是表示本发明各翼型截面的厚度曲线，t/C是在对应于弦长位置X/C处各翼型的无量纲厚度值。

图4是本发明的各翼型截面的图形表示。

图5是本发明的翼型截面和现有技术中NACA    Series    16翼型截面的升力阻力比的曲线。

图6是本发明的各翼型截面与现有技术中NACA    Series    16的各翼型截面的阻力上升对比曲线。

参看图1，图中显示出本发明的翼型桨叶100的一系列截面。每个截面是由该截面的厚度比（厚度/长度）乘以1000的两位数组成的数码进行识别。这样，例如最上面一个翼型截面20的特征为其厚度比是0.02，第二个翼型截面26的厚度比为0.026，第三个翼型截面30的厚度比为0.030，第四个翼型截面40的厚度比为0.040，第五个翼型截面60的厚度比为0.060，第六个翼型截面75的厚度比为0.075。再参看图2，可以看出翼型截面20基本上取自桨叶的叶尖部位，翼型截面26取自由桨叶榫头部分105起沿该桨叶纵轴长度的0.85部位处，截面30是取自由 榫头部分起沿该桨叶纵轴长度的0.75部位。同样地，截面40是取自由榫头部分起沿桨叶纵轴，长度的0.65部位，截面60是取自桨叶纵轴长度的0.45部位而截面75是取自桨叶纵轴长度的0.35部位。自然，应当理解到，当翼型截面的弦长是以一个通用长度表示时，对于桨叶锥度的设计考虑将控制翼型截面的相对尺寸而且本发明在各翼型截面之间将不局限于任何具体的尺寸关系。

图1所示在桨叶各翼型截面之间的各个断面是由任何两相邻翼型形状之间所连接各相应部分的过渡表面所限定的，这些属于现有技术早为人们熟知。自然，各翼型截面相互之间，以现有技术中人们熟知的方式进行角偏移以便根据气动特性要求为该桨叶建立不同的桨叶攻角产生足够的扭曲。

以下各表详细地列出本发明的桨叶若干个翼型截面的无量纲座标位置和桨叶高度。其中X/C值是桨叶弦线上的无量纲位置。Y/C（上部）表示由弦线至桨叶的负压表面上各点的无量纲高度值。Y/C（下部）表示由弦线至桨叶压力表面上各点的无量纲高度值。

翼型截面20