旋翼式无人机的螺旋桨、动力套装及旋翼式无人机的制作方法

文档序号:11554763阅读:356来源:国知局
旋翼式无人机的螺旋桨、动力套装及旋翼式无人机的制造方法与工艺

本实用新型涉及一种旋翼式无人机的螺旋桨、动力套装及旋翼式无人机,属于无人机制造技术领域。



背景技术:

随着飞行技术的发展,飞行器逐渐由大型化向小型化发展,由单一用途向多种用途演变,例如现有的多旋翼无人机可以应用在工程施工、航拍、监控等多种领域。但是,随着应用领域的增加,对于飞行器的性能要求也逐渐增加,其中,一个主要的方面就是提高螺旋桨的工作效率。但是,在现有技术中为了提高螺旋桨的工作效率,一般都会采用提高螺旋桨输出的方式,但是,这种方式受制于飞行器电池容量、电机转速、电调控制精度等诸多因素的影响导致在提高螺旋桨工作效率时所花的成本非常的大,不够经济。



技术实现要素:

为了解决现有技术中存在的上述或其他潜在问题,本实用新型实施例提供一种旋翼式无人机的螺旋桨、动力套装及旋翼式无人机。

根据本实用新型一些实施例提供一种旋翼式无人机的螺旋桨,包括:桨毂以及桨叶;所述桨叶与所述桨毂连接,所述桨叶包括吸力面以及与吸力面相对的压力面;其中,所述吸力面设有多个湍流发生器。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流发生器为凸起或凹槽。

上述螺旋桨的进一步改进,相邻两个所述湍流发生器之间间隔设置。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流发生器的横截面为圆形或者椭圆形。

上述螺旋桨的进一步改进,所述圆形的直径为所述桨叶最小弦长的2%至7%。

上述螺旋桨的进一步改进,所述圆形的直径为所述桨叶最小弦长的2%至4%。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流发生器的横截面为多边形。

上述螺旋桨的进一步改进,所述多边形的顶角圆角过渡。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流发生器不少于50个。

上述螺旋桨的进一步改进,多个所述湍流发生器呈矩阵式布置。

上述螺旋桨的进一步改进,多个所述湍流发生器沿所述桨叶的弦长方向至少包括5行。

上述螺旋桨的进一步改进,多个所述湍流发生器沿所述桨叶的桨盘方向至少包括10列。

上述螺旋桨的进一步改进,多个所述湍流发生器呈放射状布置。

上述螺旋桨的进一步改进,靠近所述桨叶自由端的所述湍流发生器的数量少于靠近所述桨叶连接端的所述湍流发生器的数量。

上述螺旋桨的进一步改进,靠近所述桨叶前缘的所述湍流发生器的数量多于靠近所述桨叶后缘的所述湍流发生器的数量。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流发生器分布的区域为湍流区域。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域与所述桨叶的前缘具有第一预设距离;所述湍流区域与所述桨叶的后缘具有第二预设距离。

上述螺旋桨的进一步改进,所述第二预设距离大于第一预设距离。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域与所述桨叶的自由端具有第三预设距离;所述湍流区域与所述桨叶的连接端具有第四预设距离。

上述螺旋桨的进一步改进,所述第四预设距离大于所述第三预设距离。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域沿所述螺旋桨桨盘方向的长度大于所述湍流区域沿所述桨叶弦长方向的长度。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域沿所述螺旋桨桨盘方向的长度为所述螺旋桨的桨盘半径的40%至90%。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域沿所述螺旋桨桨盘方向的长度为所述螺旋桨的桨盘半径的70%至80%。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域沿所述桨叶弦长方向的长度为所述桨叶最小弦长的30%至75%。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域沿所述桨叶弦长方向的长度为所述桨叶最小弦长的40%至60%。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域的面积大于所述吸力面的面积的八分之一。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流区域的面积大于所述吸力面的面积的四分之一。

上述螺旋桨的进一步改进,所述湍流发生器通过表面涂层的方式形成在所述吸力面。

上述螺旋桨的进一步改进,所述吸力面为所述桨叶往外凸的曲面,所述湍流发生器设于所述曲面的一侧。

上述螺旋桨的进一步改进,所述桨叶与所述桨毂固定连接、或转动连接。

上述螺旋桨的进一步改进,所述桨叶与所述桨毂为一体件。

根据本实用新型一些实施例提供一种动力套装,包括:上述旋翼式无人机的螺旋桨,以及电机;所述电机与所述螺旋桨连接,用于驱动所述螺旋桨转动。

上述动力套装的进一步改进,所述螺旋桨的压力面朝向所述电机设置,所述螺旋桨的吸力面背对所述电机设置。

上述动力套装的进一步改进,所述电机的转轴与所述桨毂可拆卸连接,且所述转轴驱动所述螺旋桨的桨毂旋转;或者,所述电机的转子壳与所述螺旋桨的桨毂可拆卸连接,且所述转子壳驱动所述桨毂旋转。

根据本实用新型一些实施例提供一种旋翼式无人机,包括:机架以及上述动力套装;所述动力套装安装在所述机架上。

根据本实用新型的实施例的技术方案,通过在旋翼式无人机的螺旋桨的吸力面上设置湍流发生器,可以减少流体从吸力面上分离,从而减小桨叶的阻力,以提高螺旋桨的工作效率,并且这种提高螺旋桨工作效率的方式所花的成本也低。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述,本实用新型实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中,将以示例以及非限制性的方式对本实用新型的多个实施例进行说明,其中:

图1为本实用新型一实施例提供的飞行器的结构示意图;

图2为图1中无人机的螺旋桨的结构示意图;

图3为图2中A-A向剖视图;

图4为图2中F位置的局部放大图;

图5a至图5e为具有不同横截面形状的湍流发生器的示意图;

图6a为本实用新型一实施例提供的矩阵式排布的湍流发生器的示意图;

图6b为本实用新型另一实施例提供的矩阵式排布的湍流发生器的示意图;

图6c为本实用新型一实施例提供的放射状排布的湍流发生器的示意图;

图7a和图7b为本实用新型实施例提供的不同湍流区域布置方式示意图;

图8a为本实用新型一实施例提供的湍流区域与前缘和后缘的位置关系示意图;

图8b为本实用新型另一实施例提供的湍流区域与连接端和自由端的为位置关系示意图。

图中:

100、飞行器; 110、无人机;

120、云台; 121、电调;

122、电机; 123、拍摄设备;

130、显示设备; 140、操纵设备;

150、动力套装; 151、电调;

152、电机; 153、螺旋桨;

160、飞行控制系统; 161、飞行控制器;

162、传感系统; 170、机架;

200、螺旋桨; 210、桨叶;

211、前缘; 212、后缘;

213、湍流发生器; 214、旋转方向;

215、解锁标识; 216、湍流区域;

230、桨毂。

具体实施方式

下面结合附图,对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

首先简要介绍飞行器的结构,以便更容易的理解螺旋桨的使用环境。

图1是本实施例提供的飞行器的结构示意图。本实施例以多旋翼飞行器为例进行说明。当然,所述飞行器也可以为单旋翼飞行器,或者带有螺旋桨的固定翼飞行器。

飞行器100可以包括无人机110、云台120、显示设备130和操纵设备140。其中,无人机110可以包括动力套装150、飞行控制系统160和机架170。无人机110可以与操纵设备140和显示设备130进行无线通信。

机架170可以包括机身和脚架(也称为起落架)。机身可以包括中心架以及与中心架连接的一个或多个机臂,一个或多个机臂呈辐射状从中心架延伸出。脚架与机身连接,用于在无人机110着陆时起支撑作用。

动力套装150可以包括电子调速器(简称为电调)151、一个或多个螺旋桨153(以下将详述)以及与一个或多个螺旋桨153相对应的一个或多个电机152,其中电机152连接在电子调速器151与螺旋桨153之间,电机152和螺旋桨153设置在对应的机臂上;电子调速器151用于接收飞行控制器160产生的驱动信号,并根据驱动信号提供驱动电流给电机152,以控制电机152的转速。电机152用于驱动螺旋桨旋转,从而为无人机110的飞行提供动力,该动力使得无人机110能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中,无人机110可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如,上述旋转轴可以包括横滚轴、平移轴和俯仰轴。应理解,电机152可以是直流电机,也可以交流电机。另外,电机152可以是无刷电机,也可以有刷电机。

飞行控制系统160可以包括飞行控制器161和传感系统162。传感系统162用于测量无人机的姿态信息,即无人机110在空间的位置信息和状态信息,例如,三维位置、三维角度、三维速度、三维加速度和三维角速度等。传感系统162例如可以包括陀螺仪、电子罗盘、IMU(惯性测量单元,Inertial Measurement,Unit)、视觉传感器、全球导航卫星系统和气压计等传感器中的至少一种。例如,全球导航卫星系统可以是GPS(全球定位系统,Global Positioning System)或者北斗导航系统。飞行控制器161用于控制无人机110的飞行,例如,可以根据传感系统162测量的姿态信息控制无人机110的飞行。应理解,飞行控制器161可以按照预先编好的程序指令对无人机110进行控制,也可以通过响应来自操纵设备140的一个或多个控制指令对无人机110进行控制。

云台120可以包括电调121和电机122。云台用于携带拍摄设备123。飞行控制器161可以通过电调121和电机122控制云台120的运动。可选地,作为另一实施例,云台120还可以包括控制器,用于通过控制电调121和电机122来控制云台120的运动。应理解,云台120可以独立于无人机110,也可以为无人机110的一部分。应理解,电机122可以是直流电机,也可以交流电机。另外,电机122可以是无刷电机,也可以有刷电机。还应理解,云台可以位于飞行器的顶部,也可以位于飞行器的底部。

拍摄设备123例如可以是照相机或摄像机等用于捕获图像的设备,拍摄123可以与飞行控制器通信,并在飞行控制器的控制下进行拍摄。

显示设备130位于飞行器100的地面端,可以通过无线方式与无人机110进行通信,并且可以用于显示无人机110的姿态信息。另外,还可以在显示设备130上显示拍摄设备拍摄的图像。应理解,显示设备130可以是独立的设备,也可以设置在操纵设备140中。

操纵设备140位于飞行器100的地面端,可以通过无线方式与无人机110进行通信,用于对无人机110进行远程操纵。操纵设备例如可以是遥控器或者安装有控制无人机的APP(应用程序,Application)的用户终端,例如,智能手机、平板电脑等。本实用新型的实施例中,通过操纵设备接收用户的输入,可以指通过遥控器上的拔轮、按钮、按键、摇杆等输入装置或者用户终端上的用户界面(UI)对无人机进行操控。

应理解,上述对于飞行器各组成部分的命名仅是出于标识的目的,并不应理解为对本实用新型的实施例的限制。

以下详细介绍本实施例的螺旋桨,以便本领域技术人员能够充分了解本实用新型。

图2为本实施例提供的螺旋桨的结构示意图;图3为图2中A-A向剖视图。

如图2和图3所示,螺旋桨200(也即上述实施例中的螺旋桨153)可以包括桨叶210和桨毂230,上述桨叶210与桨毂230连接在一起。在一些实施例中,桨叶210可以固定在桨毂230上,例如通过焊接、过盈连接或者胀接等方式将桨叶210固定在桨毂230上,从而形成直桨的形式。优选地,桨叶210和桨毂230可以通过一体成形的方式形成一体件,以提高螺旋桨200的结构强度。在另一些实施例中,桨叶210也可以是可拆卸地安装在桨毂230上,例如可以是通过螺栓连接、卡接或者销连接等方式安装在桨毂230上,从而可以根据实际需要调整桨叶210或者桨毂230的尺寸以适应螺旋桨200的不同使用环境。在其他一些实施例中,桨叶210还可以可转动的连接在桨毂230上,例如可以通过转轴或者铰链等方式实现桨叶210和桨毂230的可转动连接,从而形成可折叠的螺旋桨200结构以便减少螺旋桨200非使用状态时的体积,便于存放。

桨毂230用来与电机连接,从而通过电机带动整个螺旋桨200转动以实现飞行器的上升、下降、悬停等各种飞行姿态的调整。具体的,在一些实施例中,桨毂230可以与电机的转轴可拆卸连接,以通过电机的转轴驱动桨毂230旋转。举例来说,在一种具体的实施例中,可以在桨毂230的内壁设置有卡槽,在电机的转轴上设置有与卡槽配合的卡扣,从而实现电机的转轴与桨毂230的可拆卸连接。当然,在其他一些具体的实施例中,也可以通过螺纹连接或者其他现有技术的连接方式将电机的转轴和桨毂230可拆卸连接在一起。在另一些实施例中,桨毂230也可以与电机的转子壳可拆卸连接,以通过电机的转子壳驱动桨毂230旋转。举例来说,电机的转子壳和桨毂230也可以使用上述电机的转轴与桨毂230采用的卡槽和卡扣连接结构,或者也可以采用其他现有技术中的可拆卸连接结构。当然,桨毂230和电机之间也可以采用现有技术中除可拆卸连接之外的其他方式进行连接,具体可以参照教科书、技术手册或者其他公知常识材料的记载。

桨叶210可以采用现有技术的任意材料制造而成,并且其尺寸也可以根据实际需要进行设计。桨叶210的六个面可以分别称为连接端、自由端、前缘211、后缘212、吸力面和压力面。总体上来说,连接端指桨叶210与桨毂230连接的一侧,自由端则是与连接端相对的一侧;前缘211和后缘212分别是桨叶210的前后侧面;吸力面和压力面分别为桨叶210的上下表面。

具体的,如图2所示,位于上方的桨叶210其连接端为与桨毂230连接的下端,自由端为与桨毂230相对的上端;位于下方的桨叶210其连接端为与桨毂230连接的上端,自由端为与桨毂230相对的下端。桨叶210在工作时,通过电机的驱动,自由端绕桨毂230的中心旋转形成螺旋桨200的旋转平面(也称为桨盘,该桨盘的直径为图中所示的L1),以为飞行器提供拉伸力。在一些实施例中,在桨叶210的连接端还可以设置桨叶210的旋转方向214和解锁标识215,便于在安装螺旋桨200时提高安装效率。

图2中位于桨毂230上方的桨叶210,其前部边缘(简称前缘211)位于图中的右侧,其后部边缘(简称后缘212)位于图中的左侧;位于桨毂230下方的桨叶210的前缘211位于图中的左侧,而其后缘212位于图中的右侧。需要说明的是,桨叶210前缘211和后缘212的形状可以根据飞行器的实际需要进行设置。以图2为例,在一些可选的实施例中,桨叶210的前缘211可以从自由端到连接端呈逐渐往外扩张然后再逐渐往内收缩的趋势,从而形成一个山峰一样的形状。具体来说,前缘211往外扩张的长度相较于前缘211往内收缩的长度比例可以更大,例如图2中所示的前缘211往外扩张的长度占整个前缘211长度的绝大部分。当然,这并非对前缘211往外扩张长度的绝对限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行设计。相应的,后缘212也可以如前缘211一样的从自由端到连接端呈逐渐往外扩张然后再逐渐往内收缩的趋势,并且后缘212形成的山峰可以与前缘211形成的山峰位于同一横截面,从而使桨叶210形成一最小弦长和一最大弦长。但是,应该能够理解,前缘211和后缘212的形状并非必须设计成一样的曲线,或者凸起形成的山峰必须位于同一横截面。

图2中位于桨毂230上方的桨叶210以及下方的桨叶210,二者的吸力面均为外侧表面,相应的,二者的压力面均为内侧表面。在一些实施例中,桨叶210两侧表面可以制作成一侧为往外凸的曲面,一侧为往内凹的曲面。此时,往外凸的表面为吸力面,往内凹的曲面为压力面。在另外一些实施例中,可以将桨叶210背向电机的一侧表面作为吸力面,而将桨叶210朝向电机一侧的表面作为压力面(具体可参见图3,其左侧表面为吸力面,而右侧表面为压力面)。

为了提高飞行器的工作效率,在桨叶210的吸力面设有多个湍流发生器213,这些湍流发生器213用于延缓流体从吸力面上分离。具体来说,湍流发生器213可以是能够在该湍流发生器213所在区域产生湍流的任意结构,例如在一些实施例中该湍流发生器213可以是凸起,而在另一些实施例中该湍流发生器213可以是凹槽。本实施例通过在吸力面设置多个湍流发生器213,这样从桨叶210流过的流体就会在一个一个的湍流发生器213产生湍流,并且不会在湍流发生器213之外的其他区域产生湍流,这些湍流发生器213所产生的湍流会将能量传递给处于逆压梯度的边界层,使得边界层获得相应能量足以继续附着于桨叶的吸力面,从而延缓流体在与吸力面接触后与吸力面分离的时间点,以减小桨叶210受到的空气阻力,进而减小扭矩,提高螺旋桨200的工作效率,例如悬停工况下的效率。下表一具体示出了设置有湍流发生器213的螺旋桨200A和未设置有湍流发生器213的螺旋桨200B的工作参数对比情况。

表一

根据测试,在一种具体的实施例中,对于悬停段350g拉力下,具有湍流发生器的螺旋桨比没有湍流发生器的螺旋桨的悬停效率要高大约4.6%。

本实施例通过设置多个湍流发生器213,还可以避免湍流过早分离,使得边界层流体附着于固体结构表面,延迟分离,减小螺旋桨工作时的阻力。

进一步,参考图4(图4为图2中F位置的局部放大图),在一些实施例中,相邻的两个湍流发生器213之间可以间隔设置,从而通过二者之间的间隔距离来减小这两个湍流发生器213上形成的湍流相互之间影响以提高多个湍流发生器213的协同作用,以便提高延缓流体从吸力面分离的能力。当然,上述相邻两个湍流发生器213之间间隔设置并非是必须的,仅是一种优选的设置,在其他一些实施例中也可以将相邻两个湍流发生器213紧挨在一起设置,只要这两个湍流发生器213能够各自产生湍流就可以。

以下从湍流发生器213的形状、数量、尺寸、排布方式以及形成方式等多个角度对湍流发生器213的一些可实现的方式进行举例说明。

在一些实施例中,湍流发生器213的横截面可以是圆形或者椭圆形。图5a示出了湍流发生器213的横截面为圆形的实施例,图5b示出了湍流发生器213的横截面为椭圆形的实施例。在具体加工时,可以形成圆形凸起或者圆形凹坑,又或者是形成椭圆形凸起或者椭圆形凹坑。进一步,较为优选地,横截面为圆形的湍流发生器213的直径可以为桨叶210最小弦长的2%至7%。当圆形湍流发生器213的直径设计为上述数值范围时,可以取得延缓流体从吸力面分离时间的效果。更优选的是将湍流发生器213的圆形的直径设计为最小弦长的2%至4%,这样既可以取得延缓流体从吸力面分离时间的效果,又不影响桨叶210的其他性能。

在另一些实施例中,湍流发生器213的横截面也可以是多边形,例如五边形或者六边形。图5c示出了湍流发生器213的横截面为五边形的实施例;图5d示出了湍流发生器213的横截面为六边形的实施例。在具体加工时,可以在桨叶210的吸力面上形成五边形的凸起或者凹坑作为湍流发生器213;也可以在桨叶210的吸力面上形成六边形的凸起或者凹坑作为湍流发生器213。较为优选地,多边形的顶角可以圆角过渡,从而使桨叶210符合相应的流体力学,提高其工作效率。图5e示出了湍流发生器213的横截面为带圆角的六边形的实施例。应理解,上述多边形的顶角圆角过渡可以包括:多边形的所有顶角均圆角过渡,以及其中某些顶角圆角过渡而其他一些顶角没有圆角过渡等。

需要说明的是,在以上实施例中,多个湍流发生器213的横截面的形状可以均相同,但也不排除多个湍流发生器213的横截面形状不同的情况。例如在一些实施例中,可以是圆形和椭圆形的组合,也可以是圆形和多边形的组合,或者还可以是椭圆形和多边形的组合,当然也可以是圆形、椭圆形和多边形三者的组合。图6a和6b示出了两种不同的矩阵式排布湍流发生器213,其中,图6a示出了横截面为圆形和椭圆形的湍流发生器213的组合形式;图6b示出了横截面为圆形、椭圆形和六边形的湍流发生器213的组合形式。

上述多个湍流发生器213的数量可以根据桨叶210吸力面的尺寸和/或者湍流发生器213的横截面尺寸来确定,例如在一些实施例中,湍流发生器213的个数可以设计成不少于50个。具体的,湍流发生器213的个数可以是50个、80个、100个或者1000个。通过这么多数量的湍流发生器213所产生的协同作用以延缓流体从吸力面分离的时间。

正如以上所述,在一些实施例中,多个湍流发生器213可以如图2、图6a和图6b所示的一样呈矩阵式布置,也即多个湍流发生器213沿弦长方向和桨盘方向分布有多行以及多列。具体在设计矩阵式的行列数时,可以是沿桨叶210的弦长方向至少包括5行;也可以是沿桨叶210的桨盘方向至少包括10列。例如,在一个可选的实施例中,多个湍流发生器213可以沿桨叶210的弦长方向设置5行,沿桨叶210的桨盘方向设置10列。此外,还需要说明的是,上述矩阵式布置的每一行或者每一列可以严格对齐,也可以稍微错开一定距离。以上通过在桨叶210的吸力面上布置矩阵式的湍流发生器213,不仅能够取得延缓流体从吸力面分离的作用,而且加工容易。

如图6c所示,在另一些实施例中,这些湍流发生器213可以呈放射状布置。通过将湍流发生器213设计成放射状,则当桨叶210吸力面上某个区域流体具有更强的分离趋势而周边的分离趋势较弱时,可以使分离趋势更强的区域布置有更多的湍流发生器213,以使吸力面不同区域延缓流体分离的作用比较均衡。

具体在布置多个湍流发生器213时,在一些实施例中还可以在靠近桨叶210连接端的位置布置更多的湍流发生器213,也即是,靠近桨叶210自由端的湍流发生器213的数量少于靠近桨叶210连接端的湍流发生器213的数量,具体可参考图7a(图7a示出了桨叶210连接端较自由端布置有更多湍流发生器213)。通过这样布置,可以在流体分离趋势较强的区域布置更多的湍流发生器213,从而能够适应流体在桨叶210上的流动状态,以取得更好的延缓流体分离的效果。

在另一些实施例中,也可以在靠近桨叶210前缘211的位置布置更多的湍流发生器213,也即是,靠近桨前缘211的湍流发生器213的数量多于靠近桨叶210后缘212的湍流发生器213的数量,具体可参考图7b(图7b示出了桨叶210前缘211较后缘212布置有更多湍流发生器213)。通过这样布置,可以在流体分离趋势较强的区域布置更多的湍流发生器213,从而能够适应流体在桨叶210上的流动状态,以取得更好的延缓流体分离的效果。

另外还需要说明的是,湍流发生器213可以通过现有技术的任意方式形成在吸力面上,例如模压、锻造等。在一些实施例中,可以通过表面涂层的方式在吸力面上形成上述湍流发生器213。通过表面涂层的方式,工艺简单,效率高。

以上通过将多个湍流发生器213以不同的形式布置在桨叶210的吸力面上,从而由这些湍流发生器213分布的区域构成了湍流区域216(图2中由标号116表示)。

参阅图2,在一些实施例中,湍流区域216沿螺旋桨200桨盘方向的长度L2大于沿桨叶210弦长方向的长度H2。当然,在另一些实施例中,也可以根据其他需要对湍流区域216的尺寸进行设置。例如,湍流区域216沿桨盘方向的长度L2等于或者小于沿弦长方向的长度H2。

具体在设置湍流区域216沿螺旋桨200桨盘方向的长度L2时,在一些可选的实施例中,可以将湍流区域216的长度L2设置为螺旋桨200桨盘半径(L1/2)的40%至90%。较为优选的,湍流区域216的长度L2为螺旋桨200桨盘半径的70%至80%。

而在具体设置湍流区域216沿桨叶210弦长方向的长度H2时,在一些可选的实施例中,可以将湍流区域216的长度H2设置为桨叶210最小弦长的30%至75%。较为优选的,湍流区域216的长度H2为桨叶210最小弦长的40%至60%。

接下来,从湍流区域216在桨叶210吸力面上的相对位置这一角度对其进行描述。

请参阅图8a(图8a示出了湍流区域216与前缘211和后缘212位置关系的示意图),湍流区域216与桨叶210的前缘211之间设置有间距H3(第一预设距离),与桨叶210的后缘212之间设置有间距H4(第二预设距离),其中,H3可以小于或者等于H4,但较为优选的是H3大于H4。

以下参阅图8b(图8b示出了湍流区域216与自由端和连接端位置关系的示意图),湍流区域216与桨叶210的自由端之间设置有间距L3(第三预设距离),与桨叶210的连接端之间设置有间距L4(第四预设距离),其中,L3可以大于或者等于L4,但较为优选的是L3小于L4。

通过对湍流区域216与前缘211、后缘212、自由端以及连接端的间距进行调整,可以使流体与桨叶210吸力面分离时间尽量的延后,以提高螺旋桨200的工作效率。较为优选的一种实施方式是,湍流区域216与前缘211的间距H3大于与后缘212的间距H4,并且湍流区域216与自由端的间距L3小于与连接端的间距L4。

更具体的,在实际设计湍流区域在桨叶的位置时,可以根据螺旋桨工作时的几种转速工况,例如悬停时的转速、前飞加速时的转速,通过计算流体力学仿真(CFD,Computational Flui d Dynamics),对上述转速工况进行流体力学仿真计算,再通过后处理(Post-processing)来确定螺旋桨的桨叶在不同转速下吸力面发生流体分离现象的具体区域,并将该区域设置为湍流区域,以在该区域内形成上述湍流发生器。

再接下来从湍流区域216的面积这一角度对其进行描述。

湍流区域216的面积可以根据实际需要由技术人员进行设置,但较为优选的是湍流区域216的面积大于吸力面的面积的八分之一,以使湍流区域216的大小能够与桨叶210的吸力面相匹配,从而起到延缓流体分离时间的作用。更优选地,湍流区域216的面积大于吸力面的面积的四分之一,这样,可以提高湍流产生的范围,进一步延缓流体从吸力面分离的时间,提高螺旋桨200的工作效率。

同时,上述各个实施例可以单独适用并且在不矛盾的情况下可以组合适用,并且本实施例不限制其组合数量及组合形式,这些单独的以及组合以后的形式均在本实用新型的保护范围以内。

在本实用新型所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的相关装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得计算机处理器101(processor)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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