一种螺旋桨及飞行器的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种螺旋桨及飞行器。
【【背景技术】】
[0002]螺旋桨产生无人直升机飞行所必需的升力、拉力和操纵力，集多项功能于一身。能高效地完成垂直飞行是无人直升机螺旋桨的基本特点。从第一款飞机螺旋桨诞生到现在已经有100多年的时间，随着一个世纪的科技发展，螺旋桨的设计几经变化，已经趋于完善。随着小型无人机的兴起，小型螺旋桨渐渐成为研究和设计的主要方向，高效率的螺旋桨可以极大的改善无人机的飞行性能。
[0003]滞空时间是决定无人机性能的主要因素之一。提高滞空时间，有两个主要途径，一个是减少无人机的重量;第二个是提高螺旋桨的效率。螺旋桨效率的提高依赖于对螺旋桨的空气动力学特性和动力学特性的掌握，及桨叶的设计分析方法。现有的螺旋桨阻力大、效率低，导致无人飞行器的飞行速度小、续航距离短。如何设计出有效提高无人机升力和飞行时间的螺旋桨，是现有技术有待解决的问题。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明旨在克服现有技术中存在的缺陷，提供一种有效提高无人机升力和飞行时间的螺旋桨及使用该螺旋桨的飞行器。
[0005 ]为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案:
[0006]—种螺旋桨，包括桨箍及与所述桨箍相连的至少两个桨叶，所述桨叶距离所述桨箍中心的长度为a时，所述桨叶的宽度为b，且满足以下条件:
[0007]当Omm< a < 1mm时，llmm<b<16mm;
[0008]当10mm<a < 30mm时，14mm<b<31mm;
[0009]当30mm<a< 80mm时，18mm<b<31mm;
[0010]当80mm<a< 10mm时，13mm<b<18mm;
[0011]当100mm<a < 120mm时，9mm<b<16mm。
[0012]在一些实施例中，所述桨叶距离所述桨箍中心的长度为a时，所述桨叶的宽度为b，还满足以下条件:
[0013]当a = 0mm 时，llmm<b<14mm;
[0014]当a = 10mm 时，14mm<b<16mm;
[0015]当a = 30mm 时，27mm<b<31mm;
[0016]当a = 50mm 时，27mm<b<31mm;
[0017]当a = 80mm 时，18mm<b<21mm;
[0018]当a = 100mm 时，13mm<b<16mm;
[0019]当a = 120mm 时，9mm<b<12mm0
[0020]在一些实施例中，所述桨叶距离所述桨箍中心的长度为a时，所述桨叶的宽度为b，还满足以下条件:
[0021 ]当a = 0mm时，b = 12.9mm;
[0022]当a= I Omm时，b = 15.5mm；
[0023]当a= 30mm时，b = 29.0mm；
[0024]当a= 50mm 时，b = 29.0mm;
[0025]当a= 80mm时，b = 20.0mm；
[0026]当a= 100mm时，b = 14.8mm;
[0027]当a= 120mm时，b = 11.0mm。
[0028]在一些实施例中，所述桨叶距离所述桨箍中心的长度为a时，所述桨叶的宽度为b，所述b是分段函数，且满足以下条件:
[0029]当OmmSaS 1mm时，b = 0.26a+12.9mm;
[0030]当10mm<a < 30mm时，b = 0.675a+8.75mm;
[0031 ]当30mm<a < 50mm时，b = 29mm;
[0032]当50mm<a< 80mm时，b = -0.3a+44mm;
[0033]当80mm<a< 100mm时，b = -0.26a+40.8mm;
[0034]当100mm<a < 120mm时，b = -0.19a+33.8mm。
[0035]在一些实施例中，所述桨叶距离所述桨箍中心的长度为a时，所述桨叶的宽度为b，所述b是光滑函数；
[0036]当0_ SaS 1mm时，所述b呈曲线一；
[0037]当10mm<a < 30mm时，所述b呈曲线二；
[0038]当30mm<a < 50mm时，所述b呈曲线三；
[0039]当50mm<a < 80mm时，所述b呈曲线四；
[0040]当80mm<a < 10mm时，所述b呈曲线五；
[0041 ] 当100mm<a < 120mm时，所述b呈曲线六；
[0042]所述曲线一、曲线二、曲线三、曲线四、曲线五和曲线六均为非均匀有理曲线。
[0043]在一些实施例中，所述桨叶包括叶根部、叶中部和叶稍部，所述桨叶与所述桨箍接触处为所述叶根部，所述桨叶的边缘为所述叶稍部，连接所述叶跟部与所述叶稍部的部分为所述叶中部。
[0044]在一些实施例中，所述桨叶宽度从所述叶根部的12.9mm增加到所述叶中部的29.0mm再减小到所述叶稍部的I Imm。
[0045]在一些实施例中，所述桨叶有两个，所述桨叶关于所述桨箍中心对称并绕所述桨箍中心旋转。
[0046]在一些实施例中，所述桨叶的翼型为ARA-D。
[0047]另一方面，本发明提供一种飞行器，包括机身、设置于所述机身的飞行控制装置和如上所述的螺旋桨，所述飞行控制装置用于控制所述螺旋桨旋转。
[0048]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:该螺旋桨通过在桨叶半径的不同位置设置不同的桨叶宽度，在相同的能耗下，提高了螺旋桨的升力，减少了空气阻力，增加了效率;同时，使用该螺旋桨的飞行器能延长飞行时间和飞行距离，具有较高的飞行性能。【【附图说明】】
[0049]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0050]图1是本发明实施例1一种螺旋桨的水平方向的视图；
[0051]图2是本发明实施例1一种螺旋桨的竖直方向的视图；
[0052]图3是本发明实施例1一种螺旋桨中a-b的函数关系图；
[0053]图4是本发明实施例2—种螺旋桨的结构示意图；
[0054]图5是本发明实施例3—种飞行器的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0055]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0056]实施例1
[0057]现有的螺旋桨设计在应用中存在阻力大、效率低的缺陷，导致飞行器的飞行速度小、继航距离短，严重影响了飞行器的飞行性能。基于此本发明提出了一种新型螺旋桨设计方案，以减小阻力、改善效率。例如，将本发明的设计方案用于常用的9.4寸螺旋桨时，可以获得较现有9.4寸螺旋桨更高的效率。然而，本领域普通技术人员应理解，本发明的技术方案对螺旋桨的具体尺寸、型号并无要求，也不限于常用的9.4寸螺旋桨，而是还适用于其他尺寸、型号的螺旋桨。
[0058]如图1-2所示，本发明实施例提出了一种螺旋桨100，包括桨箍110及与所述桨箍110相连的至少两个桨叶120，所述桨叶120包括叶根部121、叶中部122和叶稍部123，所述桨叶120与所述桨箍110接触处为所述叶根部121，所述桨叶120的边缘为所述叶稍部123，连接所述叶跟部121与所述叶稍部123的部分为所述叶中部122，所述桨叶120宽度从所述叶根部121的12.9mm增加到所述叶中部122的29.0mm再减小到所述叶稍部123的I Imm ；所述桨叶120有两个，所述桨叶120关于所述桨箍110中心对称并绕所述桨箍110中心旋转，所述桨叶120的翼型为ARA-D;当所述桨叶120半径方向上任意中心位置距离所述桨箍110中心的长度为a位置处，此位置处所述桨叶120的宽度为b，且满足以下条件:当Omm < a < 1mm时，llmm<b<16mm;当 10mm<a.< 30mm时，14mm<b<31mm;当30mm<a < 80mm时，18mm<b<31mm;当80mm<a < 100mm时，13mm<b<18mm;当 100mm<a < 120mm时，9mm<b<16mm。
[0059]进一步而言，所述桨叶120距离所述桨箍110中心的长度为a时，所述桨叶120的宽度为b，还满足以下条件:当a = Omm时，llmm<b<14mm;当a = 1mm时，14mm<b< 16mm;当a =30mm时，27mm<b<31mm;当a = 50mm时，27mm<b<31mm;当a = 80mm时，18