一种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，包括桨叶，所述桨叶的尾缘上沿径向固定设有由若干刷毛均匀分布构成的刷毛阵列，所述刷毛的方向与其所在尾缘处的切线方向垂直。本实用新型降噪效果明显，能够满足不同场合下无人机或其他旋转机械的降噪需求，在一定程度上提高了无人机或其他旋转机械的安全性，增强了隐蔽性，无论是在军事上还是民用上都有着广泛的用途。
【专利说明】
一种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨
技术领域
[0001]本实用新型涉及无人机旋翼/螺旋桨降噪技术领域，具体是一种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨。【背景技术】
[0002]无人机是一种以无线电遥控或由自身程序控制的不载人飞机，具有体积小、造价低、使用方便等优点，无论是在军事还是民用上都有着广泛的用途。但目前无论是无人机， 还是具有螺旋桨结构的飞机、舰船等都普遍存在噪声过大的问题。持续的高强度噪声会降低无人机或飞机、舰船等的性能品质，影响其隐身性，造成无人机或具有螺旋桨结构的飞机、舰船等的结构损坏，不利于军事侦察等情况。所以无人机、具有螺旋桨结构的飞机、舰船等或其他旋转机械的降噪是现代科研领域面临的重大问题之一。
[0003]无人机噪声主要由其电机噪声和旋翼噪声两部分构成。目前无人机基本上采用锂电池驱动电机，从而带动旋翼转动，并且电机噪声相对于旋翼来说要低，所以无人机噪声的主要来源是旋翼噪声，通过旋翼降噪能够在一定程度上减小无人机噪声。
[0004]目前，噪声控制可以从噪声源、噪声传播途径和噪声接受者三个方面进行处理。主动噪声控制是近年来噪声控制领域发展起来的新技术，它是通过某种手段，在指定空间产生与噪声源幅值相等、相位相反的二次噪声，使之与源噪声叠加，最终达到消减噪声的目的。但是由于无人机旋翼噪声在空间分布上的复杂性，该方法难度大，不易实现和控制。而传统的噪声控制手段主要是噪声的被动控制方法，如吸声处理、隔声处理、修饰外部结构等。这些控制方法也称为无源噪声控制，其原理是不使用有源器件，通过声学材料或者声学结构的相互作用消耗声能，达到降低噪声的目的。因为无人机旋翼或其他旋转机械的桨叶在空中剧烈转动，利用吸声结构来达到降噪的目的也不易实现，所以考虑利用某些材料修饰桨叶的空间结构来达到降噪的目的。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，通过在桨叶的尾缘附加上刷毛阵列来控制噪声。
[0006]本实用新型的技术方案为:
[0007]—种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，包括桨叶，所述桨叶的尾缘上沿径向固定设有由若干刷毛均匀分布构成的刷毛阵列，所述刷毛的方向与其所在尾缘处的切线方向垂直。
[0008]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述刷毛阵列通过胶水或开设在尾缘上的槽孔固定在尾缘上。
[0009]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述刷毛的直径为0.01? 2mm 〇
[0010]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述相邻刷毛的间距为0?10mm〇
[0011]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述刷毛伸出尾缘边缘位置的长度为50mm以内。
[0012]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述刷毛的分布方向为从翼尖开始往根部延伸，分布范围为翼展的80%以内。
[0013]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述刷毛的材质选用不锈钢丝、纤维丝、塑料或天然毛料。
[0014]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述塑料包括通用塑料、工程塑料和特种塑料，所述通用塑料包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物;所述工程塑料包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、改性聚苯醚、超高分子量聚乙烯、聚对苯二甲酸类塑料;所述特种塑料包括氟塑料、有机硅、增强塑料和泡沫塑料。
[0015]所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，所述天然毛料包括猪鬓、马毛、白棕、剑麻和羊毛。
[0016]本实用新型的有益效果为:
[0017](1)本实用新型通过尾缘刷毛阵列来控制噪声的无人机旋翼或螺旋桨与基准旋翼或基准螺旋桨相比，降噪效果明显，能够满足不同场合下无人机或其他旋转机械的降噪需求，在一定程度上提高了无人机或其他旋转机械的安全性，并且在军事方面增强了隐蔽性。
[0018](2)本实用新型通过尾缘刷毛阵列来控制噪声的无人机旋翼或螺旋桨，在降低噪声的同时，其升力和推力相对于基准旋翼或基准螺旋桨有较大的提高。
[0019](3)本实用新型通过尾缘刷毛阵列来控制噪声的无人机旋翼或螺旋桨，能够提高无人机或其他旋转机械的工作效率，维持长滞空时间，减少经济上的损失。
[0020](4)利用刷毛的直径、间距、长度、分布范围、材质等参数与降噪量之间的规律，可以将这种尾缘刷毛结构应用到无人机或其他旋转机械降噪等领域，使得降噪有规律可循。【附图说明】[0〇21]图1是本实用新型的结构不意图；
[0022] 图2是刷毛的间距不意图；[0〇23]图3是刷毛的长度不意图；[0〇24]图4是刷毛的分布范围示意图。【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。
[0026]如图1所示，一种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，包括桨叶1，桨叶1的尾缘2上沿径向固定设有由若干刷毛均匀分布构成的刷毛阵列3。刷毛的方向与其所在尾缘处的切线方向垂直。刷毛阵列3通过胶水或开设在尾缘2上的槽孔固定在尾缘2上。[〇〇27]旋翼的桨叶水平安装，其结构为上凸下平或下凹，利用其旋转时上下表面气流速度不同，获得压强差，从而产生升力。螺旋桨的桨叶垂直安装，其翼型呈倾斜的扇面形状，通过旋转时将气流排出或吸进，获得反向的推力或拉力。[〇〇28] 刷毛阵列3的主要参数包括刷毛的直径、刷毛的间距、刷毛的长度、刷毛的分布范围、刷毛的材质，具体介绍如下:
[0029](1)刷毛的直径取值为0.01?2mm。[〇〇3〇] (2)刷毛的间距指的是两相邻刷毛之间的空隙距离，刷毛的间距a取值为0?10mm， 如图2所示。
[0031](3)刷毛的长度指的是刷毛超出尾缘2的边缘位置的长度，刷毛的长度b取值为50mm以内，如图3所示。[〇〇32](4)刷毛的分布范围c取值为翼展的80%以内，分布方向为从翼尖开始往根部延伸，如图4所示。
[0033](5)刷毛可以是多种材质的毛，如不锈钢丝、纤维丝、塑料、天然毛料等。
[0034]其中，塑料根据不同的使用特性，可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。通用塑料主要有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)五大品种;工程塑料主要有聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA，俗称尼龙)、 聚甲醛(P0M)、改性聚苯醚(MPP0)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚对苯二甲酸类塑料(PET) 包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT);特种塑料主要有氟塑料、有机硅、增强塑料和泡沫塑料。
[0035]天然毛料有猪鬓、马毛、白棕、剑麻、羊毛等。
[0036]本实用新型的桨叶尾缘刷毛阵列结构具有可移植性，除了无人机旋翼或螺旋桨之夕卜，还可以用于其他需要降噪的旋转机械，如风扇、发动机的扇叶、舰船、飞机等，能够有效降低噪声。
[0037]以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，包括桨叶，其特征在于:所述桨叶 的尾缘上沿径向固定设有由若干刷毛均匀分布构成的刷毛阵列，所述刷毛的方向与其所在 尾缘处的切线方向垂直。2.根据权利要求1所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，其特征在于:所 述刷毛阵列通过胶水或开设在尾缘上的槽孔固定在尾缘上。3.根据权利要求1所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，其特征在于:所 述刷毛的直径为0.01?2mm。4.根据权利要求1所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，其特征在于:所 述相邻刷毛的间距为〇?l〇mm。5.根据权利要求1所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，其特征在于:所 述刷毛伸出尾缘边缘位置的长度为50mm以内。6.根据权利要求1所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，其特征在于:所 述刷毛的分布方向为从翼尖开始往根部延伸，分布范围为翼展的80%以内。7.根据权利要求1所述的基于刷毛阵列的低噪声无人机旋翼/螺旋桨，其特征在于:所 述刷毛的材质选用不锈钢丝、纤维丝、塑料或天然毛料。
【文档编号】B64C27/467GK205602120SQ201620047940
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】张晓晓, 孔德义, 李山山, 王兵
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院