螺旋桨、动力组件及飞行器的制作方法

本实用新型涉及螺旋桨技术领域，特别是涉及一种螺旋桨、动力组件及飞行器。

背景技术：

飞行器上的螺旋桨，作为飞行器的重要关键器件，其用于将电机或发动机中转轴的转动转化为推力或升力。现有技术中的螺旋桨，其外形形状大多呈矩形，其阻力大、效率低，导致飞行器的飞行速度慢、续航时间短，严重影响了飞行器的飞行性能。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前的螺旋桨存在的阻力大、效率低等问题，提供一种能够减少阻力、提高效率，并且能够增加飞行器续航时间，提升飞行器飞行性能的螺旋桨。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种螺旋桨，包括桨毂和连接在桨毂上的桨叶，所述桨叶围绕桨毂的中心轴线旋转形成桨盘，其中：

所述桨叶在距离桨毂中心为所述桨盘半径75%处的攻角为12±2.5°，弦长为11mm±3mm；

所述桨叶在距离桨毂中心为所述桨盘半径85%处的攻角为11±2.5°，弦长为9.5mm±3mm。

在其中一个实施例中，所述桨叶在距离桨毂中心为所述桨盘半径50%处的攻角为18±2.5°，弦长为13.4mm±3mm。

在其中一个实施例中，所述桨叶在距离桨毂中心为所述桨盘半径35%处的攻角为20±2.5°，弦长为14mm±3mm。

在其中一个实施例中，所述桨叶在距离桨毂中心为所述桨盘半径95%处的攻角为10±2.5°，弦长为7.5mm±3mm。

在其中一个实施例中，所述桨盘的直径为140mm±30mm。

在其中一个实施例中，所述桨叶包括一个朝上的叶背、一个朝下的叶面，连接于所述叶背及所述叶面的一侧之间的一个前缘，及连接于所述叶背及所述叶面的另一侧之间的一个后缘，所述叶背的横截面及所述叶面的横截面均弯曲，所述后缘位于前缘的下方。

在其中一个实施例中，所述叶面包括一个曲面状的向下凸出的第一突出部，所述前缘包括一个曲面状的向外凸出的第二突出部，所述后缘包括一个曲面状的向外凸出的第三突出部。

在其中一个实施例中，所述第一突出部、第二突出部、第三突出部均靠近桨毂。

在其中一个实施例中，所述螺旋桨的螺距为70.12mm。

在其中一个实施例中，连接在桨毂上的桨叶至少为两片，所述桨叶绕桨毂周向均匀分布。

在其中一个实施例中，桨叶为折叠桨叶，所述桨毂的周侧对称设置有两个固定座，两片所述桨叶分别可转动的安装在两个固定座上。

本实用新型还提供了一种动力组件，包括驱动件和任一上述的螺旋桨，所述驱动件与桨毂相连接，所述驱动件的KV值为2000-3000转/（分钟·伏特）。

本实用新型还提供了一种飞行器，包括机身和至少一个上述的动力组件，所述动力组件与所述机身相连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的螺旋桨通过对桨叶中、后部处的攻角和弦长的改进，增加了螺旋桨旋转一周排出的空气量，提高了最大推力，并且能够降低螺旋桨在转动过程中的阻力，提高飞行器的飞行速度，在能耗相同的条件供给下延长航行距离，提升飞行性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的螺旋桨的反转桨叶的主视图；

图2为本实用新型实施例的螺旋桨的正转桨叶的主视图。

图3为本实用新型实施例的螺旋桨的反转桨叶的立体图；

图4为图1中A-A方向的剖视图；

图5为图1中B-B方向的剖视图；

图6为图1中C-C方向的剖视图；

图7为图1中D-D方向的剖视图；

图8为图1中E-E方向的剖视图。

其中：

100-桨毂；

110-固定座；

200-桨叶；

210-叶背；

230-前缘；

240-后缘。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的螺旋桨可以为正桨或反桨，所谓正桨，指的是顺时针旋转而产生升力的螺旋桨；所谓反桨，指的是逆时针旋转而产生升力的螺旋桨。如图1和图2所示，正桨的结构与反桨的结构呈镜面对称， 在本实施方式中仅以反桨的结构为例进行说明，本领域技术人员可以根据本实施方式进行扩展而得到正桨的结构。

如图1和图3所示，本实用新型提供的螺旋桨包括桨毂100和连接在桨毂100上的桨叶200，桨叶200围绕桨毂100的中心轴线旋转形成桨盘，桨叶200的数量可以为一片或两片以上，多片桨叶200可以绕桨毂100周向均匀分布，本实施中的桨叶200为两片，对于该两片桨叶200，其中一片桨叶200绕桨毂100中心旋转180°可与另一片桨叶200完全重合。为了节约收纳空间，本实用新型提供的螺旋桨为折叠式桨叶，在桨毂100的周侧对称设置有两个固定座110，两片桨叶200分别可转动的安装在两个固定座110中，当需要螺旋桨工作时，将两片桨叶200绕固定座转动展开呈中心对称，当需要收纳时，将两片桨叶200绕固定座转动相互靠近位于桨毂100的一侧，可以节约螺旋桨所占用的空间。

桨叶200包括一个朝上的叶背210、一个朝下的叶面，连接于叶背210及叶面的一侧之间的一个前缘230，及连接于叶背210及叶面的另一侧之间的一个后缘240，叶背210的横截面及叶面的横截面均弯曲，后缘240位于前缘230的下方。

叶面包括一个曲面状的向下凸出的第一突出部，前缘230包括一个曲面状的向外凸出的第二突出部，后缘240包括一个曲面状的向外凸出的第三突出部。第一突出部、第二突出部、第三突出部均靠近桨毂。桨叶200表面均为平滑过渡，没有急剧扭转之处，所以具有较小的应力，强度高，不易折断，具有较高的可靠性。

参见图4至图8所示，本方案对桨叶的形状及截面尺寸进行了改进，以改善螺旋桨的性能。为了便于对截面尺寸改进点进行描述，首先对改进所涉及的定义进行说明：弦长，是指桨叶前缘于该截面上最左侧的端点，后缘于该截面最右侧的端点，两端点在水平方向的距离；攻角，是指前缘于该截面上最左侧的端点，后缘于该截面最右侧的端点，两端点之间的连线与水平方向的夹角；螺距，是指螺旋桨旋转一周，理论上升距离。

桨叶主要推力（升力）主要产生在距离桨毂中心60%-90%的桨盘半径处的桨叶部件上，发生最大推力的桨叶剖面位于距离桨毂中心约75%的桨盘半径处，因此，对图6中的C-C处和图7中的D-D处尺寸的改进最为重要，具体截面尺寸如下：

如图6所示，桨叶在距离桨毂中心为桨盘半径75%处的攻角A3为12±2.5°，弦长D3为11mm±3mm。

如图7所示，桨叶在距离桨毂中心为桨盘半径85%处的攻角A4为11±2.5°，弦长D4为9.5mm±3mm。

进一步地，

如图4所示，桨叶在距离桨毂中心为桨盘半径35%处的攻角A1为20±2.5°，弦长D1为14mm±3mm。

如图5所示，桨叶在距离桨毂中心为桨盘半径50%处的攻角A2为18±2.5°，弦长D2为13.4mm±3mm。

如图8所示，桨叶在距离桨毂中心为桨盘半径95%处的攻角A5为10±2.5°，弦长D5为7.5mm±3mm。

本方案通过对螺旋桨桨叶中的上述截面的弦长和攻角的设定，增加了螺旋桨旋转一周排出的空气量，提高了最大推力，并且能够降低螺旋桨在转动过程中的阻力，提高飞行器的飞行速度，在能耗相同的条件供给下延长航行距离，提升飞行性能。

对于以上技术方案，本实施例提供一种具体的螺旋桨，螺旋桨桨盘的直径为140mm±30mm，桨毂100的中心到桨叶200叶尖的距离为螺旋桨桨盘直径的一半，即桨毂100的中心到桨叶200叶尖的距离为70mm±15mm。

以螺旋桨桨盘直径为140mm为例，桨叶在距离桨毂中心52.5mm（即70mm的75%）处的攻角A3为12°，弦长D3为11mm。

桨叶在距离桨毂中心59.5mm（即70mm的85%）处的攻角A4为11°，弦长D4为9.5mm。

进一步的，桨叶在距离桨毂中心35mm（即70mm的50%）处的攻角A2为18°，弦长D2为13.4mm。

桨叶在距离桨毂中心24.5mm（即70mm的35%）处的攻角A1为20°，弦长D1为14mm。

桨叶在距离桨毂中心66.5mm（即70mm的95%）处的攻角A5为10°，弦长D5为7.5mm。

对于本领域技术人员来说，以上五个截面的位置可以变动，相应的，上述五个截面处的攻角和弦长值也可以相应的改变。

在上述实施例中，螺旋桨的螺距为70.12mm，即螺旋桨旋转一周，理论上升的距离为70.12mm。

本实施例所提供的螺旋桨，与现有技术中的螺旋桨相比，性能有较大提升，具体性能对比见以下对照表。

从以上性能对照表可以明显得知，在获得相同推力（升力）下，本实施例提供的螺旋桨的转速低，噪音小，功耗低；在转速接近的情况下，本实施例提供的螺旋桨的推力（升力）大。

本实用新型还提供了一种动力组件，包括驱动件和上述任一实施例中的螺旋桨，驱动件与桨毂相连接。

驱动件输出端带动螺旋桨整体旋转产生推力，其中驱动件优选为电机，电机的KV值为2000-3000转/（分钟·伏特），在本实施例中，电机的KV值为2350转/（分钟·伏特）。

本实用新型还提供了一种飞行器，包括机身和至少一个上述的动力组件，动力组件与机身相连接。其中动力组件中的螺旋桨通过对桨叶中、后部处的攻角和弦长的改进，增加了螺旋桨旋转一周排出的空气量，提高了最大推力，并且能够降低螺旋桨在转动过程中的阻力，提高飞行器的飞行速度，在能耗相同的条件供给下延长航行距离，提升飞行性能。

对于以上实施例中提供的螺旋桨，桨毂和桨叶可以是一体加工成型，也可以是分别加工后连接固定；同时，桨叶可以是一体式桨叶，也可以为了节约收纳空间，而制作成分体折叠式桨叶，只要折叠式桨叶在展开后满足以上截面的尺寸限定即可达到本专利的发明目的。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。