一种低噪声螺旋桨的制作方法

1.本发明属于飞机螺旋桨设计技术领域，涉及一种低噪声螺旋桨。


背景技术：

2.世界各航空先进国家对飞机的噪声强度都有严格的限制，对于螺旋桨飞机来说，约百分之九十的噪声都是由螺旋桨产生。螺旋桨噪声是衡量螺旋桨性能优劣的准则之一，其噪声的主要来源是叶片旋转发声。螺旋桨噪声会产生很多不良后果，主要体现在以下三个方面：首先，螺旋桨在飞行过程中，噪声通过气流传递到机舱内部，影响舱内乘客舒适度和体验感；其次，螺旋桨噪声诱导产生的声疲劳与结构振动，对飞行安全有很大隐患；第三，噪声会影响机场所在地区环境。因此，在螺旋桨气动性能不变的前提下，降低噪声对于飞机和螺旋桨都是至关重要的。
3.在技术指标为：最大飞行速度是50m/s，最大飞行高度5000m，巡航效率是83％的螺旋桨飞机中，现有飞机中远场噪声最小指标为68db，其螺旋桨的桨叶平面形状见图1；为了进一步降低远场噪声，需要对其螺旋桨的桨叶进行重新优化设计。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：设计一种低噪声螺旋桨，以满足在最大飞行速度50m/s，最大飞行高度5000m，巡航效率83％的条件下，远场噪声不大于66db。
5.为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种低噪声螺旋桨，所述的低噪声螺旋桨参数如下：
7.螺旋桨桨叶数为3；螺旋桨直径1770～1970mm；桨叶各切面采用翼型ara-d；不同相对半径下各切面的弦长、扭角、后掠值满足如下条件：
8.相对半径为0.2时，后掠为56～65mm，弦长为135～140mm，扭角为26
°
～31
°
；
9.相对半径为0.25时，后掠为55～62mm，弦长为130～135mm，扭角为22
°
～27
°
；
10.相对半径为0.3时，后掠为53～59mm，弦长为126～131mm，扭角为17
°
～22
°
；
11.相对半径为0.45时，后掠为48～53mm，弦长为112～117mm，扭角为8
°
～13
°
；
12.相对半径为0.6时，后掠为43～48mm，弦长为98～103mm，扭角为1
°
～6
°
；
13.相对半径为0.7时，后掠为39～44mm，弦长为88～93mm，扭角为-3
°
～3
°
；
14.相对半径为0.8时，后掠为33～39mm，弦长为76～82mm，扭角为-5
°
～0
°
；
15.相对半径为0.9时，后掠为26～32mm，弦长为64～69mm，扭角为-8
°
～-3
°
；
16.相对半径为0.95时，后掠为21～26mm，弦长为57～63mm，扭角为-9
°
～-4
°
；
17.相对半径为0.975时，后掠为18～23mm，弦长为54～59mm，扭角为-10
°
～-5
°
；
18.所述后掠为轴线到前缘距离。
19.进一步地，不同相对半径下各切面的弦长、扭角、后掠值满足如下条件：
20.相对半径为0.2时，后掠为58～63mm，弦长为136～139mm，扭角为27
°
～30
°
；
21.相对半径为0.3时，后掠为54～58mm，弦长为127～130mm，扭角为18
°
～21
°
；
22.相对半径为0.6时，后掠为44～47mm，弦长为99～102mm，扭角为2
°
～5
°
；
23.相对半径为0.7时，后掠为40～43mm，弦长为89～92mm，扭角为-2
°
～2
°
；
24.相对半径为0.8时，后掠为34～38mm，弦长为77～81mm，扭角为-4
°
～-1
°
；
25.相对半径为0.9时，后掠为27～31mm，弦长为65～68mm，扭角为-7
°
～-4
°
。
26.更进一步地，不同相对半径下各切面的弦长、扭角、后掠值满足如下条件：
27.相对半径为0.25时，后掠为56～61mm，弦长为131～134mm，扭角为23
°
～26
°
；
28.相对半径为0.45时，后掠为49～52mm，弦长为113～116mm，扭角为9
°
～12
°
；
29.相对半径为0.95时，后掠为22～25mm，弦长为58～62mm，扭角为-8
°
～-4
°
；
30.相对半径为0.975时，后掠为19～22mm，弦长为55～58mm，扭角为-9
°
～-6
°
。
31.进一步地，不同相对半径下各切面的弦长、扭角、后掠值满足如下条件：
32.相对半径为0.2时，后掠为59～62mm，弦长为137～138mm，扭角为28
°
～29
°
；
33.相对半径为0.3时，后掠为55～57mm，弦长为128～129mm，扭角为19
°
～20
°
；
34.相对半径为0.6时，后掠为45～46mm，弦长为100～101mm，扭角为3
°
～4
°
；
35.相对半径为0.7时，后掠为41～42mm，弦长为90～91mm，扭角为-1
°
～1
°
；
36.相对半径为0.8时，后掠为35～37mm，弦长为78～80mm，扭角为-3
°
～-2
°
；
37.相对半径为0.9时，后掠为28～30mm，弦长为66～67mm，扭角为-6
°
～-5
°
。
38.进一步地，不同相对半径下各切面的弦长、扭角、后掠值满足如下条件：
39.相对半径为0.25时，后掠为58～60mm，弦长为132～133mm，扭角为24
°
～25
°
；
40.相对半径为0.45时，后掠为50～51mm，弦长为114～115mm，扭角为10
°
～11
°
；
41.相对半径为0.95时，后掠为23～24mm，弦长为59～61mm，扭角为-7
°
～-6
°
；
42.相对半径为0.975时，后掠为20～21mm，弦长为56～57mm，扭角为-8
°
～-7
°
。
43.优选地，不同相对半径下各切面的弦长、扭角、后掠值满足如下条件：
44.相对半径为0.2时，后掠为61.77mm，弦长为137.45mm，扭角为28.95
°
；
45.相对半径为0.3时，后掠为56.36mm，弦长为128.11mm，扭角为19.96
°
；
46.相对半径为0.6时，后掠为45.70mm，弦长为100.26mm，扭角为3.29
°
；
47.相对半径为0.8时，后掠为36.12mm，弦长为78.99mm，扭角为-2.72
°
。
48.相对半径为0.25时，后掠为58.84mm，弦长为132.74mm，扭角为24.19
°
；
49.相对半径为0.45时，后掠为50.65mm，弦长为114.42mm，扭角为10.02
°
；
50.相对半径为0.7时，后掠为41.63mm，弦长为90.09mm，扭角为0.00
°
；
51.相对半径为0.9时，后掠为28.44mm，弦长为66.68mm，扭角为-5.23
°
。
52.相对半径为0.95时，后掠为23.56mm，弦长为59.98mm，扭角为-6.52
°
；
53.相对半径为0.975时，后掠为20.83mm，弦长为56.49mm，扭角为-7.19
°
。
54.本发明的有益效果是：螺旋桨的气动性能和噪声水平均是由桨叶气动外形决定，降低噪声必须改变气动外形，这种改变一般会降低螺旋桨气动性能。因此，使得螺旋桨降噪1～2db较为困难。本发明在保持螺旋桨气动性能不降低的前提下，噪声降低2db，降低了3％。
附图说明
55.为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的
附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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。
56.图1为现有螺旋桨桨叶平面形状示意图；
57.图2为本发明的螺旋桨桨叶平面形状示意图。
具体实施方式
58.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。
59.螺旋桨桨叶数为3；螺旋桨直径1850mm、1860mm、1870mm、1880mm、1890mm；桨叶各切面采用翼型ara-d；进行了优化，得到下列多个桨叶形状，
60.不同相对半径下各切面的弦长、扭角、后掠值满足如下条件：
61.表1
62.相对半径后掠(轴线到前缘距离)弦长扭角0.261.77137.4528.950.2558.84132.7424.190.356.36128.1119.960.4550.65114.4210.020.645.70100.263.290.741.6390.090.000.836.1278.99-2.720.928.4466.68-5.230.9523.5659.98-6.520.97520.8356.49-7.19
63.表2
[0064][0065][0066]
表3
[0067]
相对半径后掠(轴线到前缘距离)弦长扭角0.262138290.255913325
0.357129200.4551115110.64610140.7429110.83779-30.92967-60.952460-70.9752157-8
[0068]
表4
[0069]
相对半径后掠(轴线到前缘距离)弦长扭角0.261.5137.428.90.2558.8132.724.10.356.3128.119.90.4550.6114.410.00.645.7100.23.20.741.690.00.000.836.178.9-2.70.928.466.6-5.20.9523.559.9-6.50.97520.856.4-7.1
[0070]
表5
[0071]
相对半径后掠(轴线到前缘距离)弦长扭角0.261138.428.10.2559133.724.20.356129.118.90.4551115.411.00.645101.24.20.74291.01.000.83679.9-3.70.92967.6-6.20.9524.560.9-7.50.97521.857.4-8.1
[0072]
表6
[0073]
相对半径后掠(轴线到前缘距离)弦长扭角0.261.1137.128.20.2558.2132.324.20.356.1128.819.30.4550.4114.610.2
0.645.1100.13.30.741.390.30.20.836.578.9-2.30.928.766.1-5.30.9523.959.2-6.40.97520.156.1-7.5
[0074]
表7
[0075]
相对半径后掠(轴线到前缘距离)弦长扭角0.261.9138.127.20.2558.7133.325.10.355.7129.218.80.4548.6115.411.10.643.7101.12.10.743.691.10.20.837.179.2-3.30.926.467.6-4.90.9525.558.2-5.60.97521.855.3-6.8
[0076]
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。