專利名稱：一種設(shè)有副槳的新概念空氣螺旋槳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機推進效率氣動措施，具體是一種設(shè)有副槳的新概念空氣螺旋槳。
現(xiàn)今世界各國的螺旋槳飛機，由于螺旋槳現(xiàn)有技術(shù)特征的限制，在飛行速度大于700公里/時以后，效率急劇下降?！爸袊蟀倏迫珪薄逗娇蘸教臁返?74頁說“在速度低于700公里/時的情況下，空氣螺旋槳推進效率較高，速度繼續(xù)增大，推進效率急劇下降。同時，飛機所需的功率隨速度的三次方正比增加”。原蘇聯(lián)庫羅奇金著《垂直起落飛機設(shè)計原理》(國防工業(yè)出版社1973年版)第49頁說“螺旋漿動力裝置如以平飛速度飛行時，螺旋漿拉力下降很快，對重載螺旋槳說，當速度V≌900公里/小時(M≌0.75)時，拉力相當于懸停狀態(tài)的20-25％，輕載螺旋動力裝置的拉力隨速度的上升反而下降的更加急劇?！边@是因為，現(xiàn)有的螺旋槳飛機在以大于700公里/時的速度飛行時，槳葉背面局部氣流將超過音速，以至出現(xiàn)激波，引起激波后面的氣流分離，使螺旋槳旋進阻力急增，推進效率劇減，機械抖震和噪聲發(fā)射也相應(yīng)增加。由于這些原因，致使現(xiàn)有的空氣螺旋槳飛機不僅難以跨越高亞音速區(qū)而進入超音速飛行，還難以躋身于對噪聲達標十分敏感的現(xiàn)代旅客空運行業(yè)。空氣螺旋槳動力裝置在中低亞音速區(qū)的許多獨有的優(yōu)越性未能得到有效的延伸和擴展。
本發(fā)明的目的，是提供一種可使空氣螺旋槳動力裝置具有推遲激波產(chǎn)生和向槳葉背面實施附面層吹氣功能從而可使螺旋槳飛機能跨越高亞音速區(qū)而進入超音速飛行的一種設(shè)有副槳的新概念空氣螺旋槳。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有同槳轂固接、其橫截面外形同機翼相似的多片槳葉，其特征是它的主漿前緣設(shè)有齒條形副槳，副槳與主槳之間設(shè)有條形氣縫，槳刀將條形氣縫橫向分割，且將主槳和副槳固接成一高強度整體。下面，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明

圖1是本發(fā)明的俯視平面2是圖1中任一槳葉的I-IV截面剖視3是本發(fā)明的局部放大4是圖3的I-I剖視5是圖4的I-I剖視中1、槳轂；2、主槳；3、副槳；4、槳刀；5、條形氣縫；6、三角齒。
從圖1-5可知，副槳3置于主槳2的前緣位置，且副槳3從槳根到槳尖面對旋進方向均勻布有后掠角大于30度的三角齒6，這樣，設(shè)三角齒后掠角為45度，則齒前來流速度V的法向分量 ；這證明激波只有在更高的旋進速度下才會出現(xiàn)，從而使激波的產(chǎn)生得到推遲，其功能類似于后掠翼或三角翼組合；由此可見，采用槳葉前緣均勻布設(shè)三角齒的氣動措施，可以克服槳葉高速旋進，其背部氣流達到音速而出現(xiàn)激波，進而激波后部出現(xiàn)嚴重氣流分離和劇烈噪聲發(fā)射的障礙，使螺槳動力飛機能夠跨越高亞音速區(qū)，進入高效率超音速飛行的王國。
而由于槳葉上各點園周速度同該點到轉(zhuǎn)軸的距離成正比，所以，槳葉各剖面外部的實際氣流速度也和該剖面到轉(zhuǎn)軸的距離成正比關(guān)系，這樣，從理論上說，設(shè)于副槳3上的三角齒6的后掠角也應(yīng)隨該齒至轉(zhuǎn)軸的距離而異，不宜一律。但是，一律便于制作，一般按計算統(tǒng)取最佳后掠角實施即可。
如3-5圖所示，條形氣縫5穿透槳葉兩面，設(shè)于主槳2和副槳3之間大安裝角槳段，其截面構(gòu)形如同朝主槳2背面后緣漸縮彎曲且前后兩端縫口均向外部大氣敞開的海螺形管道，槳刀4置于相鄰條形氣縫5之間，與主槳2和副槳3固接，如同橢圓形立柱。三角齒6的尖部、兩腰以及相鄰三角齒兩腰的接合部外部輪廓線均為鈍圓形。這樣，槳葉各部位均滿足較高的強度要求和較小的型陰要求，從而有利于實現(xiàn)螺旋槳的高轉(zhuǎn)速大推力特性。眾所周知，縫翼打開，可延緩機翼前緣氣流分離，增加機翼升力；向槳背后緣彎曲的條形氣縫5在槳葉作大迎角旋進時，借助高壓面氣流從中沿著主槳2背面快速吹出時產(chǎn)生附面層效應(yīng)，從而可以加大槳葉2高低壓兩面的壓差，進一步提高螺旋槳的拉力。
根據(jù)飛行速度愈是接近作為工作介質(zhì)的氣流速度，其推進效率便愈高的原理，成立公知的推進效率nf的計算公式如下nf=21+VeV]]>式中Ve為工作介質(zhì)流速V為飛行器飛行速度根據(jù)上述公式可知，由于空氣螺旋槳的直徑遠大于噴氣發(fā)動機，作為工作介質(zhì)的單位時間空氣流量大，因而在發(fā)動機功率相同時，螺旋槳的推力要大得多。一般來說，螺旋槳推進器的氣流速度Ve較小，略大于V，幾乎與V接近，所以，螺旋槳推進器的推進效率不僅遠大于渦噴發(fā)動機，還遠高于渦扇發(fā)動機，因而，它油耗小，有利于實現(xiàn)不作空中加油的超遠距飛行；又因渦輪螺旋槳發(fā)動機同油耗相關(guān)的排熱量較少，所以其排氣溫度相應(yīng)較低，這對于軍用飛機避開敵方紅外尋的導彈攻擊特別有利；螺旋槳推進器起飛拉力大，著陸時可以反槳減速，這對飛機實現(xiàn)短距起落以及艦載使用也很需要。然而，處在當今高科技迅猛發(fā)展的國際環(huán)境中，螺旋槳動力裝置只有在解決了上述推遲激波產(chǎn)生，有效減小波阻和噪聲，從而可使飛機跨越高亞音速區(qū)進入超音速飛行之后，螺旋槳飛機的上述多方面優(yōu)勢才具有尖端應(yīng)用的可靠的現(xiàn)實性。
綜上所述，可知本發(fā)明不僅對于擴展螺旋槳飛機的民用范圍和民用層次，尤其對于擴展螺旋槳飛機的軍用范圍和軍用層次都具有特別重要的現(xiàn)實意義。它對于我國軍用新型運輸機、空中加油機，特種軍用機以及垂直和短距起落飛機、艦載機的研制，都具有獨特的功效；它的基本方法，還同樣適于新型多用途高速旋翼機的研制。運用本發(fā)明新概念螺旋槳作為推進器的飛機，它具有高的推重比和大的空氣流量，起飛和著陸滑跑距離短，可從受破壞的跑道或航空母艦起飛著陸；它兼容低亞音速待機和起音速截擊沖刺的特性，所以它具有較高的機動能力；它的排氣溫度低，紅外信號最小，因而具有較高的生存力；它耗油最省，具有比噴氣飛機大得多的航程；它具有較低的噪聲發(fā)射，從而能使旋翼機在提高旋翼性能、取得較高前飛速度時，還能獲得較優(yōu)的乘坐舒適性。
本發(fā)明新型空氣螺旋槳的槳轂1由合金鋼或合金鋁制作，主槳2、副槳3、槳刀4均可由合金鋼、合金鋁或復合材料制作。
權(quán)利要求
1.一種新概念空氣螺旋槳，具有同槳轂固接、其橫截面外形與機翼相似的多片漿葉，其特征是它的主槳(2)前緣設(shè)有齒條形副槳(3)，副槳(3)與主槳(2)之間設(shè)有條形氣縫(5)，槳刀(4)將條形氣縫(5)橫向分割且將主槳(2)和副槳(3)固連成一高強度整體。
2.如同權(quán)利要求1所述的新概念空氣螺旋槳，其特征是副槳3上從槳根到槳尖均勻布設(shè)三角齒(6)的齒尖面向旋進方向，后掠角大于30度，呈等腰三角形；其尖部、兩腰以及相鄰三角齒兩腰的接合部外部輪廓線均為鈍園形。
3.如同權(quán)利要求1所述的新概念空氣螺旋槳，其特征是條形氣縫(5)穿透槳葉兩面，設(shè)于副槳(3)和主槳(2)之間大安裝角槳段，其截面構(gòu)形如同朝主槳(2)背部后緣漸縮彎曲且前后兩端縫口向外部大氣敞開的海螺形管道。
4.如同權(quán)利要求所述的新概念空氣螺旋槳，其特怔是槳刀4置于相鄰條形氣縫之間，與主槳(2)和副槳(3)固接，如同橢園形立柱。
全文摘要
一種設(shè)有副槳的新概念空氣螺旋槳，由槳轂1、主槳2、副槳3、槳刀4、條形氣縫5組成；副槳3置于主槳2前緣位置，由于其槳根至槳尖面向來流方向均勻布有后掠角大于30度的三角齒6，使齒前來流速度的法向分量小于槳葉的旋進速度，因此，可以推遲激波產(chǎn)生，使螺旋飛機能跨越高亞音速區(qū)進入超音速飛行。
文檔編號B64C11/20GK1133252SQ9510413
公開日1996年10月16日 申請日期1995年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月13日
發(fā)明者樂正偉 申請人:樂正偉