[发明专利]一种螺旋桨叶片的设计方法

权利要求书

1.一种螺旋桨叶片的设计方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，确定螺旋桨的总体参数；

步骤2，选择翼型；

步骤3，确定叶素当地推力dT：

根据叶素当地效率确定叶素当地推力dT；

由式(3)确定叶素当地推力dT

式中：dT—叶素当地推力；η—叶素当地效率，由公式(2)计算得出；V—飞行速度；dW—叶素当地功率，按Betz条件确定；

所述叶素当地效率的定义是：

其中：dT—叶素当地推力；V—飞行速度；dW—叶素当地功率；

所述的叶素当地效率分布曲线为：

式中：η—叶素当地效率；—叶素当地相对半径；

步骤4，确定出当地弦长

设定安装角β并根据所选翼型的最佳工作点确定翼型的初始c_x和c_y，通过下式确定出叶素当地弦长

式中：ρ—空气密度；n_s—每秒钟转速；D—螺旋桨直径；β—安装角；c_y—叶素的升力系数；c_x—叶素的阻力系数；—叶素当地相对半径；—叶素展向宽度；

步骤5，确定叶素迎角：

按如下公式确定叶素迎角

α＝φ-β (5)

式中：α—叶素迎角；φ—气流角；β—安装角；

步骤6，确定叶素安装角：

利用半径处的翼型气动特性数据，通过公式(6)和(7)：

c'_x＝f(α,M_a,Re) (6)

c′_y＝g(α,M_a,Re) (7)

得到c′_x和c′_y,并与步骤4中确定的初始c_x和c_y进行比较；若c′_x和c′_y与初始所述c_x和c_y不一致，则调整β值，直至二者之差小于0.001；调整β值采用牛顿迭代法进行；所述的式(6)和(7)分别表示翼型的阻力系数c′_x和升力系数c′_y与翼型的迎角α、马赫数Ma和雷诺数Re的关系，通过查ARA_D翼型的性能曲线得到；

步骤7，三维建模和修形：

按常规方法，根据确定的当地弦长和当地安装角进行螺旋桨三维建模；按照螺旋桨在发动机上的安装要求，对螺旋桨的根部进行修形；至此，完成了螺旋桨叶片的设计。

2.如权利要求1所述螺旋桨叶片的设计方法，其特征在于，所确定的螺旋桨的总体参数包括：需用功率50kW；桨叶数B＝4；桨叶直径D＝800mm；飞行高度H＝6000km；飞行速度V＝150km/h；螺旋桨转速n＝5500r.p.m.。

3.如权利要求1所述螺旋桨叶片的设计方法，其特征在于，所述的叶素是指沿桨叶径向垂直于半径切出的桨叶薄片；桨叶由沿径向不同半径处的叶素组合而成。