[发明专利]开式转子及其翼型

说明书

本申请提供一种开式转子翼型装置，其包括翼型主体，所述翼型主体具有间隔开的压力侧和吸力侧，所述压力侧和吸力侧从根部到尖端沿翼展径向延伸并且在间隔开的前缘和后缘之间沿翼弦轴向延伸；所述翼型主体的外部部分内的所述前缘的大部分具有等于或大于预定扫掠轮廓的后向扫掠，在存在跨音速或超音速相对速度条件的情况下，选择所述预定扫掠轮廓以在所述翼型主体的尖端半径处产生0.75马赫或更小的垂直于所述前缘的叶片相对速度分量，并且在所述尖端半径的65％处产生0.87马赫或更小的垂直于所述前缘的叶片相对速度分量，垂直于所述前缘的叶片相对速度分量在两个极限之间线性变化。本申请还提供一种开式转子装置及其操作方法。

技术领域

本申请总体上涉及飞行器推进，并且更具体地涉及包含用于推进的开式转子的飞行器发动机。

背景技术

众所周知使用开式转子提供飞行器推进，所述开式转子通常被定义为包括承载翼型的阵列的可旋转毂的装置，所述翼型的阵列构造成产生推力，并且未被外护罩围绕。

一种类型的开式转子是常规推进器。这些主要用于低速应用，并且在高亚音速下通常变得无效率。

使用开式转子以使用为其优化的叶片推进更高速度的车辆；这些类型的开式转子通常被称为“支撑风扇”或“无导管风扇”。在高速亚音速飞行中，转子转速，叶片半径和飞行速度的组合导致通过周围空气的超音速的叶片速度，特别是在外翼展处。当接近叶片前缘的流动在转子参考系中是超音速时，并且如果沿着叶片翼展的前缘扫掠相对较低，则弓形冲击波(或简称“弓形冲击”)将存在于前缘的上游。开式转子弓形冲击远离转子传播并且可能产生噪音，以及效率损失。

因此，在现有技术中，通常接受的做法是高速开式转子叶片必须使用薄前缘，从而最小化弓形冲击波的尺寸，强度和影响。然而，使用薄前缘的叶片的一个问题在于，它们不能在大的正和负叶片气流入射角下高效地操作。

发明内容

该问题通过用于高速亚音速飞行的开式转子叶片来解决，其具有与相对较厚的前缘组合的机械扫掠。

根据本说明书所描述的技术的一个方面，一种用于开式转子的翼型装置包括：翼型主体，所述翼型主体具有从根部到尖端沿翼展径向延伸并且在间隔开的前缘和后缘之间沿翼弦轴向延伸的间隔开的压力侧和吸力侧；其中所述翼型主体的外部部分内的所述前缘的大部分具有等于或大于预定扫掠轮廓的后向扫掠，其中在存在跨音速或超音速相对速度条件的情况下，选择所述预定扫掠轮廓以在所述翼型主体的尖端半径处产生0.75马赫或更小的垂直于所述前缘的叶片相对速度分量，并且在所述尖端半径的65％处产生0.87马赫或更小的垂直于所述前缘的叶片相对速度分量，垂直于所述前缘的叶片相对速度分量在所述两个极限之间线性变化；并且其中所述叶片的每一个具有在0.5％弦向位置处测量的大于所述翼弦的0.45％的前缘厚度。

根据本说明书所描述的技术的另一个方面，一种开式转子装置包括：第一翼型排，所述第一翼型排包括围绕轴向中心线可旋转并且承载翼型状叶片的环形阵列的第一盘，其中所述叶片的每一个具有从根部到尖端沿翼展径向延伸并且在间隔开的前缘和后缘之间沿翼弦轴向延伸的间隔开的压力侧和吸力侧，其中所述第一翼型排的叶片的每一个具有在其外部部分内的前缘前向扫掠或后向扫掠，以及在所述外部部分内在0.5％弦向位置处测量的大于所述翼弦的0.45％的前缘厚度；以及布置在所述第一翼型排的下游的第二翼型排。