一种全断面变距螺旋桨的制作方法

1.本发明涉及螺旋桨叶技术领域，尤其涉及一种全断面变距螺旋桨。


背景技术：

2.飞行追求的是在安全、环保、经济的前提下飞得更高、飞得更快、飞得更远。自动化、智能化控制技术的进步促进了电动垂直起降飞行器的快速发展，极大地拓展了飞行器的应用场景。由于电动垂直起降飞行器所能携带的电源总质量和能量密度有限，因此，对动力总成的能量转换(电功率转换为维持飞行的推/拉力)效率和功重比提出了新的更高的要求，而螺旋桨是输出推/拉力的最终执行部件，因此提高螺旋桨的气动效率、降低螺旋桨装机重量是业内人一贯的追求。
3.气动效率方面，定距螺旋桨和现有刚性气动外形设计变距螺旋桨的最大工作效率点仅为一个点(给定功率转速下的某一来流速度点)，从起飞到巡航，由于来流速度的大范围变化，刚性气动外形螺旋桨的最大工作效率点的设计不可能兼顾。解决所有速度工况下的螺旋桨气动效率问题，是业界共同的追求。
4.目前市场可将螺旋桨分成定距螺旋桨和变距螺旋桨，对于定距螺旋桨，此工作点的桨叶角分布即为各断面的最佳迎角，随着飞行速度的增加，来流角逐渐加大使桨叶迎角变小，桨叶偏离最佳迎角，桨效降低；对于变距桨，随着飞行速度的增加，可以控制螺旋桨增大桨叶角以解决来流角逐渐加大使桨叶迎角变小的问题，但变距是整个桨叶各断面同时增大或减小同样角度(等角度变距)，由于螺旋桨是旋转件，从叶根到叶尖各断面划过的圆周长度差别很大，这造成变距后仅某一桨叶断面处于合适螺距，此断面往叶尖方向桨叶断面螺距过大、往叶根方向桨叶断面螺距不足，螺旋桨效率没有最大化。
5.因此需要一种在变距的同时桨叶各个断面都满足最佳迎角的变距螺旋桨，来满足市场需求。


技术实现要素：

6.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种全断面变距螺旋桨。
7.本发明提出的一种全断面变距螺旋桨，包括桨毂以及通过变距机构安装在所述桨毂上的桨叶，所述变距机构用于带动所述桨叶相对所述桨毂转动，还包括扭力杆，所述扭力杆安装在所述桨毂上，且所述扭力杆沿所述沿桨叶的长度方向设置，所述扭力杆具有与所述桨叶固定的部分，当桨叶变距时所述扭力杆增大与扭力杆固定桨叶部分的变距阻力，需要说明的是，该处所说的变距阻力是指该变距机构带动桨叶变距时所遇到的阻力，具体地，该扭力该在收到一定扭转力时可以发生一定形变即该扭力杆具有一定韧性、塑性。
8.优选地，所述扭力杆远离所述桨毂的一端设有加强部，所述加强部沿所述桨叶的宽度方向设置，所述加强部与所述桨叶固定并延伸至所述桨叶的蒙皮层。
9.优选地，所述扭力杆的轴线与所述桨叶相对所述桨毂转动的轴线重合。
10.优选地，所述扭力杆延伸至所述桨叶的长度等于桨叶总长的70％-95％。
11.优选地，所述扭力杆延伸至所述桨叶的长度等于所述桨叶总长的90％。
12.优选地，所述桨叶包括桨根部、桨尖部和连接部，所述连接部位于所述桨尖部和所述桨根部之间并将所述桨根部和所述桨尖部连接，所述扭力杆贯穿所述桨根部和所述连接部并延伸至所述桨尖部。
13.优选地，所述扭力杆与所述桨根部转动连接，所述扭力杆与所述桨尖部固定连接。
14.优选地，所述扭力杆固定在所桨毂上。
15.优选地，所述扭力杆转动安装在所述桨毂上，且所述桨毂与所述扭力杆之间设有阻挡件，所述阻挡件阻挡所述扭力杆相对所述桨毂转动。
16.本发明中，所提出的全断面变距螺旋桨，当变距机构带动桨叶转动时，通过扭力杆的设置，扭力杆对与扭力杆固定桨叶部分增大阻力，使并未与扭力杆固定部分的桨叶的桨叶角变化大于扭力杆固定部分桨叶的桨叶角，从而达到在不同速度工况下桨叶各断面均能处于有利桨叶迎角(等螺距变距)提升螺旋桨效率的目的。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.图1为本发明结构示意图；
19.图2为本发明主视图；
20.图3为本发明部分剖视图
21.图4为本发明一些实施例中扭力杆与桨毂连接结构示意图；
22.图中：1、桨毂；10、安装孔；11、固定孔；2、桨叶；20、桨根部；21、桨尖部；22、连接部；3、扭力杆；30、加强部；4、阻挡件；5、变距销；6、滑块；7、转动件；8、延伸板。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。
24.如图1-图3所示的一种全断面变距螺旋桨，包括桨毂1以及通过变距机构安装在桨毂1上的桨叶2，变距机构用于带动桨叶2相对桨毂1转动，还包括扭力杆3，扭力杆3安装在桨毂1上，且扭力杆3沿沿桨叶2的长度方向设置并具有与桨叶2固定的部分，当变距机构带动桨叶2变距时扭力杆3增大与扭力杆3固定桨叶2部分的变距阻力，变距时未与扭力杆3固定的部分桨叶2并未收到该扭力杆3的阻力，具体地，该扭力该在收到一定扭转力时可以发生一定形变即该扭力杆3具有一定韧性、塑性。
25.需要说明的是该变距机构为现有技术中可以带动桨叶2转动的部件，在本实施例中的变距机构如图3所示，包括安装在桨叶2根部远离桨叶2尖部一端面的变距销5，变距销5的轴线与该桨叶2根部轴线平行，即该变距销5与该桨叶2根部不同轴，以及安装在桨毂1上的滑块6，通过外界的传动机构带动滑块6滑动，进而滑块6带动变距销5移动进而带动桨叶2根部转动，使桨叶2变距；
26.在桨叶2相对桨毂1转动过程中，通过扭力杆3的干涉增大部分桨叶2变距阻力，进
而使与扭力杆3固定桨叶2部分的扭转角度相对较小，使叶尖(即桨叶2尖部)往叶根方向一定范围内的桨叶2角变化小于主变距销5变距角度，从而达到在不同速度工况下桨叶2各断面均能处于有利桨叶2迎角(等螺距变距)提升螺旋桨效率的目的。
27.优选地，扭力杆3远离桨毂1的一端设有加强部30，加强部30沿桨叶2的宽度方向设置，加强部30与桨叶2固定并延伸至桨叶2尖部的的蒙皮层。
28.优选地，扭力杆3的轴线与桨叶2相对桨毂1转动的轴线重合，便于桨叶2变距。
29.优选地，扭力杆3延伸至桨叶2的长度等于桨叶2总长的70％-95％。
30.进一步地，扭力杆3延伸至桨叶2的长度等于桨叶2总长的90％，且扭力杆3靠近桨毂1的部分与桨叶2转动连接，扭力杆3远离桨毂1的一部分与桨叶2固定连接，进而达到在不同速度工况下桨叶2各端面处均能处于有利桨叶2迎角。提升螺旋桨的效率。
31.和现有技术相同的是桨叶2包括桨根部20、桨尖部21和连接部22，连接部22位于桨尖部21和桨根部20之间并将桨根部20和桨尖部21连接，连接部22、桨尖部21和桨根部20都是桨叶2的一部分，如图1所示，优选地，扭力杆3贯穿桨根部20和连接部22并延伸至桨尖部21，扭力杆3与桨根部20转动连接，扭力杆3与桨尖部21固定连接，且扭力杆3与桨尖部21的蒙皮层固定。
32.在一些实施例中，优选地，扭力杆3固定在所桨毂1上。
33.如图4所示，在一些实施例中，扭力杆3转动安装在桨毂1上，且桨毂1与扭力杆3之间设有阻挡件4，阻挡件4阻挡扭力杆3相对桨毂1转动，具体地，该阻挡件4可以为橡胶片，桨毂1上开有安装孔10，桨毂1转动安装在安装孔10内，且安装孔10的内壁开有固定孔11，橡胶片固定在固定孔11内，且橡胶片延伸出该安装孔10的孔壁，橡胶片延伸出安装孔10内壁的0.1mm-1mm，橡胶片设有多组，且多组橡胶片周向设在该安装孔10内，任意相邻的两组橡胶片之间形成转动空隙，扭力杆3的外径等于安装孔10的孔径，当扭力杆3安装在安装孔10内时，该橡胶片处于压缩状态，进而橡胶片增大对扭力杆3转动的阻力。
34.优选地，为了进一步增大对该桨叶2与桨毂1安装的稳固性，如图1所示该桨叶2的桨根部20靠近桨毂1的一端同轴转动安装有转动件7，转动件7套设在桨根部20的外侧，该转动件7可以为轴承，该轴承的外圈固定在桨毂1上，如图3所示，桨毂1上固定有延伸板8，延伸板8与轴承的下半部分的外壁固定连接，即便是该扭力杆3转动安装在桨毂1上，该桨叶2也可以沿桨叶2的长度方向固定在桨毂1上，即该桨叶2不会脱离桨毂1。
35.需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种全断面变距螺旋桨，包括桨毂(1)以及通过变距机构安装在所述桨毂(1)上的桨叶(2)，所述变距机构用于带动所述桨叶(2)相对所述桨毂(1)转动，其特征在于，还包括扭力杆(3)，所述扭力杆(3)安装在所述桨毂(1)上，且所述扭力杆(3)沿所述沿桨叶(2)的长度方向设置并具有与所述桨叶(2)固定的部分，当桨叶(2)变距时所述扭力杆(3)增大与扭力杆(3)固定桨叶(2)部分的变距阻力。2.根据权利要求1所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述扭力杆(3)远离所述桨毂(1)的一端设有加强部(30)，所述加强部(30)沿所述桨叶(2)的宽度方向设置，所述加强部(30)与所述桨叶(2)固定并延伸至所述桨叶(2)的蒙皮层。3.根据权利要求1所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述扭力杆(3)的轴线与所述桨叶(2)相对所述桨毂(1)转动的轴线重合。4.根据权利要求1所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述扭力杆(3)延伸至所述桨叶(2)的长度等于桨叶(2)总长的70％-95％。5.根据权利要求4所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述扭力杆(3)延伸至所述桨叶(2)的长度等于所述桨叶(2)总长的90％。6.根据权利要求1所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述桨叶(2)包括桨根部(20)、桨尖部(21)和连接部(22)，所述连接部(22)位于所述桨尖部(21)和所述桨根部(20)之间并将所述桨根部(20)和所述桨尖部(21)连接，所述扭力杆(3)贯穿所述桨根部(20)和所述连接部(22)并延伸至所述桨尖部(21)。7.根据权利要求6所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述扭力杆(3)与所述桨根部(20)转动连接，所述扭力杆(3)与所述桨尖部(21)固定连接。8.根据权利要求6-7任意一项所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述扭力杆(3)固定在所桨毂(1)上。9.根据权利要求6-7任意一项所述的全断面变距螺旋桨，其特征在于，所述扭力杆(3)转动安装在所述桨毂(1)上，且所述桨毂(1)与所述扭力杆(3)之间设有阻挡件(4)，所述阻挡件(4)阻挡所述扭力杆(3)相对所述桨毂(1)转动。

技术总结
本发明公开了一种全断面变距螺旋桨，包括桨毂以及通过变距机构安装在所述桨毂上的桨叶，所述变距机构用于带动所述桨叶相对所述桨毂转动，还包括扭力杆，所述扭力杆安装在所述桨毂上，且所述扭力杆沿所述沿桨叶的长度方向设置并具有与所述桨叶固定的部分，当桨叶变距时所述扭力杆增大与扭力杆固定桨叶部分的变距阻力。本发明中，所提出的全断面变距螺旋桨，当变距机构带动桨叶转动时，通过扭力杆的设置，扭力杆对与扭力杆固定桨叶部分增大阻力，使并未与扭力杆固定部分的桨叶的桨叶角变化大于扭力杆固定部分桨叶的桨叶角，从而达到在不同速度工况下桨叶各断面均能处于有利桨叶迎角(等螺距变距)提升螺旋桨效率的目的。迎角(等螺距变距)提升螺旋桨效率的目的。迎角(等螺距变距)提升螺旋桨效率的目的。


技术研发人员：史立 洪俊 胡慧君 王强 丁庆庆
受保护的技术使用者：安徽劲旋风航空科技有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/4