用於飛行器的空氣動力學高性能翼型的製作方法
2023-06-11 01:27:36
專利名稱：用於飛行器的空氣動力學高性能翼型的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於諸如固定翼和/或旋翼飛行器的空氣動力學高性能翼型。
背景技術：
已知一個實施空氣動力學高性能翼型的重要標準是減小其空氣阻力，尤其是通過在其翼型深度的大部分上保持層流來減小其空氣阻力。作為有利的壓力梯度的結果，在這種情況下特別關注高性能翼型底側上的邊界層，該邊界層儘可能地壓抵在高性能翼型鈍形地形成的後邊緣上，以避免氣泡形的氣流分離。這些分離效應被稱作失速，它們導致流動中斷並因而導致性能損失，己知這些分離效應是雷諾數(Re數)的函數。這種不希望的氣泡形成也可能發生在旋翼飛行器的主旋翼或尾部旋翼的旋翼葉片上，並且也會減少圍繞其中的旋翼葉片的氣流，導致產生和發生(如實驗所顯示的)有關推力和俯仰力矩的損失，特別是在旋翼葉片的鈍後緣上會產生和發生這樣的損失，這是因為在那裡也可能存在十分大的反向壓力梯度。
發明內容
本發明的目的是在將用其產生的推力和俯仰力矩方面，對特別是直升機的旋翼葉片的具有空氣動力學表面的翼型的實施方式加以改進。
基於在特別是旋翼葉片的空氣動力學體的高性能翼型的底側上也會形成所不希望的氣泡的發現，根據本發明實現了該目的，這是因為為了在高性能翼型的底側上實現紊流出流，設置過渡條帶且使其在後緣的整個深度上延伸。
從從屬權利要求中可以得到本發明的其它特徵。
根據本發明的較佳實施例，過渡條帶實施為鋸齒形帶，並膠合到空氣動力學高性能翼型的底側上。
根據本發明的另一實施例，過渡條帶實施為所謂的片狀件，即一體形成在空氣動力學高性能翼型的底側上/中的幹涉邊緣。首次由本發明強制形成在特別是具有鈍後緣的旋翼葉片的空氣動力學高性能翼型的底側上的紊流出流，這就令人驚奇地致使升力增大並提高裝有其的旋翼飛行器的穩定性。
在最簡單的情況下，在旋翼葉片的整個深度，即整個半徑上膠合上過渡條帶，該過渡條帶可在空氣動力學高性能翼型的底側上強制形成這樣的紊流；不過，也可以將過渡條帶在旋翼葉片的底側上實施為一體形成在旋翼葉片的翼型中的片狀件。
通過根據本發明的這裡所討論類型的空氣動力學高性能翼型的實施方式，實現了升力和俯仰力矩方面的空氣動力學特性且翼型阻力的增加可忽略不計。在相同的旋翼動力下可以實現旋翼推力的增加。還可以看到另一優點在於，可通過該過渡條帶來實現高性能翼型的較低的雷諾數敏感度，並因而實現較小的諸如在旋翼飛行器旋翼上的非靜態激勵之類的空氣動力學效應。這延長了旋翼葉片和旋翼葉片部件的使用壽命。對於固定翼飛行器的機翼翼型也相應地是同樣的情況。
下文將基於在附圖中示意地示出的示例性實施例來更加詳細地描述本發明。在附圖中.-
圖1是示出根據本發明的用於直升機尾部旋翼葉片的空氣動力學高性能翼型的剖視圖，該翼型具有鈍後緣；和
圖2示出圖1的高性能翼型從下方所見的視圖。
具體實施例方式
在圖1中所示的呈用於直升機尾部旋翼的旋翼葉片的形式的空氣動力學高性能翼型IO包括大幅彎曲的頂表面11和小幅彎曲的下表面12以及翼型突耳14和鈍後緣15。它以如下方式來實施在合適地選擇的&數的情況下，在翼型周圍的氣流儘可能地發生而在該表面的大部分上而沒有氣流分離。為了在後緣15緊接的附近在高性能翼型10的底側上產生(為了實現紊流出流)紊流邊界層，在後緣15的底側上設置過渡條帶16。它在整個深度，即空氣動力學高性能翼型10的旋翼葉片的後緣15的半徑R上延伸，可對照圖2。
過渡條帶16在本示例性實施例中實施為鋸齒形帶的形式，如在詳圖D中所示。它的厚度為0.4mm,寬度為10mm，並在其前緣和後緣上設有鋸齒形部18。經由永久粘性結合來固定過渡條帶16，也可以通過相應的表面實施方式來將其實施為翼型底側上的所謂片狀件(控制緣)。
此外，可以從圖2看到實施為尾部旋翼的旋翼葉片的高性能翼型10的附連凸
緣20上的固定孔19。如果高性能翼型IO實施為用於主旋翼的旋翼葉片，則可以不同的方式來實施附連凸緣20，並且如果高性能翼型10實施為用於固定翼飛機的機翼，則將完全取消附連凸緣20。
通過使用上述的過渡條帶16或片狀件，在翼型的底側12上會實現紊流出流，造成氣流循環，且因此對於升力和動量以及雷諾數特性和因此的性能在可實現的推力方面提高約3%或以上。如果上述空氣動力學高性能翼型10實施為直升機的主旋翼葉片或實施為固定翼飛機的機翼時也是同樣的情況。
附圖標記列表
10高性能翼型
11頂表面
12底表面
14翼型突耳
15後緣
16過渡條帶
18鋸齒形部
19固定孔
20附連凸緣
R半徑
D過渡條帶的詳圖
權利要求
1. 一種用於飛行器的空氣動力學高性能翼型(10)，所述空氣動力學高性能翼型具有在其頂側和底側(11，12)以及鈍後緣(15)上實現不同層流邊界層的彎曲形狀，其特徵在於，為了在所述空氣動力學高性能翼型(10)的底側(12)上實現紊流出流，設置過渡條帶(16)且使其在所述翼型(10)的後緣(15)的整個深度(半徑)上延伸。
2. 如權利要求1所述的空氣動力學高性能翼型，其特徵在於，所述過渡條帶 (16)實施為鋸齒形帶(鋸齒形部18)。
3. 如權利要求1或2所述的空氣動力學高性能翼型，其特徵在於，所述過渡 條帶(16)是膠合上的。
4. 如權利要求1或2所述的空氣動力學高性能翼型，其特徵在於，所述過渡 條帶(16)實施為在靠近所述後緣(15)處一體形成在所述高性能翼型(10)的 底側(12)中的片狀件。
5. 如權利要求1至4所述的空氣動力學高性能翼型，其特徵在於，所述高性 能翼型實施為直升機的主旋翼葉片。
6. 如權利要求1至4所述的空氣動力學高性能翼型，其特徵在於，所述高性 能翼型(10)實施為直升機的尾部旋翼葉片。
7. 如權利要求1至4所述的空氣動力學高性能翼型，其特徵在於，所述高性 能翼型(10)實施為固定翼飛行器的機翼。全文摘要
本發明提供一種用於飛行器的空氣動力學高性能翼型(10)，其中為了強制形成離開底側(12)的邊界層紊流，在後緣(15)緊接的附近設置在後緣的整個長度上延伸的過渡條帶(16)。
文檔編號B64C27/467GK101497371SQ20091000987
公開日2009年8月5日 申請日期2009年1月23日 優先權日2008年1月28日
發明者V·米庫拉 申請人:尤洛考普特德國有限公司