具有槳尖渦流抑制效應的涵道的製作方法

2023-05-18 00:06:11

專利名稱：具有槳尖渦流抑制效應的涵道的製作方法
技術領域：
本發明屬於飛行器機構技術領域，具體涉及一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道。
背景技術：
涵道螺旋槳(風扇)是一種流體推進裝置。涵道半徑不很大時，動力效率高，故常用作模型飛機、模型飛行車輛及模型船等模型的動力，或者輕小型飛機、飛行車船的動力，或者用作通風等需要加速氣流，產生大於單一螺旋槳(風扇)動力的裝置。涵道螺旋槳(風扇)葉尖與涵道內壁應保留一定間隙，使得螺旋槳(風 扇)與涵道內壁間不產生摩擦，但是葉尖間隙的存在使螺旋槳(風扇)產生葉尖渦流，葉尖渦流帶來阻力，降低了涵道的效率。所以為了提高涵道螺旋槳(風扇)系統的推進效率，應儘可能減小葉尖間隙，理論上間隙最好為零。現有的涵道結構和材料限制，使得葉尖間隙不可能做到很小，即使做到很小接近於零，槳葉在高速旋轉時由於偏心或離心力影響，必然出現不同程度的晃動，這將造成螺旋槳(風扇)葉尖與涵道內壁的碰撞摩擦，使葉尖被削掉，或者涵道內壁被割裂，致使葉尖間隙增大，或者涵道螺旋槳(風扇)系統失效，甚至因為高速旋轉出現事故。由於槳葉高速旋轉時難免出現不同程度晃動，要讓葉尖間隙接近零，需要在材料或結構上尋求突破。因為材料和加工條件的改善需要考慮成本，另外目前的加工條件有限，所以很難突破。實用新型「涵道風扇葉尖間隙渦流抑制結構」本質上是從涵道結構方面做文章，力求葉尖間隙接近零，但是受限於加工安裝精度，考慮到材料加工成本，高速旋轉時槳尖懸臂梁結構的晃動等多方因素，還是不能達到理想的效果。問題就在於該實用新型並沒有避開螺旋槳(風扇)葉尖和涵道內壁的間隙，即使結構再精巧，工藝再精細，依然不理不好間隙問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道，巧妙的繞開葉尖間隙不能無限小的技術難題，有效降低葉尖渦流能量。本發明的技術方案是一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道，涵道的內部安有螺旋槳，在所述螺旋槳的葉片形成的平面下方至所述涵道的下唇口間的所述涵道的內壁上設有環繞形的凸起結構。本發明的有益效果是通過在涵道內壁設定環繞涵道的具有槳尖渦流抑制效應凸起結構，從螺旋槳(風扇)葉尖平面下沿至涵道下唇口，避免了螺旋槳(風扇)葉尖間隙不能接近零，強行減小會出現葉尖與涵道之間摩擦、碰撞等問題，並且有效減小葉尖渦流阻力，提高涵道螺旋槳(風扇)系統的推進效率。具有槳尖渦流抑制效應的凸起結構，不需要特殊加工材料、加工工藝，結構簡單，易於實現。


圖I為本發明結構立體圖；圖2為本發明剖視結構示意圖；圖3為本發明的凸起結構的局部放大圖。其中，I一螺旋槳 2-葉片 3-凸起結構 4-涵道。
具體實施例方式參見附圖1，一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道，涵道4的內部安有螺旋槳1，在所述螺旋槳I的葉片2形成的平面下方至所述涵道4的下唇口間的所述涵道4的內壁上設有環繞形的凸起結構3;參見附圖2、3，所述凸起結構3的數量為一個或一個以上；其截面形狀為三角形、平行四邊形、梯形、橢圓、圓、或其他不規則封閉形狀；或者為三角形、平行四邊形、梯形、橢圓、圓、或其他不規則封閉形狀的疊加。當所述凸起結構3的數量為一個以上時，相鄰之間的所述凸起結構3的距離不做具體限定。對所述凸起結構3相對於所述涵道4內壁在涵道徑向上的高度不限定。在仿真試驗中，定義所述凸起結構3位置參數為沿涵道4內壁母線向螺旋槳I下遊方向的距離為L (mm),凸起結構3截面形狀為半圓,定義其半徑為特徵尺寸a(mm)。對5個條件相同的涵道4，進行定義，其中，螺旋槳I槳盤半徑為275mm，涵道4內壁與葉片2的葉尖間隙為3mm，間隙因子為I. 1%。其它條件詳見表I ;表I.
權利要求
1.一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道，涵道(4)的內部安有螺旋槳(1)，其特徵是，在所述螺旋槳(I)的葉片(2)形成的平面下方至所述涵道(4)的下唇口間的所述涵道(4)的內壁上設有環繞形的凸起結構(3 )。
2.如權利要求I所述的一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道，其特徵是，所述凸起結構(3)的數量為一個或一個以上。
3.如權利要求I或2所述的一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道，其特徵是，所述凸起結構(3)的截面形狀為三角形、平行四邊形、梯形、橢圓、圓、或其他不規則封閉形狀；或者為三角形、平行四邊形、梯形、橢圓、圓、或其他不規則封閉形狀的疊加。
全文摘要
本發明屬於飛行器機構技術領域，具體涉及一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道。一種具有槳尖渦流抑制效應的涵道，它包括螺旋槳(1)和涵道(4)，其特徵是，在所述螺旋槳(1)的葉片(2)形成的平面下方至所述涵道(4)的下唇口間的所述涵道(4)的內壁上，設有環繞形的凸起結構(3)。通過在涵道內壁設定環繞涵道的具有槳尖渦流抑制效應凸起結構，從螺旋槳(風扇)葉尖平面下沿至涵道下唇口，避免了螺旋槳的葉尖間隙不能接近零，強行減小會出現葉尖與涵道之間摩擦、碰撞等問題，並且有效減小葉尖渦流阻力，提高涵道螺旋槳(風扇)系統的推進效率。具有槳尖渦流抑制效應的凸起結構，不需要特殊加工材料、加工工藝，結構簡單，易於實現。
文檔編號B64C11/00GK102745328SQ20121024314
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者徐彬, 楊興邦, 項昌樂 申請人:北京理工大學