螺旋桨及飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及飞行器技术领域，具体而言，涉及一种螺旋桨及飞行器。


背景技术：

2.飞行器上的螺旋桨，作为飞行器的重要关键器件，其用于将电机或发动机的转动转化为推力或升力。
3.面对载重和效率的需求日益提升,需要拉力更大.效率更高的螺旋桨满足实际工况，现有技术中，发明人经研究发现，由于螺旋桨的设计不合理，导致效率较低、升力较低，难以满足现有需求。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种螺旋桨及飞行器，其能够提升效率以及升力。
5.本实用新型的实施例可以这样实现：
6.本实用新型的实施例提供了一种螺旋桨，其包括桨毂以及安装于所述桨毂的桨叶；
7.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的20％处,所述桨叶的螺距角为18.3
±
0.1度，桨叶弦长为101.4毫米
±
0.1度；
8.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的50％处,所述桨叶的螺距角为12.39
±
0.1度，桨叶弦长为103.58毫米
±
0.1度；
9.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的80％处,所述桨叶的螺距角为5.6
±
0.1度，桨叶弦长为74.95毫米
±
0.1度。
10.可选地，所述螺旋桨的回转半径为698.5毫米；
11.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心139.7毫米处,所述桨叶的螺距角为18.3度，桨叶弦长为101.4毫米；
12.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心349.25毫米处,所述桨叶的螺距角为12.39度，桨叶弦长为103.58毫米；
13.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心558.8毫米处,所述桨叶的螺距角为5.6度，桨叶弦长为74.95毫米。
14.可选地，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的25％处,所述桨叶的螺距角为21.63
±
0.1度，桨叶弦长为126.6毫米
±
0.1度；
15.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的30％处,所述桨叶的螺距角为20.13
±
0.1度，桨叶弦长为132.88毫米
±
0.1度；
16.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的40％处,所述桨叶的螺距角为15.82
±
0.1度，桨叶弦长为122.02毫米
±
0.1度；
17.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的60％处,所述桨叶的螺距角为10.2
±
0.1度，桨叶弦长为99.5毫米
±
0.1度；
18.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的70％处,所述桨叶的螺距角为7.92
±
0.1度，桨叶弦长为86.71毫米
±
0.1度；
19.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的90％处,所述桨叶的螺距角为3.52
±
0.1度，桨叶弦长为62.69毫米
±
0.1度。
20.可选地，所述螺旋桨的回转半径为698.5毫米；
21.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心174.63毫米处,所述桨叶的螺距角为21.63度，桨叶弦长为126.6毫米；
22.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心209.55毫米处,所述桨叶的螺距角为20.13，桨叶弦长为132.88毫米；
23.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心279.4毫米处,所述桨叶的螺距角为15.82度，桨叶弦长为122.02毫米；
24.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心419.1毫米处,所述桨叶的螺距角为10.2度，桨叶弦长为99.5毫米；
25.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心488.95毫米处,所述桨叶的螺距角为7.92度，桨叶弦长为86.71毫米；
26.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心628.65毫米处,所述桨叶的螺距角为3.52度，桨叶弦长为62.69毫米。
27.可选地，所述桨叶的桨尖采用后掠和下反的结构。
28.可选地，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的100％处,所述桨叶的螺距角为-5.5
±
0.1度，桨叶弦长为12.52毫米
±
0.1度；
29.可选地，所述螺旋桨的回转半径为698.5毫米,在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心698.5毫米处,所述桨叶的螺距角为-5.5度，桨叶弦长为12.52毫米。
30.可选地，所述螺旋桨的回转半径为698.5毫米；
31.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的80％处,所述桨叶后掠的距离为0.3毫米。
32.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的90％处,所述桨叶后掠的距离为2毫米。
33.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的100％处,所述桨叶后掠的距离为30毫米，桨叶下反的距离为15.35毫米。
34.可选地，所述桨叶包括桨根、背离桨根的桨尖、上表面、与上表面相背的下表面、连接于上表面和下表面一侧边的前缘以及连接于上表面和下表面另一侧边的后缘；
35.其中，桨根具有相互平行的第一桨根平面以及第二桨根平面，所述第一桨根平面和所述上表面共面，所述第二桨根平面和所述下表面共面。
36.可选地，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的20％-30％的翼型为goe翼型；
37.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的30％-90％的翼型为da翼型；
38.在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的90％-100％的翼型为eppler翼型。
39.本实用新型的实施例还提供了一种飞行器，包括上述的螺旋桨。
40.本实用新型实施例的螺旋桨及飞行器的有益效果包括，例如：
41.本实用新型的实施例提供了一种螺旋桨，其包括桨毂以及安装于桨毂的桨叶；在桨叶上距螺旋桨的回转中心的距离为螺旋桨的回转半径的20％处,桨叶的螺距角为18.3
±
0.1度，桨叶弦长为101.4毫米
±
0.1度；在桨叶上距螺旋桨的回转中心的距离为螺旋桨的回转半径的50％处,桨叶的螺距角为12.39
±
0.1度，桨叶弦长为103.58毫米
±
0.1度；在桨叶上距螺旋桨的回转中心的距离为螺旋桨的回转半径的80％处,桨叶的螺距角为5.6
±
0.1度，桨叶弦长为74.95毫米
±
0.1度。采用这种尺寸参数制作的螺旋桨能够提升效率以及升力。
42.本实用新型的实施例还提供了一种飞行器，包括上述的螺旋桨，具有该螺旋桨的全部功能。
附图说明
43.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
44.图1为本实用新型的实施例中提供的飞行器的示意图；
45.图2为本实用新型的实施例中提供的螺旋桨的示意图；
46.图3为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面1-1示意图；
47.图4为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面2-2示意图；
48.图5为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面3-3示意图；
49.图6为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面4-4示意图；
50.图7为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面5-5示意图；
51.图8为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面6-6示意图；
52.图9为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面7-7示意图；
53.图10为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面8-8示意图；
54.图11为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面9-9示意图；
55.图12为本实用新型的实施例中提供的桨叶的截面10-10示意图；
56.图13为本实用新型的实施例中提供的桨叶上距螺旋桨的回转中心的距离和对应桨叶截面弦长的曲线示意图；
57.图14为本实用新型的实施例中提供的桨叶上距螺旋桨的回转中心的距离和对应桨叶截面螺距角的曲线示意图；
58.图15为本实用新型的实施例中提供的桨叶上距螺旋桨的回转中心的距离和对应桨叶后掠距离的曲线示意图；
59.图16为本实用新型的实施例中提供的桨叶的示意图；
60.图17为本实用新型的实施例中提供的goe翼型的示意图；
61.图18为本实用新型的实施例中提供的da翼型的示意图；
62.图19为本实用新型的实施例中提供的eppler翼型的示意图。
63.图标：1000-飞行器；1001-机身；1002-驱动电机；1003-机臂；1004-螺旋桨；100-桨毂；200-桨叶；210-桨根；211-第一桨根平面；212-第二桨根平面；213-上表面；214-下表面；215-前缘；216-后缘；217-桨尖；10-回转中心。
具体实施方式
64.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
65.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
66.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
67.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
68.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
69.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
70.正如背景技术所介绍的，面对载重和效率的需求日益提升,需要拉力更大.效率更高的螺旋桨满足实际工况，现有技术中，发明人经研究发现，由于螺旋桨的设计不合理，导致效率较低、升力较低，难以满足现有需求。
71.有鉴于此，请参考图1-图19，本实用新型的实施例中提供的螺旋桨1004及飞行器1000可以解决这一问题，接下来将对其进行详细的描述。
72.请先参阅图1，本实施例提供了一种飞行器1000，其可以有效改善上述提到的技术问题，其能够达到提升效率，提高升力的效果。
73.该飞行器1000包括机身1001以及驱动装置，驱动装置与机身1001连接。本实施例中，驱动装置的数量可以为多个，多个驱动装置绕机身1001的周向均匀分布。驱动装置工作时为整个飞行器1000提供推力或升力。
74.可选地，该飞行器1000还可以包括机臂1003，机臂1003的一端与机身1001连接，机臂1003的另一端与驱动装置连接。机臂1003可采用可折叠结构，即，在不需要使用飞行器1000时，机臂1003可折叠从而贴靠在机身1001上。
75.需要说明的是，该飞行器1000可以是单旋翼无人机，也可以是多旋翼无人机，例如双旋翼无人机、四旋翼无人机、六旋翼无人机、八旋翼无人机等。本实施例中，飞行器1000为四旋翼无人机，即，机臂1003的数量为四个，分布在机身1001的四个边角处，驱动装置的数
量为四个，四个驱动装置呈矩形分布。当然，在其它实施例中，该飞行器1000也可以为固定翼飞机。
76.可选地，驱动装置包括驱动电机1002以及螺旋桨1004。其中，驱动电机1002与螺旋桨1004连接，且用于驱动螺旋桨1004旋转。这样，驱动电机1002工作时，驱动螺旋桨1004旋转，从而为整个飞行器1000提供推力或升力，当然，在其它实施例中，也可以由其他装置提供，例如由汽油机或柴油机等提供。
77.值得注意的是，该飞行器1000能够适用于来流3-80m/s的工况，可以适合低雷诺数且提供高升力高桨效。
78.该飞行器1000的应用场景可以为：在农耕产业中对农作物进行农药喷洒或者水分喷灌等作业活动。换言之，该飞行器1000可以用于农业方面作业。其一般搭载有农业上所需的喷洒装置、播种装置等，可实现喷洒灌溉、播种等。
79.另外，该飞行器1000也可以用于森林火灾中灭火液的喷洒、种子播种、航拍摄影、电力巡检、环境监测、森林防火和灾情巡查等其它领域。同时，其也可以搭载摄像机、游戏设备等。
80.本实施例中，飞行器1000可以按照预设的路径、飞行速度、姿态等自动运行，或，操作人员手动控制。其它实施例中，当设计满足要求时，也可以搭载驾驶人员，因此，相关操作可以由驾驶人员在驾驶室中手动操作。
81.具体来说，螺旋桨1004包括桨毂100以及安装于桨毂100的桨叶200，容易理解的是，在本实施例中，桨叶200的数目两个，且两个桨叶200相对于桨毂100对称设置，当然了，在其他实施例中，桨叶200的数目也可以为三个、四个或五个等，此处仅为其中一种优选例。
82.请继续参考图2-图15，在本实施例中，优选地，螺旋桨1004的直径为55寸，即，螺旋桨1004的回转半径为698.5毫米。
83.其中，图13为桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离和对应桨叶200截面弦长的曲线示意图，图14为桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离和对应桨叶200截面螺距角的曲线示意图，图15为桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离和对应桨叶200后掠距离的曲线示意图，l表征桨叶200的弦长，b表征桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离，α表征桨叶200的螺距角。
84.具体来说，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的20％处，桨叶200的螺距角为18.3
±
0.1度，桨叶200弦长为101.4毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心139.7毫米处,桨叶200的螺距角为18.3度，桨叶200弦长为101.4毫米。
85.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的25％处,桨叶200的螺距角为21.63
±
0.1度，桨叶200弦长为126.6毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心174.63毫米处,桨叶200的螺距角为21.63度，桨叶200弦长为126.6毫米。
86.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的30％处,桨叶200的螺距角为20.13
±
0.1度，桨叶200弦长为132.88毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心209.55毫米处,桨叶200的螺距角为20.13，桨叶200弦长为132.88毫米。
87.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离为螺旋桨1004的回转半径的40％处,桨叶200的螺距角为15.82
±
0.1度，桨叶200弦长为122.02毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心279.4毫米处,桨叶200的螺距角为15.82度，桨叶200弦长为122.02毫米。
88.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的50％处,桨叶200的螺距角为12.39
±
0.1度，桨叶200弦长为103.58毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心349.25毫米处,桨叶200的螺距角为12.39度，桨叶200弦长为103.58毫米。
89.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的60％处,桨叶200的螺距角为10.2
±
0.1度，桨叶200弦长为99.5毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心419.1毫米处,桨叶200的螺距角为10.2度，桨叶200弦长为99.5毫米。
90.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的70％处,桨叶200的螺距角为7.92
±
0.1度，桨叶200弦长为86.71毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心488.95毫米处,桨叶200的螺距角为7.92度，桨叶200弦长为86.71毫米。
91.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的80％处,桨叶200的螺距角为5.6
±
0.1度，桨叶200弦长为74.95毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心558.8毫米处,桨叶200的螺距角为5.6度，桨叶200弦长为74.95毫米。
92.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的90％处,桨叶200的螺距角为3.52
±
0.1度，桨叶200弦长为62.69毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心628.65毫米处,桨叶200的螺距角为3.52度，桨叶200弦长为62.69毫米。
93.同时，可以参考图16，桨叶200包括桨根210、背离桨根的桨尖217、上表面213、与上表面相背的下表面214、连接于上表面213和下表面214一侧边的前缘215以及连接于上表面213和下表面214另一侧边的后缘216。
94.其中，桨叶200的桨尖采用后掠和下反的结构，能减小脱体涡流对桨叶200的影响，从而减小下洗气流提高效率，同时减小了螺旋桨1004的震动。
95.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的100％处,桨叶200的螺距角为-5.5
±
0.1度，桨叶200弦长为12.52毫米
±
0.1度，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心698.5毫米处,桨叶200的螺距角为-5.5度，桨叶200弦长为12.52毫米。
96.优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的80％处，即桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心558.8毫米处，桨叶200后掠的距离为0.3毫米。
97.在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离为螺旋桨1004的回转半径的90％处，即桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心628.65毫米处，桨叶200后掠的距离为2毫米。在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心10的距离为螺旋桨1004的回转半径的100％处,即桨叶
200上距螺旋桨1004的回转中心698.5毫米处，桨叶200后掠的距离为30毫米，桨叶200下反的距离为15.35毫米。
98.同时，如表1所示，表1为本实施例中桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离、桨叶200对应截面位置的螺距角以及弦长的关系。
99.表1
[0100][0101]
如表2所示，表2为本实施例中桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离、桨叶200后掠距离以及桨叶200下反距离的关系。
[0102]
表2
[0103][0104]
如表3所示，选用了现有技术中55寸螺旋桨1004和本实施例中提供的55寸在相同拉力下，进行功率对比。
[0105]
表3
[0106][0107]
可以看出，本新型螺旋桨1004对现有螺旋桨1004效率提升了至少6％，容易理解的是，在相同功率下，升力也可以得到提升。
[0108]
请参考图16，其中，为了可以保证整个桨叶200的扭转连续性以及桨根210强度，同时，增强桨根210处的导流作用，该桨根210具有相互平行的第一桨根平面211以及第二桨根平面212，第一桨根平面211和上表面213共面，第二桨根平面212和下表面214共面，优选地，桨根210的厚度为16毫米，此处桨根210的厚度可以理解为第一桨根平面211和第二桨根平面212之间的距离。
[0109]
请参考图17-图19，需要说明的是，在本实施例中，根据桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离计算得出的雷诺数，采用多种翼型，优选地，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离为螺旋桨1004的回转半径的20％-30％的翼型为goe翼型，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离为螺旋桨1004的回转半径的30％-90％的翼型为da翼型，在桨叶200上距螺旋桨1004的回转中心的距离为螺旋桨1004的回转半径的90％-100％的翼型为eppler翼型。
[0110]
综上所述，本实用新型的实施例中提供的螺旋桨1004相对于现有技术中的螺旋桨1004，升力及效率均得到了提升，可以满足拉力更大且效率更高实际作业需求。
[0111]
本实用新型的实施例还提供了一种飞行器1000，该飞行器1000包括上述的螺旋桨1004，且具有该螺旋桨1004的全部功能。
[0112]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。