[发明专利]用于旋转机械的翼型

说明书

相关申请的交叉引用

本申请对于2012年2月29日提交的临时申请No. 61/605041主张优先权，由此，该临时申请的公开通过引用而以其整体并入。

技术领域

本公开的领域通常涉及旋转机械(rotary machines)，且更具体地涉及与旋转机械一起使用的翼型。

背景技术

至少一些诸如用于飞行器推进的气体涡轮发动机的、已知的旋转机械包括多个在下游引导空气的旋转叶片。各个叶片具有限定翼型截面的横截面形状。虽然一些单向旋转的涡轮螺旋桨发动机已被考虑用于更高的巡航速度，但常规的单向旋转的涡轮螺旋桨发动机在低的巡航速度(飞行马赫数高达约0.7)提供高效率。通过使用管道式涡轮风扇发动机以产生所需的相对高的推力，从而典型地实现更高的巡航速度(0.7至0.9马赫)。

常常被称作非管道式风扇(UDF^®)或开放式转子的非管道式的反向旋转(counter-rotating)的螺旋桨发动机，已发展成以比管道式涡轮风扇更高的效率来输送高的巡航速度所需的高的推力。针对高的巡航速度效率的反向旋转的螺旋桨在诸如起飞的低的飞行速度具有强烈的声互作用(即，产生噪声)，该低的飞行速度典型地在0.3或更小的飞行马赫数。为了在低的飞行速度安静地运行而设计的反向旋转的螺旋桨在高的巡航速度趋于低效。因此，需要具有高的飞行速度下的良好效率和低的飞行速度下的低噪声的这两者的单向旋转的螺旋桨和反向旋转的螺旋桨的这两者。

为了在宽阔范围的运行条件下运行，螺旋桨叶片典型地附连至旋转轮毂，从而能够在飞行期间调节各个叶片的设定角(setting angle)或间距。虽然该叶片间距角度的调节由于叶片本质上为刚性因而影响性能，但是，包括叶片的翼型截面以特定的方式定形来改善高速飞行的效率并降低低速飞行的噪声。因此，需要一种在高速具有高效率和低噪声的这两者的螺旋桨。

发明内容

在一方面，用于推进装置的螺旋桨的翼型截面包括压力表面和吸力表面，压力表面和吸力表面在前缘和后缘会合。翼型截面具有被限定于压力表面和吸力表面之间的中间的等分线，且等分线角度被限定为等分线的切线和螺旋桨的中心线之间的角度。叶片具有被限定为等分线角度相对于沿着等分线的弦区段的斜率的等分线曲率，并且，等分线的至少一部分具有从大致0.1弦区段至前缘之间增加的等分线曲率，且等分线的至少另一部分具有从大致0.1弦区段至前缘之间降低的等分线曲率。

在另一方面，螺旋桨用于推进装置，用于该螺旋桨的翼型截面包括压力表面和吸力表面，压力表面和吸力表面在前缘和后缘会合。翼型截面具有被限定于压力表面和吸力表面之间的中间的等分线，且等分线角度被限定为等分线的切线和螺旋桨的中心线之间的角度。翼型截面具有被限定为等分线角度相对于沿着等分线的弦区段的斜率的等分线曲率，并且翼型截面的厚度被限定为压力表面和吸力表面之间的垂直于等分线而测量的距离，并且，其中，翼型具有处于约0.15弦区段和约0.25弦区段之间的最大厚度。

在又一方面，开放式转子推进装置包括多个螺旋桨叶片，各个螺旋桨叶片具有至少一个翼型截面，该翼型截面包括压力表面和吸力表面。压力表面和吸力表面在前缘和后缘会合。至少一个翼型截面具有被限定于压力表面和吸力表面之间的中间的等分线。等分线角度被限定为等分线的切线和螺旋桨叶片的中心线之间的角度，且等分线具有被限定为等分线角度相对于沿着等分线的弦区段的斜率的等分线曲率。至少一个翼型截面满足条件(A)和(B)中的至少一个，其中，(A)为等分线的至少一部分具有从大致0.1弦区段至前缘之间增加的等分线曲率且等分线的至少另一部分具有从大致0.1弦区段至前缘之间降低的等分线曲率；并且，(B)为翼型的厚度被限定为压力表面和吸力表面之间的垂直于等分线而测量的距离，并且，其中，翼型具有处于约0.15弦区段至约0.25弦区段之间的最大厚度比率，且厚度比率在大致0.1弦区段为0.8或更大。

附图说明

图1是包括示范性推进装置的飞行器的图。

图2是图1所示的示范性推进装置的侧视图。

图3显示了图2所示的推进装置的转子叶片的示范性翼型截面的轮廓。

图4是作为常规的转子叶片翼型截面和图3的转子叶片翼型截面的弦长的区段的函数的等分线角度的标绘图。

图5是常规的转子叶片与图3的示范性转子叶片相比较的厚度分布对比的标绘图。

图6是常规的转子叶片和图3的示范性转子叶片的等分线曲率对比的标绘图。

具体实施方式