[发明专利]一种低噪声的高效便携式无人机旋翼结构及其设计方法

说明书

本发明涉及无人机旋翼/螺旋桨综合性能技术领域，具体涉及一种低噪声的高效便携式无人机旋翼结构及其设计方法。该低噪声的高效便携式无人机旋翼结构，包括若干呈圆周布置的桨叶以及将各桨叶根部连接在一起的连接结构；所述桨叶的前缘设有锯齿结构，尖端设有向下内倾的后掠小翼结构；所述锯齿结构为等腰三角形状。本发明所述的无人机旋翼结构及其设计方法能够有效降低各类旋翼噪声，提高工作效率，且具有便于携带和安装使用的特点。

技术领域

本发明涉及无人机旋翼/螺旋桨综合性能技术领域，具体涉及一种低噪声 的高效便携式无人机旋翼结构及其设计方法。

背景技术

当今社会，各式各样的旋翼无人机和飞行器越来越普遍的被应用到各个领 域中，如摄影航拍、物流运输、反恐协助以及军事侦察等。特别地，在军事侦 察中，配备无人机的单兵作战以其灵活、安全等特点成为了当前最为热门的战 况信息侦察方式之一。但无人机同样具有以下几个致命的缺点：巨大的飞行噪 声使其容易被发现并被击落；较差的续航能力要求控制人员需要将其携带至距 侦察点较近的位置，具有一定的危险；一体化的旋翼体积较大，不易于单兵携 带和使用。因此，降低无人机以及旋翼飞行器的噪声，提高其续航能力并为其 提供一种便携式的设计已经成为该领域不可避免以及急需解决的问题。而目前针对旋翼的一些优化方法仅适用特定翼型，因此一种具有更高普适性针对不同 尺寸、翼型和型号的旋翼优化设计方法也急需被提出。

无人机的噪声来源于几个方面：旋翼、电机以及机体。其中，高速旋转的 螺旋桨所产生的气动噪声相对于其它部件产生的机械噪声要大得多，是其最主 要的噪声源。而旋翼噪声又是由多种噪声混合而成，包括了气流与旋翼叶片相 互作用的湍流流入噪声以及旋翼翼型的自噪声等。湍流流入噪声是由大气条件 决定，而翼型自噪声与旋翼自身设计具有紧密联系。因此，降低无人机噪声最 有效的方法就是对旋翼的结构进行优化与改进。

一般来说，降低噪声的方法可以分为主动降噪和被动降噪两大类。主动降 噪是指利用相干声波来抵消已有的噪声或抑制产生噪声的振动源，被动降噪主 要是指利用吸声结构，将入射声波的机械能转化为热能等其他形式的能量，使 噪声流动更加稳定，甚至有的结构可以从噪声源上直接消除一些噪声的产生。 针对于无人机等小型飞行器的旋翼噪声，其体积、质量以及空间分布极大的限 制了主动降噪的实施。因此，通过对结构的优化与改进是有效降低无人机噪声 的最切实可行的手段，而其中最关键的就是在于对旋翼结构的改进与优化。此 外，仿生工程技术在降噪领域有着越来越广泛的运用，通过对猫头鹰和老鹰翅 膀羽毛的仿生设计，可以有效降低无人机旋翼的噪声同时提高其气动性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低噪声的高效便携式无人机旋翼结构及其设 计方法，该无人机旋翼结构及其设计方法能够有效降低各类旋翼噪声，提高工 作效率，且具有便于携带和安装使用的特点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种低噪声的高效便携式无人机旋翼结构，包括若干呈圆周布置的桨叶以 及将各桨叶根部连接在一起的连接结构；所述桨叶的前缘设有锯齿结构，尖端 设有向下内倾的后掠小翼结构；所述锯齿结构为等腰三角形状。

进一步的，所述连接结构包括自上向下依次设置的顶盖和底座；所述顶盖 包括圆形的顶盖板和沿顶盖板外周均匀分布的若干上桨叶固定臂；所述顶盖板 上开设有位于顶盖板中间的穿孔一和沿穿孔一外周均匀分布的若干安装孔一； 所述上桨叶固定臂上开设有安装孔二；相邻上桨叶固定臂之间的顶盖板的外周 底部设有阶梯槽；所述底座包括圆形的底座板和沿底座板外周均匀分布的若干 下桨叶固定臂；所述底座板上开设有位于底座板中间的穿孔二和沿穿孔二外周 分布的若干安装孔三；相邻下桨叶固定臂之间的底座板的外周顶部设有与阶梯 槽相适应的定位支撑结构；所述下桨叶固定臂的顶部设有安装圆柱；所述安装 圆柱上开设有通孔，所述下桨叶固定臂上开设有螺母安装槽。

进一步的，所述桨叶的尾端设有与安装圆柱相适应的贯穿孔。