[发明专利]一种适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼

说明书

本发明公开了一种适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼，包括：上旋翼、变转速机构和下旋翼；其中，所述变转速机构的上端与所述上旋翼转动连接；所述变转速机构的下端与所述下旋翼转动连接。本发明同时兼顾了垂直起降和巡航前飞状态的旋翼气动效率，使得该倾转旋翼飞行器性能更优。

技术领域

本发明属于旋翼空气动力学、实验空气动力学技术领域，尤其涉及一种适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼。

背景技术

倾转旋翼飞行器通过转换旋翼功能实现高速飞行，即利用倾转机构实现其主要的气动部件在旋翼与螺旋桨之间转换，实现垂直飞行时以直升机模式飞行、高速时以固定翼螺旋桨飞机模式前飞，从而兼顾低速与高速飞行性能。倾转旋翼飞行器兼顾了直升机与固定翼螺旋桨飞机的特点，具有振动小、噪声低、经济性好的优点。

倾转旋翼机的概念早在上个世纪40年代初由贝尔公司提出，自上个世纪五十年代开始，美国先后研制了XV-3、XV-15等技术验证性质的倾转旋翼机。XV-15的飞行试验取得了较好的效果，引起了美国军方的关注。贝尔公司在XV-15的基础上，联合波音公司成功研制了V-22倾转旋翼机。V-22被美国军方大量采购，并投入实战，实现了倾转旋翼飞行器的实际应用。

旋翼作为倾转旋翼飞行器的主要气动部件，其气动性能的优劣对倾转旋翼飞行器起着关键性的作用。常规倾转旋翼机同一根旋转轴上只有一副旋翼，通过变桨距机构调整旋翼不同桨距角来适应垂直起降和巡航前飞状态。但是，垂直起降状态旋翼拉力承担着整个倾转旋翼机的重量，而巡航前飞旋翼拉力只需克服倾转旋翼机的阻力，所以垂直起降状态的拉力是巡航前飞状态的十几倍，造成两个状态下的旋翼性能差距过大，进而造成设计过程中两者性能兼顾问题，最终使得常规倾转旋翼机的旋翼气动效率较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼，同时兼顾了垂直起降和巡航前飞状态的旋翼气动效率，使得该倾转旋翼飞行器性能更优。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼，包括：上旋翼、变转速机构和下旋翼；其中，所述变转速机构的上端与所述上旋翼转动连接；所述变转速机构的下端与所述下旋翼转动连接。

上述适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼中，所述上旋翼包括上旋翼桨榖和三个上旋翼桨叶；其中，三个上旋翼桨叶的根部与所述上旋翼桨榖相连接；三个上旋翼桨叶围绕所述上旋翼桨榖的外周均匀分布。

上述适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼中，在上旋翼桨叶0.2R位置处，翼型相对厚度为25％～30％，翼型扭角为25～30°；在上旋翼桨叶0.4R位置处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型扭角为11～15°；在上旋翼桨叶0.6R位置处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型扭角为3～6°；在上旋翼桨叶0.8R位置处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型扭角为-3～2°；在旋翼桨叶1.0R位置处，翼型相对厚度为8％～10％，翼型扭角为-5～-2°；其中，R为上旋翼桨叶的半径。

上述适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼中，所述下旋翼包括下旋翼桨榖和两个下旋翼桨叶；其中，两个下旋翼桨叶的根部与所述下旋翼桨榖相连接；两个下旋翼桨叶围绕所述下旋翼桨榖的外周均匀分布。

上述适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼中，在下旋翼桨叶0.2R’位置处，翼型相对厚度为20％～25％，翼型扭角为12～15°；在下旋翼桨叶0.4R’位置处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型扭角为9～12°；在下旋翼桨叶0.6R’位置处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型扭角为6～9°；在下旋翼桨叶0.8R’位置处，翼型相对厚度为12％～15％，翼型扭角为4～6°；在下旋翼桨叶1.0R’位置处，翼型相对厚度为8％～10％，翼型扭角为0～4°；其中，R’为下旋翼桨叶的半径。

上述适用于倾转旋翼飞行器的共轴双旋翼中，上旋翼桨叶采用碳纤维材料。