弯曲机翼、叶片及弯曲螺旋桨的制作方法

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1.本发明涉及到国防上一种弯曲机翼、叶片及弯曲螺旋桨，属航空飞机机翼，轴流式叶片机械中叶片类，或属于舰船，飞机用螺旋桨。


背景技术：

2.目前世界国际上使用的飞机机翼、叶片及螺旋桨桨叶都是横向截面为二维翼型，纵向截面为直叶形结构，沿用至今，未以创新。依照直叶理论设计制造的飞机机翼，涡轮发动机中的叶片、风扇叶片及螺旋桨桨叶等，由于自由涡的发生，诱导阻力使尾流损失严重，致使产生的升力系数小，升阻比值小，效率低，能耗高，航速低等系列缺点。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种保有横向截面为二维翼型，仅将纵向截面l弯曲成两涡曲线，增强附着涡(升力线)使自由涡发生最少，使诱导阻力最少，使尾流损失降到最低，从而使升力系数较大，升阻比值较高，提高效率，推迟攻角，减振降噪，解决飞机、军舰、潜艇、船舶、推迟空泡发生等首要难题，达到节能目的弯曲机翼、叶片及弯曲螺旋桨。
4.本发明的目的是以下述方式实现的：
5.弯曲机翼、叶片保有横向截面为二维翼型。仅将纵向截面l全长ab直线向下平行等长cd的中点o，作垂线oo，以o点向直线左右各作等距离若干垂线至c、d两点。以o点为角点，向两边依次作不同角交于对应垂线交点，β＜20
°
＞α＜12
°
，然后包括o点左右各对应交点圆滑连接成涡曲线，又以涡曲线连接下面两端，两涡曲线组成弯曲机翼或弯曲叶片。纵横四条曲线背道而驰交织三维空间，强度和刚度优于直叶机翼。
6.依照上面方法在不改变传统螺旋桨的结构和工艺水平，只将桨叶变形为弯曲桨叶即可。流体动力主要取决于横向截面的二维翼型。纵向截面l的涡曲线有如下作用：
7.1、上涡曲线使附着涡加强。
8.2、下涡曲线使自由涡发生很少，下洗角也小，诱导阻力小。
9.3、上、下涡曲线合二为一可推迟攻角，改善空泡发生，使尾流损失降到最低，从而提高效率，航速提高。
10.本发明的特点是使原来的直叶机翼因有了纵向涡曲线的作用而使尾流转动损失降到最低，从而使升力系数增大，升阻比值增大，推迟攻角，减振降噪，提高航速，节省能源等系列特点，有研制成功两例验证如下：
11.依照纵向截面弯曲成涡曲线方法、设计研制的弯曲风扇经广州国家日用电器质量监督测试中心检测，成功地将尾流转动损失降到最低，为航空揭开新的一页，出示了产品检测报告。
12.1、风量：三台平均风量206.37m3/min，比国家标准170m3/min增加21.4％。
13.2、使用值：三台平均使用值3.72m3/min，w，比国家标准2.79m3/min，w，节能33.2％。
14.该风扇于1994年2月26日由人民日报报道，称打破传统直叶片结构，为航空、航海
飞机机翼、叶片及螺旋桨打下了充足的理论和事实依据。
15.依照纵向弯曲涡曲线方法设计研制成功的船舶螺旋桨，经华中理工大学船池实验室进行了与几何尺寸相同的传统桨对比淌水试验，出示了试验报告，有如下特点：
16.1、弯曲螺旋桨在表4中，进速系数为0时，推力系数为0.3849，扭矩系数为0.04756，比表3传统桨推力系数0.3355，扭矩系数0.03959，增加14.92％和19.7％。最大进速系数0.9863，比传统桨0.8696增长13.42％，另一弯曲桨(表5)也证实这一特点。
17.2、弯曲桨最高效率比传统桨提高效率5.33％，实航对比试验为6.3％。
18.3、弯曲桨最高效率时的进速系数0.8368，比传统桨0.7172大0.1196，攻角推迟3.46
°
从表3、表4相同推力系数0.2041，弯曲桨比传统桨推迟攻角4.07
°
，是降噪减振的重要原因，是解决空泡难题的绝佳方法，是军舰、潜艇的首选课题。
19.4、倒车反应快，全速前进车至倒车要4/3倍船长，而现在只要1/2倍船长，缩短62.4％倍船长，缩短掉头时间。
20.5、加速快，缩短起步时间。为作战舰和辑私舰赢得分秒必争的时间。
21.6、回转半径小，避免两船相撞，保护生命和财产。
22.上述特点，包括风扇，是由于增加纵向截面涡曲线的主要原因，解决了传统桨等不能解决的问题。
23.上述特点为湖南株洲市船舶检验处(海事局)两次实航对比试验所证实，在用户意见中指出：这是船舶推进装置一项重大改革，有很大推广价值。
24.上述特点，为国防、航空、航海、国计民生提供了一份理论和事实成功的科研成果。根据上述试验证实的特点，本发明广泛应用飞机机翼、旋翼、水翼、涡轮发动机中叶片、燃气轮机中叶片、水轮机中叶片、风机、风扇、螺旋桨等轴流式叶片机械中多个领域，具有明显增加国防实力。
附图说明：
25.附图1为弯曲螺旋桨示意图(横向截面为二维翼型)。编号1为桨毂，编号2为桨叶。附图2，为编号2桨叶的纵向截面l的两条涡曲线示意图，α和β为中心线oo两边夹角。
26.本发明实施方法如下：
27.弯曲螺旋桨包括桨毂1和桨叶2，基本上不改变传统螺旋桨的结构和工艺水平情况下，将传统桨桨叶变形为纵向弯曲桨叶即桨毂上有两片以上弯曲桨叶2。
28.弯曲螺旋桨的桨叶2，保有横向截面为二维翼型，仅将纵向截面l全长ab直线向下平行等长cd的中点o，作垂线oo，以o点向直线左右各作等距离若干垂线至c、d两点。以o点为角点，向两边依次作不同角交于对应垂线交点，β＜20
°
＞α＜12
°
，然后包括o点左右各对应交点圆滑连接成涡曲线，又以涡曲线连接下面两端，两涡曲线组成弯曲桨叶。纵横四条曲线背道而驰交织三维空间，强度和刚度优于直叶桨叶。
29.本发明弯曲螺旋桨的推力系数比几何尺寸完全相同的传统桨叶增大14.72％，这是轴向和切向诱导速度极小，被纵向截面l两涡曲线的作用。涡曲线因横向二维翼型从叶根到叶稍厚度的变化，立体上出现曲面变化，随边甚至出现与导边相反的曲面，流体流经下表面时，先涡曲线最后流出是倒涡(或直线)。与直叶流动时完全相反，变成了与上表面同向而行，两侧的自由涡难以形成，下洗角很小，诱导阻力小，故在淌水试验报告中(相同推力系数
(0.2041)弯曲桨比传统桨推迟攻角4.07
°
，减振降噪，推迟空泡发生，尾流转动损失减小，从而使效率提高，出现上述六大特点。


技术特征：
1.一种弯曲机翼，其特征在于所述的弯曲机翼保有横向截面为二维翼型。仅将纵向截面l全长ab直线向下平行等长cd的中点o，作垂线oo，以o点向直线左右各作等距离若干垂线至c、d两点。以o点为角点，向两边依次作不同角交于对应垂线交点，β＜20
°
＞α＜12
°
，然后包括o点左右各对应交点圆滑连接成涡曲线，又以涡曲线连接下面两端，两涡曲线组成弯曲机翼。纵横四条曲线背道而驰交织三维空间，强度和刚度优于直叶机翼。2.一种弯曲叶片其特征在于所述的弯曲叶片保有横向截面为二维翼型。仅将纵向截面l全长ab直线向下平行等长cd的中点o，作垂线oo，以o点向直线左右各作等距离若干垂线至c、d两点。以o点为角点，向两边依次作不同角交于对应垂线交点，β＜20
°
＞α＜12
°
，然后包括o点左右各对应交点圆滑连接成涡曲线，又以涡曲线连接下面两端，两涡曲线组成弯曲叶片。纵横四条曲线背道而驰交织三维空间，强度和刚度优于直叶叶片。3.一种弯曲螺旋桨，包括浆毂1和桨叶2，其特征在于所述的弯曲桨叶2保有横向截面为二维翼型。仅将纵向截面l全长ab直线向下平行等长cd的中点o，作垂线oo，以o点向直线左右各作等距离若干垂线至c、d两点。以o点为角点，向两边依次作不同角交于对应垂线交点，β＜20
°
＞α＜12
°
，然后包括o点左右各对应交点圆滑连接成涡曲线，又以涡曲线连接下面两端，两涡曲线组成弯曲桨叶。纵横四条曲线背道而驰交织三维空间，强度和刚度优于直叶桨叶。

技术总结
弯曲机翼、叶片保有横向截面为二维翼型，仅将纵向截面L全长AB直线向下平行等长CD的中点O，作垂线OO，以O点向直线左右各作等距离若干垂线至C、D两点。以O点为角点，向两边依次作不同角交于对应垂线交点，β＜20


技术研发人员：田润军
受保护的技术使用者：田润军
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2023/8/31