The invention discloses a near-space propeller with active blowing at the tip of the propeller, which belongs to the field of propeller design. The propeller comprises an air pump, an air duct, an air blowing port, an air suction port, an acceleration sensor and a control circuit. The air pump is located in the hub on both sides of the propeller shaft, the acceleration sensor and the control circuit are located in the hub of the propeller, the air duct is located in the blade on both sides of the hub of the propeller, the air blowing port is respectively arranged on the lower surface of the propeller tip at both ends of the propeller, and the propeller. The air intake port of the air pump is connected with the air intake port, the air outlet end of the air pump is connected with the air intake end of the air duct, the air outlet end of the air duct is connected with the air blowing port, and the control circuit is electrically connected with the two air pumps and the acceleration sensor respectively. The propeller provided by the invention effectively weakens the strength of the tip vortices of the propeller by setting the momentum coefficient of the blowing port when blowing, so as to increase the pull force and improve the efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种桨尖主动吹气的临近空间螺旋桨
本专利技术属于螺旋桨设计领域,具体涉及一种桨尖主动吹气的临近空间螺旋桨,可以通过削弱桨尖涡改善螺旋桨气动特性、提高螺旋桨气动效率。
技术介绍
临近空间飞行器螺旋桨工作于20km以上的高空,大气密度为海平面的十分之一以下,其尺寸一般较大,工作雷诺数在20—60万范围内。由于临近空间飞行器螺旋桨的工况特点,通过常规螺旋桨设计方法来提高其气动性能较为困难,很难满足临近空间飞行器对螺旋桨性能的需求。而通过对螺旋桨桨尖流动进行控制能够带来显著的气动性能提升,从而满足高性能临近空间螺旋桨气动性能要求。典型研究表明,螺旋桨桨尖涡的存在对螺旋桨的气动性能存在不利的影响:桨尖涡会使桨叶周围的气流产生下洗作用,使升力方向发生倾斜,导致桨叶拉力减小,同时产生额外的诱导阻力,使得螺旋桨拉力较小,扭矩增大,力效和气动效率降低。目前抑制桨尖涡的方法主要有在螺旋桨桨尖加装削涡装置,如桨尖小翼、端板、后缘扰流片等;以及优化桨尖的形状,如采用后掠、尖削、下反等桨尖构型。然而这些方法还都存在削涡效果不明显和气动性能损失较大等问题,难以有效提高螺旋桨推进系统的工作效率。申请号为2014103862240的专利申请中公开了一种高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型及控制方法,提出了一种沿螺旋桨桨叶展向分段式布置多个协同射流装置。它通过驱动气泵在前缘负压区喷气吸气,后缘高压区吹气,实现对翼型表面气流进行主动流动控制,从而减小翼型阻力,提高螺旋桨的推力,最终提高螺旋桨的气动效率达到5%。其缺点和不足在于:(1)协同射流机构复杂,安装多个协同射流机构所需安装空间大,对螺旋 ...
【技术保护点】
1.一种桨尖主动吹气的临近空间螺旋桨,所述螺旋桨包括桨叶和桨毂,其特征在于,以两个桨叶的螺旋桨为例,在所述螺旋桨上设置了气泵、气流导管、吹气口、吸气口、加速度传感器和控制电路,所述加速度传感器和所述控制电路均位于桨毂内部;所述气泵有两个,分别位于两个桨叶的根部,并设置在桨毂内;所述气流导管有两个,分别位于两个桨叶内部,在桨叶两端桨尖的下表面分别设置吹气口,在桨毂迎风面设置两个吸气口;以转轴左侧布局为例,气泵的进气端与吸气口连通,气泵的出气端与气流导管的进气端连通,气流导管的出气端与吹气口连通;所述控制电路分别与两个气泵以及加速度传感器电气连接。
【技术特征摘要】
1.一种桨尖主动吹气的临近空间螺旋桨,所述螺旋桨包括桨叶和桨毂,其特征在于,以两个桨叶的螺旋桨为例,在所述螺旋桨上设置了气泵、气流导管、吹气口、吸气口、加速度传感器和控制电路,所述加速度传感器和所述控制电路均位于桨毂内部;所述气泵有两个,分别位于两个桨叶的根部,并设置在桨毂内;所述气流导管有两个,分别位于两个桨叶内部,在桨叶两端桨尖的下表面分别设置吹气口,在桨毂迎风面设置两个吸气口;以转轴左侧布局为例,气泵的进气端与吸气口连通,气泵的出气端与气流导管的进气端连通,气流导管的出气端与吹气口连通;所述控制电路分别与两个气泵以及加速度传感器电气连接。2.如权利要求1所述的一种桨尖主动吹气的临近空间螺旋桨,其特征在于,当螺旋桨开始工作时,加速度传感器获取螺旋桨转速信息,并将螺旋桨转速信息实时反馈给控制电路,当螺旋桨转速达到工作范围时,控制电路向两个气泵发出开始工作控制信号,气泵开始工作,当气泵工作时,吸气口吸气,经过气流导管在吹气口吹气;当螺旋桨停止工作时,加速度传感器将螺旋桨零转速信号反馈给控制电路,控制电路向两个气泵发出停止工作控制信号,气泵停止工作。3.如权利要求1所述的一种桨尖主动吹气的临近空间螺旋桨,其特征在于,...
【专利技术属性】
技术研发人员:马东立,姚远,杨穆清,张良,陈刚,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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