旋翼桨叶气动系统设计时的要点

众所周知，不管是什么类型的飞机，它的动力系统中比较重要的装置就是旋翼桨叶。随着机械技术的不断发展，旋翼桨叶在制造过程中通常都会装设气动系统，那么旋翼桨叶气动系统设计时的要点有哪些呢？

1.输入条件

与其他设计一样，旋翼桨叶气动系统设计前需要确定输入。旋翼设计前，必须确定起飞重量W、额定工作转速rpm和发动机功率P。

2.叶片数量

小型飞机通常有两个旋翼桨叶，而大型飞机通常有四个或更多的旋翼桨叶。小型飞机螺旋桨一般较小，最常见的是双螺旋桨。叶片数（NB）影响转子盘的坚固性。大量的叶片可以提高悬停性能，降低诱导功率，但需要消耗更多的功率。叶片数按常规设计。

3.转子半径、平均弦长和盘载荷的初步选择

旋翼半径r可参考起飞重量相近的飞机参数作为设计迭代的初始值。在缺乏精确的转子计算算法的情况下，可以利用动量理论来估计转子张力与半径的对应关系。此时，翼型尚未确定，因此可以使用NACA0012或更一般翼型的气动系数作为输入。当然，这是一个迭代过程，输入半径并输出拉力，直到满足需求。

螺旋桨盘的坚固性常用于模型飞机、无人机和旋翼机σ 范围为0.006至0.12，直升机为0.4至0.7。在确定转子的半径和叶片数后，轮盘的坚固性主要由转子的弦长决定。初步选定了旋翼桨叶的坚固性，并根据公式计算了平均弦长C和展弦比。

4.叶根长度

旋翼桨叶根部的长度取决于转子的安装形式，原则是不干扰转子下的控制机构或设备。

5.确定翼型

翼型的选择是旋翼桨叶气动系统设计的关键。在我国，许多螺旋桨是通过逆向工程生产的，但真正掌握核心气动设计数据的却很少。翼型的选择涉及到很多问题，这足以为下一期翻开新的篇章。请期待。

6.确定翼型和弦长分布

为了满足气动要求，螺旋桨根部常采用简单的过渡翼型。一般情况下，采用气动翼型后一段长度的螺旋桨根部。最简单的方法是采用线性弦长，弧度和厚度从螺旋桨根部到螺旋桨前端。

7.确定扭转角分布

一般采用负扭设计，即桨根部翼型扭转角最大，依次减小到桨尖前部。由于叶根处雷诺数小，气动速度小，迎角大，根据“飞行模拟-4.直升机飞行与控制原理”中迎角与俯仰角的代数和为迎角的原理，整个叶片的气动力在翼展方向上趋于均匀分布，因此有必要设计一个扭转角作为俯仰角（固定），以补偿最佳攻角。

2023/06/07

2022/01/20

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