一种减少运行噪音的螺旋桨翼的制作方法

1.本实用新型涉及一种螺旋桨翼，特别是一种减少运行噪音的螺旋桨翼。


背景技术：

2.螺旋桨翼广泛应用于飞行器中，特别是作为无人机中提供升力的重要部件，但其在旋转过程中，在螺旋桨翼的前缘也就是迎风面会形成涡流紊乱，传统的螺旋桨翼旋转产生的涡流紊乱是连城一片的大涡流，从而产生较大的噪音。中国专利发明申请公布文件cn110466751a公开了一种低噪声的高效便携式无人机旋翼结构，其通过在桨叶的前缘设置等腰三角形状的锯齿结构来降低噪音，申请人经过实验及模拟，发现通过在桨叶的前缘设置锯齿结构可以实现将传统的螺旋桨翼旋转产生的涡流紊乱分割成了小的涡流圈，从而实现降低噪音的效果，但由于锯齿结构作为附加在已有螺旋桨翼上的额外结构，申请人发现该种锯齿结构的设置并不能有效地将切割后的风进行导向，从而噪音降低的情况并不十分理想，根据cn110466751a公开的内容及申请人的实验情况，上述技术方案的噪音降低大概在2.7db左右(cn110466751a公开的最优实施例为2.897db)，而且只是表面噪音。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种减少运行噪音的螺旋桨翼，能够将声压级方面上噪音降低4.5db以上。
4.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：
5.一种减少运行噪音的螺旋桨翼，其结构为：所述螺旋桨翼的前缘开设有凹槽，相邻凹槽间形成切风齿，所述凹槽中远离前缘的一侧面设置有导风坡。
6.作为优选，所述导风坡的倾斜角范围为30～45
°
。
7.作为优选，所述切风齿呈楔形，切风齿的外边缘与螺旋桨翼的前缘处于同一平面或弧面，切风齿的两侧边间的距离沿前缘向螺旋桨翼的后缘逐渐增大。
8.作为优选，所述凹槽的深度小于等于螺旋桨翼最厚的弦所处位置。
9.作为优选，所述切风齿的设置范围为螺旋桨翼最长的弦长所处位置至0.95r之间。
10.作为优选，各切风齿间形状相同且等间距设置。
11.本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：
12.1、直接在螺旋桨翼的前缘开设有凹槽，形成的切风齿上表面与叶片的表面弧度一致连贯，凹槽的内侧设置导风坡，从而可以使切割后的风可以有效地被叶片的平滑表面以及导风坡导向。
13.2、同时切风齿和导风坡的具体结构设置可以进一步降低旋转时产生的噪音。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型的立体图。
16.图2为本实用新型的主视图。
17.图3为本实用新型的侧面图。
18.图4为凹槽与切风齿处的放大图1。
19.图5为凹槽与切风齿处的放大图2。
20.图6为导风坡的结构示意图。
21.图7为未改进时的涡流紊乱示意图。
22.图8为改进后的涡流紊乱示意图。
23.图9为改进前后的噪音比对图。
24.标号说明：
25.前缘1
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后缘2
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凹槽3
26.切风齿4
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切风齿前端41
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切风齿侧面42
27.导风坡5
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螺旋桨翼最厚的弦所处示意线61
28.螺旋桨翼最长的弦长所处示意线62
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0.95r所处示意线63
具体实施方式
29.下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
30.实施例1：
31.如图1至3所示，本实施例为用于无人机的螺旋桨翼，螺旋桨翼的前缘1为迎风面，在前缘1上开设有间隔设置的凹槽3，使相邻的凹槽3间形成切风齿4，在本实施例中，凹槽3为等间距开设且各凹槽3形状相同，其中凹槽3的深度略小于螺旋桨翼最厚的弦所处位置，最厚的弦位置一般靠近前缘1并呈弧线分布，例如图2中螺旋桨翼最厚的弦所处示意线61，凹槽3开设在螺旋桨翼最长的弦长所处位置至0.95r之间，即图2中螺旋桨翼最长的弦长所处示意线62和0.95r所处示意线63之间，最长的弦长即螺旋桨翼宽度最大处，0.95r即弦半径长的95％处，从而使上述切风齿4也位于该区间内，对于螺旋桨翼的上升力影响较小。
32.结合图4至6，凹槽3的加工方式为从螺旋桨翼的上方向下切出楔形凹槽，再在凹槽3中远离前缘1的一侧面加工倒角，倒角形成导风坡5，导风坡5的角度α范围在30～45
°
之间时噪音降低降低效果较佳，该角度α与凹槽3的深度亦有关，当凹槽3深度越深，角度α角度会变大，从而保证该倒角不会超过螺旋桨翼最厚的弦所处示意线61，楔形凹槽间形成的切风齿4也成楔形，如图4和5所示，切风齿前端41具有一定的宽度，随着向螺旋桨翼后缘2延伸，两切风齿侧面42间的宽度逐渐增大，最终切风齿4的横向截面近似于一等腰梯形，切风齿4的前端41具有细小的弧度，该弧度使切风齿4的前端41与螺旋桨翼的前缘1处于同一弧面上，从而在切割气流时更为顺畅，切风齿4切割后的气流能够沿导风坡5离开螺旋桨翼而不会在凹槽3处聚集，相比于外置齿或者无法将切割后的气流导处螺旋桨翼的方案，噪音降低效果更佳。
33.图7和8展示了未改进时和改进后的螺旋桨翼在切割气流时形成的涡流紊乱情况，
在未设置切风齿时，涡流紊乱是连成一片的大涡流，而在设置切风齿和导风坡后，涡流紊乱被分割为小的涡流圈。图9为改进前后的噪音比对图，其中横轴是指气体经过叶片后震动的频率也就是bpf(翼通过频率，blade pass frequency)，纵轴是指声音相对人耳能听见的一个相对值也就是spl(声压级，sound pressure level)，单位为db，其中p表示声压均方根，p
ref
表示基准压力，实际听者感觉到的噪音由spl和频率谱得出，当有一个最高峰值大于其它峰值20db以上时，这个最大峰值就可以直接用来定义接听者听到的噪音分贝，可以看到改进后的峰值比改进前的峰值少了4.7db，该峰值即更接近听者感受的噪音降低效果。
34.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种减少运行噪音的螺旋桨翼，其特征在于：所述螺旋桨翼的前缘开设有凹槽，相邻凹槽间形成切风齿，所述凹槽中远离前缘的一侧面设置有导风坡。2.根据权利要求1所述的减少运行噪音的螺旋桨翼，其特征在于：所述导风坡的倾斜角范围为30～45
°
。3.根据权利要求1所述的减少运行噪音的螺旋桨翼，其特征在于：所述切风齿呈楔形，切风齿的外边缘与螺旋桨翼的前缘处于同一平面或弧面，切风齿的两侧边间的距离沿前缘向螺旋桨翼的后缘逐渐增大。4.根据权利要求1所述的减少运行噪音的螺旋桨翼，其特征在于：所述凹槽的深度小于等于螺旋桨翼最厚的弦所处位置。5.根据权利要求1所述的减少运行噪音的螺旋桨翼，其特征在于：所述切风齿的设置范围为螺旋桨翼最长的弦长所处位置至0.95r之间。6.根据权利要求1所述的减少运行噪音的螺旋桨翼，其特征在于：各切风齿间形状相同且等间距设置。

技术总结
本实用新型涉及一种减少运行噪音的螺旋桨翼，其结构为：所述螺旋桨翼的前缘开设有凹槽，相邻凹槽间形成切风齿，所述凹槽中远离前缘的一侧面设置有导风坡。本实用新型直接在螺旋桨翼的前缘开设有凹槽，形成的切风齿上表面与叶片的表面弧度一致连贯，凹槽的内侧设置导风坡，从而可以使切割后的风可以有效地被叶片的平滑表面以及导风坡导向，能够将声压级方面上噪音降低4.5dB以上。上噪音降低4.5dB以上。上噪音降低4.5dB以上。


技术研发人员：陈晟宇
受保护的技术使用者：陈晟宇
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/4/13