Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата

 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к воздушным винтам, и касается конкретно аэродинамических профилей лопастей и обте.кателей винтов. Целью изобретения является повышение КПД винта и уменьшение аэродинамических потерь при скоростях полета, превышающих числа М 0,65, путем обеспечения безотрывного обтекания винта. Предложенный воздушный винт содержит большое число (более восьми) лопастей 1, выступающих из обтекателя 2, ё (Л С § :: G& ОУ Јь Ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Л РМ

РЕСПУБЛИК (Я)5 В 64 С 11 0С 11 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4203534/23 (22) 22.10.87 (31) 86.14826 (32) 24.10.86 (33) FR (46) 07 02 92. Бюл. и 5 (71) Оффис Насьональ д Этюд э де Решерш Аэроспасьаль О.Н.Э.P.À. (FR) (72) Жан-Марк Ьуске, Ален фобер и Жорж Вэнгю (FR) (53) 629.7.035;г (088.8) (56) Европейская заявка М 0048649, кл. В 64 С 27/46, 1982.

Патент франции Р 2463054, кл. В 64 С 11/18, 1981.

ЯУ„„1711664 А 3

2 (54) ИНОГОЛОПАСТНЫЙ ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ

ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к авиационной технике, в частности к воздушным винтам, и касается конкретно аэродинамических профилей лопастей и обтекателей винтов. Целью изобре- тения является повышение КПД винта и уменьшение аэродинамических потерь при скоростях полета, превышающих числа И = 0,65, путем обеспечения безотрывного обтекания винта. Предложенный воздушный винт содержит большое число (более восьми) лопастей 1, выступающих из обтекателя 2, 1711664 "

4 ченными по предложенным зависимостям, Предложены также толщины профилей лопасти и их распределение по радиу-. су винта, а также конфигурация обте5

/ кателя с конкретными значениями координат точек образующей и зависимостями для их определения. 5 З.п; Ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и касается конкретно аэродинамических профилей лопастей и обтекателя воздушного винта двигателя летательного аппарата.

Целью изобретения является повышение КПД винта и уменьшение аэроди- 20 намических потерь при скоростях поле-. та летательного аппарата, превышающих числа М = 0,65, путем обеспечения беэотрывного обтекания винта.

На фиг.1 представлен многолопаст- 25 ный воздушный винт, общий вил: на

Фиг.2 - положение средней линии лопасти s пространственной системе координат OXYZ; на Фиг.3 - схема предложенной лопасти без закрутки; на фиг.4 - вид и расположение .цилиндрических сечений лопасти на различных радиусах; на фиг.5 - схема воздушного винта с обтекателем и мотогондолой,: на Фиг.6 - график изменения кривизны образующей обтекателя винта, изображенного на Фиг.5; на фиг.7 - график изменения относительной толщины лопасти винта; на фиг.8график изменения относительных хорд лопасти винта; на Фиг.9 - кривая, иллюстрирующая закон закрутки лопасти винта.

Воздушный винт содержит большое число (более восьми) лопастей 1, 4 выступающих иэ обтекателя 2, имеющих .сложную пространственную форму, причем окончание лопастей отогнуто назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения °

Средняя линия F лопасти представлена в пространственной прямоугольной декартовой системе координат

O3PIZ (фиг.2), где ось ОХ совпадает с осью вращения; а оси OY u OZ располо55 жены под прямым углом в плоскости вращения винта. Концы каждой лопасти отогнуты от этой плоскости (02 — OY) имеющих сложную пространственную форму, причем окончание лопастей отогнуто назад по отношению к направлению вращения и по отношению к плоскости вращения. Средняя линия F лопасти представлена в пространственной декартовой системе координат математическими зависимостями и определена конкретными значениями, полуназад, против направления полета.

Для определения положения средней линии F введена в плоскость OZ — 0Y., образующая с осью OY угол Р, Таким образом, к каждой точке М может быть присоединена текущая система координат МХ, NY, МЕ,, полученная иэ основной системы координат ОХ,», 0Y „ 0Z путем переноса начала координат в текущую точку М, что позволяет каждый профиль лопасти определять вплоскос,ти МХ -. NY .

Средняя линия F лопасти винта представляет собой непрерывную плоскую кривую, расположенную в плоскости 0Z — 0Y, образующую с плоскостью вращения винта угол., равный 35-55 (преимущественно 40-50 ), при этом средняя линия F лопасти определена у основания отрицательными значениями координаты Y и положительо ными значениями координаты Z, а на конце лопасти - положительными значениями координаты Y и координаты Z.

Точка с координатой Y!! = О определена значениями координаты Z, составляющими (0,75-0,85)R, где R — радиус винта, а касательная к этой кривой на конце лопасти образует с осью OZ угол Я, равный 30-50 (преимущественно 35-45 ). Средняя линия F лопасти винта on. ределена в плоскости 0Z — OY уравнением

Y() ® = M + M) (ZlR) + M (ИЮ +

+ М (У1 )э + М (2)В) где 0,05 с М 0,015;

-2< М с -1,0;

1,5 М, (3,0;

Обтекатель 2 выполнен в виде тела вращения сложной геометрической.5000000Е-01

° 625000nE-01 . 75n0n0AE- 01 .8750000Е-ОТ.6781963Е-01

° 7372?42е-01 .7838351Е-01.8205535Е-01 .8494048Е-01 .8719646Е-01 .8895621Е-01 .9033639Е-01

° 9144257Е-01 .9237234Е-01 .9321749Е-01 .9406537Е-01 .9499998Е 0 I .9610265Е-01 .9745259Е-01 .9912732Е-01. 10n00n0E+Ot) . 1125000Е+00.1250000E+00. 13750 ) oE+00

° 15 000 00E+00

° 1625000E+00 .1750ОООЕ+ОО .1875n00E+00 .200000ОЕ+00

° ?1"-5000Е+00

° 225000ОЕ+00

° 2375ОООЕ+00. 25 0 000 ОЕ+00 . 2625 ОООЕ+00. 1 012030Е+00 . 1 03 7544 E+00 .1068558Е+00 .110580ТЕ+00. 2750000E+00

2875000Е+00

Х

0. .1250000Е-01

0„ .3621461Е-01. 5030967Е- t)1 .6п25554Е-01.2500000Е-01

° 375n000E- ol

5 Т 711664 формы, которая обеспечивает локальное замедление потока у комлей лопастей, что позволяет отдалить срывные являения и снизить аэродинамические потери. При этом параметры кривизны меридиональной линии - образующей обтекателя - определены параметрами Х и У, отнесенными к диаметру D винта, и значениями кривизны на определенных участках образующей от начала (передней точки.на оси обтекателя) до конца обтекателя, определяемого его задней кромкой; макси-. мальная величина кривизны, привышающая 15, находится впереди в центре на оси вращения обтекателя; далее назад по потоку кривизна образующей обтекателя уменьшается и в сечении

Х = - = 0 05 равна 7; на расстоянии

1)

Х = 0,5-0,7 кривизна, линейно умень-шаясь, достигает значений, близких к нулю; на расстоянии Х = 1., где расстояние от передней точки на образующей до заданной кромки обтекателя по оси винта, кривизна медленно монотонно уменьшается, достигается минимального значения (-3)-(-5), а на конце обтекателя она снова приближается к нулю. Переход от обтекателя к мотогондоле осуществлен плавным со. четанием поверхностей с соблюдением условий бессрывного обтекания пото.ком.

Иеридиональная линия - образующая обтекателя - составлена из отрезков кривых со следующими координатами в прямоугольной координатной системе

Х - Y: для 0< Х&0,3

Y = 0,3271995X — 2,422616Х +

2, + 5,697069Х для 0,3 (Х 0,55

Y = 2,996639 — 38,21174Х +

+ 200,4801Х вЂ” 538,7765Х +

+ 794,8556Х4 — 615,5586Хь +

+ 196,3246Х

В результате образующая обтекателя определена такими параметрами:.3000000E+00

3l04167E+00.3208333Е+00

° 3312500E+n0

3416667E+n0

3520833Е+00.3625000Е+00.3729167E+00.3833333E+00

3937500Е+00.4041667Е+00

4145833Е+00

42500P0E+00.4354167E+n0

4458333Е+00

4562500E+00

° 4666667E+00.4770833Е+00

° 48750o0E+0o.115ООСОЕ+00 . 1192282E+0o .1237836E+00 .1284998E+00 .1332382E+00 .1378875Е+00 .1423614Е+ОО .1465950E+o0

15o5422E+00 .1541728E+00 .1574703E+0n .1604294Е+ОО .1630536Е+ОО

° 1653538E+00. .1673461E+00 . 16905 03Е+00 .17 .:4886Е+а О

1716840Е+00 .1726598Е+00

1711664

Ур /К = Мр +М (Е/R) + HZ (Z/R) +

+ М >(Z/R) + М4 (Z/R) .1734383E+00 .! /40401E+OO .1744838Е+ОО .1747857E+00 .1749592Е+00 .1750155Е+00."979167Е+00 .5083333Е+ОО .5187500E+00 .5291667E+00 ,5395833E+00 .5500000Е+00 где 0,05 а Мд «ñ <0,0!5;

0,1 (М а0,2;

-2 М -1,0;

1,5 с М, <3,0;

-1,0 (Ма Ы -0,5 °

3. Винт по п.1, о т л и ч а ю

ul и и с я тем, что контуры его обтекателя выполнены B виде тела вращейия сложной геометрической формы со следующими параметрами кривизны: максимальная величина кривизны, превышающая 15, находится впереди в центре, на оси вращения обтекателя; далее назад по потоку кривизна уменьшается и в сечении, определяемой координатой Х = - = 0,05, где x - растоян ие между первой точкой на оси бтекателя и рассматриваемым сеченим, а D — диаметр винта, она равна 7; а расстоянии Х = 0 5-С,7 кривизна, инейно уменьшаясь, достигает значеий, близких к нулю; на расстоянии — где L — расстояние от первой ередней точки на оси обтекателя до лоскости расположения лопастей, ривизна медленно уменьшается, достиая минимального значения (-3)-(-5), на конце -обтекателя у задней кроми она снова приближается к нулю.

Винт по п.3, о т л и ч а юи и с я тем, что меридиональная ииия - образующая обтекателя — сосавлена из отрезков кривых со слеующими координатами в прямоугольной координатной системе X - -Y, где Х = х — ° Т » °

И .D

20

1. Многолопастный воздушный. винт о двигателя летательного аппарата, аклю-.

25 е чающий лопасти сложной аэродинамичесH кой формы с отогнутыми назад по отл ношению к направлению вращения концан ми и обтекатель с радиальными отверстиями для размещения комлей лопастсй, 30 отличающийся тем, что, с целью повышения КПД винта и уменьшения аэродинамических потерь при скоростях полета летательного аппарата, превышающих числа М = 0,65, путем обеспечения безотрывного обтека- 35 ния винта, средняя линия лопастей

Ц представляет собой непрерывную плос. л кую кривую, расположенную в плоскости т

OZ — OY образующей с плоскостью вращения винта угол 35-55 (преимущесто 0 венно 40-50 ), причем средняя линия лопасти определена у ее основания отрицательными значениями координаты

Уо и положи ельными значениями координаты Z, а на конце лопасти эта ли- 45 ния определена положительными значениями координат Y и положительными. значениями координат Z, при этом точка с координатой Y = О определена значениями координат Z, составля- 50 ющими (0,75-0,85)R, где R — радиус винта, а касательная к этой кривой на конце лопасти образует с осью OZ угол 30-50О (преимущественно 35-45 ).

2. Винт по п.1, о т л и,ч а юшийся тем, что средняя линия его . лопастей определена в плоскости OZ-OY уравнением для

5. Винт по п.3, о т л и ч а ю— шийся тем, что меридиональная линия - образующая обтекателя - определена, следующими параметрами:

Лопасти предложенного винта образованы следующими профилями: на расстоянии Я,ÇR от оси вращения относительная толщина е/С = 133, на расстоянии 0,5К е/С = 9В; на расстоянии

0,7R e/Ñ = 61; на расстоянии 0,9К е/С = 3,5Ф; при этом профиль с толщиной е/С = 133 плавно преобразован в комель лопасти . формула изобретения

0 c Х с0,3

",3271995X - 2,422616X + (2

5,697 069Х;

0,3а X 0,55

2,996639 - 38,21174Х +

2nn,48О1Х - 538,7765Х 9 +

794,8556X - 615,5586X ь +

t 96,3246Х 6;

1711664.3416667Е+00

° 3520833Е+00

° 3625000Е+О:l

° 1332382E+0O

1378875Е+00

° 1423614E+00

° 146595CE+00

° 1505422Е+00

° 1541728Е+ОО

° 15 74703 E+00.I604294E+00.1630536Е+00

1653538E+00

° 1673461 Е+О О

О. . 125000ОЕ-01.2500000Е-01 .3750ОООЕ-01

3729167E+00

3833333Е+ОО

° 500Î000E-01

° 6250000Е- 01.3937500E+00 .4Î41667E+On

4145833F+00 .42500ООЕ+ОО .4354167E+00 .4458333E+00

10. 7500000E- 01 .8750000Е-01.1000000E+00 .1125000E+00

15. 175000OE+00 . 137500 OE+0O . 1500000E+00 .1625000Е+00. 4875 ) ROE+00

25 .4979167E+00 .5083333E+00.1726598E+00 .I734383E+On .1740401Е+ОО.1750000Е+00 .1875000Е+00.2000000E+00 .21?5000Е+00 .7750000E+00 .2375000Е+00 .2500000Е+00 .26250O0E+00.5500000E+00. 1 750155Е+00,275000ОЕ+00

,2875000Е+00.115СCOOE+00 .1192282Е+00 ..1237836E+0O .1284998E+00.3000000E+O0 .3104!67Е+00 .3208333Е+00 .3317500E+00

О..3621461Е-ОI.5030967Е-0I.6025554Е-01.678i963E-ОI.7372742Е-01.7838351Е-01.8205535Е"01.8494048Е-01.8719646Е-01

° 8895621E-01.9033639Е-01.9144257Е-0 1

9237234Е-Ol

9321749Е-Îl.

° 9406537Е-01.9499998Е-01.9610265Е-01

° 9745759Е-01.9912732Е-01

I012C3AE+00 1037544Е+00.1068558Е+00

11O5801E+00

;4562500E+00, .1690503Е+ОО .4666667E+0Î .1704886E+00 .4770833E+00 .1716840E+00.5187500E+C0 .1744838E+00.5291667E+00 .1747857E+00

° 5395833Е+00 .1749592Е+00

6. Винт по п.1 или 2, отличающийся тем, что лопасти его образованы следующими профилями: на расстоянии 0,3R от оси вращения относительная толщина е/С = 13ф т на расстоянии 0,5R е/С. = 9Ж; на расстоянии 0,7R е/С = 63; на рас40 стоянии 0,9R e/C = 3,5%, при этом профиль с толщиной е/С = 13ь плавно преобразован в комель лопасти.

1711664

Фиг.3

1711664

0,2

1711664

0,5

Фиг,9

Составитель В. Резник

Редактор И. Шмакова Техред А.Кравчук КсрректорИ. Самборская

Заказ 350 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иоскна, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата Многолопастный воздушный винт двигателя летательного аппарата 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационной техники

Изобретение относится к области авиационной техники

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам управления соосными реверсивными закапотированными винтовентиляторами газотурбинных двигателей со сверхвысокой степенью двухконтурности
Наверх