ЛОПАСТЬ ВОЗДУШНОГО ВИНТА

ЛОПАСТЬ ВОЗДУШНОГО ВИНТА 


RU (11) 2085442 (13) C1

(51) 6 B64C11/16, B64C27/46 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95105091/11 
(22) Дата подачи заявки: 1995.04.07 
(45) Опубликовано: 1997.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент ФФ N 2015062, кл. B 64 C 11/00, 1991. 
(71) Заявитель(и): Петинов Владимир Ильич 
(72) Автор(ы): Петинов Владимир Ильич 
(73) Патентообладатель(и): Петинов Владимир Ильич 

(54) ЛОПАСТЬ ВОЗДУШНОГО ВИНТА 

Использование: изобретение относится к воздушным винтам летательных аппаратов, аэросаней и прочих устройств. Сущность изобретения: лопасть воздушного винта включает переднюю и заднюю плоскости, пересекающиеся под острым углом на задней кромке, и сопрягаемые с ними поверхности спинки и передней кромки, выгнутые по радиусам r и R. Поверхность спинки выгнута по радиусу r, определяемому по формуле r = K2v2/ , который в комле пера, при минимальной скорости набегающего потока Vo, равен радиусу закругления передней кромки Ro. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к лопастям воздушных и несущих винтов, преобразующих энергию работы двигателя в силу тяги или в подъемную силу, применяемых в летательных аппаратах, аэросанях и других устройствах и вентиляторах.

Серийно выпускаемые лопасти воздушных винтов [1] обладают тем недостатком, что профили их дужек проектируются по данным экспериментов без теоретического обоснования кривизны передней кромки и спинки в зависимости от скорости набегающего потока, и увеличения скорости при огибании спинки, а передние и задние плоскости делаются выпуклыми, а поэтому лопасть, в целом, не развивает той возможной тяги, или подъемной силы, которую она могла бы дать от затраченной энергии двигателя.

Лопасть [2] принятая за прототип, образована передней, задней и лобовой плоскостями, с острыми углами передней и задней кромок, и закругленной спинкой по радиусу r, определяемого по скорости V набегающего потока, по формуле r = v2/.

Недостаток конструкции прототипа и формулы в том, что не учитывается увеличение скорости потока от перепада давления между лобовой поверхностью и передней поверхностью, а поэтому у нее не может быть высокого КПД.

Сущность изобретения в том, что поверхность спинки выгнута по радиусу r определяемого по формуле ri= K2iv2i/, который в комле пера, при минимальной скорости набегающего потока Vo равен радиусу закругления передней кромки Ro, центр которого располагается на расстоянии ai от дуги радиуса ri, и на расстоянии ai от продолжения задней плоскости, и на расстоянии Ci от точки пересечения дуги радиуса ri с продолжением задней плоскости, и определяется по формуле Ri= ai-0,2ai, дуга которого сопрягается кривой с дугой ri и задней плоскостью, коэффициент ki по формуле Ki 1 + 0,6565Zi, угол i= 9+6Zi, толщина профилей дужек Ci

,

где Zi (V3 Vi)/(V3 Vo);

ri радиус закругления спинки в метрах;

Ki коэффициент увеличения скорости над спинкой;

Vi скорость набегающего потока в м/с;

ускорение частиц воздуха, равное 109000 м/с2;

Vo минимальная скорость набегающего потока;

ro Ro радиусы закругления спинки и передней кромки при минимальной скорости набегающего потока;

V3 скорость набегающего потока на конце пера лопасти или равная скорости звука.

На фиг. 1 показана лопасть воздушного винта с наложенными сечениями дужек по радиусам Ri от центра вращения. Крутка пера лопасти условно непоказана.

На фиг. 2 показан в увеличенном масштабе профиль дужки по сечению R4 с обозначениями.

Лопасть воздушного винта, включающая переднюю 1 и заднюю 2 плоскости, пересекающиеся под острым углом g на задней кроме 3 и сопрягаемые с ними поверхностями спинки 4 и передней кромки 5, выгнутые по радиусам r и R.

Поверхность спинки 4 выгнута по радиусу r, определяемого по формуле ri= K2iv2i/ который в комле пера, при минимальной скорости набегающего потока Vo, равен радиусу закругления передней 5 кромки Ro, центр которого располагается на расстоянии ai от дуги радиуса ri, на расстоянии ai от продолжения задней плоскости 2, и на расстоянии ci от точки пересечения дуги радиуса ri с продолжением задней 2 плоскости, и определяется по формуле Ri ai 0,2ai, дуга которого сопрягается кривой с дугой ri и задней 2 плоскостью, коэффициент Ki по формуле Ki 1 + 0,6565Zi, угол толщина профилей дужек



Скорость набегающего потока Vi на дужки возрастает линейно от комля R2 к периферии, и достигает максимальной величины на конце пера. При этом на передней кромке 5 создается давление, а над плоскостью 1 и спинкой 4 разряжение.

А поскольку зона повышенного давления на лобовой поверхности 5 располагается рядом с зоной разряжения 1, то поток частиц, от перепада давления, будет устремляться из зоны давления в зону разряжения с повышенной в Ki раз скоростью и, огибая спинку 4, порождает на ней, в пограничном слое, разряжение близкое к вакууму.

Сила тяги определяется величиной разряжения на спинке 4 и передней стороне 1, и давлением от скоростного напора на задней 2 стороне плоскости.

Преимущество изобретенной конструкции, по сравнению с известной, заключается в том, что наиболее точная форма профилей дужек, дает максимальный эффект тяги или подъемной силы.

Специалисты Воронежского КБ АНТК имени А.Н. Туполева, решили по вышеизложенному сделать опытный образец и испытать в действии.

Источники информации

1. Александров В.Л. Воздушные винты. Гос. изд. оборон. пром. М. 1951.

2. Патент России N 2015062, B 64 C 11/00. 1991. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Лопасть воздушного винта, включающая переднюю и заднюю плоскости, пересекающиеся под острым углом на задней кромке и сопрягаемые с ними поверхности спинки и передней кромки, вытянутые по радиусам r и R, отличающаяся тем, что поверхность спинки выгнута по радиусу r, определяемому по формуле

r = K2v2/,

который в комле пера при минимальной скорости набегающего потока v0 равен радиусу закругления передней кромки R0, центр которого располагается на расстоянии a от дуги радиуса r и на расстоянии a от продолжения задней плоскости и на расстоянии c от точки пересечения дуги радиуса r с продолжением задней плоскости и определяется по формуле R a - 0,2a, дуга которого сопрягается кривой с дугой r и задней плоскостью, коэффициент К по формуле К 1 + 0,6565 Z, угол = 9+6Z, толщина профилей дужек



где Z (v3 vi) / (v3 v0;

r радиус закругления спинки, м;

К коэффициент увеличения скорости над спинкой;

v скорость набегающего потока, м/с;

- ускорение частиц воздуха, 109000 м/с2;

v0 минимальная скорость набегающего потока, м/с;

r0 и R0 радиусы закругления спинки и передней кромки при минимальной скорости набегающего потока;

v скорость набегающего потока на конце пера лопасти или равная скорости звука.