一种变距螺旋桨

1.本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种变距螺旋桨。


背景技术：

2.发动机作为动力源带动螺旋桨旋转，进而为机身提供气动力，定距式螺旋桨的飞行速度和航程都很受限，直到可变距螺旋桨出现，可变距螺旋桨大大提升了螺旋桨的输出功率的利用率、增加了飞机的飞行航程以及节省了燃料消耗。
3.目前，可变距螺旋桨的应用材料有限，且局限的材料导致飞机的重量和飞机的制造成本提高，并且螺旋桨的转速导致空气的流线有限，严重影响了螺旋桨自身的气动性能。由于螺旋桨的自身结构和螺旋桨的应用材料限制，使得飞机的燃料消耗，与绿色航空理念相悖等。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种变距螺旋桨，以解决螺旋桨的转速不足导致螺旋桨自身的气动性能低的问题。
5.第一方面，本发明提供了一种变距螺旋桨，包括：桨毂、桨叶、推杆以及设在桨毂内的推盘，推杆用于与驱动机构连接，推杆穿过桨毂与推盘固定连接，驱动机构用于通过驱动推杆控制推盘升降；变距螺旋桨还包括转动连接件，转动连接件可转动的设在桨毂的周侧，桨叶的桨根与转动连接件朝向桨毂的外侧面连接，转动连接件背离桨根的表面与推盘连接。
6.与现有技术相比，本发明提供的变距螺旋桨中，推盘设在桨毂内，推杆穿过桨毂与推盘固定连接，推杆用于与驱动机构连接，因此，驱动机构用于通过驱动推杆控制推盘升降。而由于转动连接件可转动的设在桨毂的周侧，桨叶的桨根与转动连接件朝向桨毂的外侧面连接，转动连接件背离桨根的表面与推盘转动连接，因此，在推杆推动推盘上下运动时，推盘可以带动转动连接件转动，从而调整桨叶偏转角度。可见，本发明提供的变距螺旋桨可以通过推杆变距的方式调整桨叶的偏转角度，从而改变桨周围的气流流向，使得桨叶在转动过程中气流流向与周围的气流流向同向，避免桨叶在转动过程中产生的气流阻碍，变距螺旋桨可以充分利用发动机的输出功率使得变距螺旋桨的气动性能更好，从而降低了飞机的燃油消耗，解决了飞机燃油消耗严重的问题。
附图说明
7.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了本发明示例性实施例的变距螺旋桨的结构图；图2示出了本发明示例性实施例的转动连接件背离桨根的表面的示意图；图3示出了本发明示例性实施例的导向柱初始点和限位柱初始点运动的示意图；
图4示出了本发明示例性实施例的导向柱中间位置点和限位柱中间位置点运动的示意图；图5示出了本发明示例性实施例的导向柱终点和限位柱终点运动的示意图；图6示出了本发明示例性实施例的推盘的结构图；图7示出了本发明示例性实施例的推杆的结构图；图8示出了本发明示例性实施例的推盘限位件的结构图；图9示出了本发明示例性实施例的桨叶的结构图。
8.附图标记：101-桨毂，102-推杆，103-桨叶，201-转动连接件，2011-限位柱，2012-导向柱，303-导向槽，304-限位槽，701-限位盖，702-推盘限位槽，703-推盘安装结构。
具体实施方式
9.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
10.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
11.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
12.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
13.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
14.发动机作为动力源带动螺旋桨旋转，进而为机身提供气动力，定距式螺旋桨的飞行速度和航程都很受限，直到可变距螺旋桨出现，可变距螺旋桨大大提升了螺旋桨的输出功率的利用率、增加了飞机的飞行航程以及节省了燃料消耗。
15.目前，可变距螺旋桨的应用材料有限，且局限的材料导致飞机的重量和飞机的制造成本提高，并且螺旋桨的转速导致空气的流线有限，严重影响了螺旋桨自身的气动性能。由于螺旋桨的自身结构和螺旋桨的应用材料限制，使得飞机的燃料消耗，与绿色航空理念相悖等。
16.基于上述问题，本发明示例性实施例提供一种变距螺旋桨，以解决螺旋桨的转速
不足导致螺旋桨自身的气动性能低的问题。
17.图1示出了本发明示例性实施例的变距螺旋桨的结构图。如图1所示，本发明中的变距螺旋桨包括：桨毂101、桨叶103、推杆102以及设在桨毂101内的推盘，推杆102用于与驱动机构连接，推杆102穿过桨毂101与推盘固定连接，驱动机构用于通过驱动推杆102控制推盘升降；变距螺旋桨还包括转动连接件，转动连接件可转动的设在桨毂101的周侧，桨叶103的桨根与转动连接件朝向桨毂101的外侧面连接，转动连接件背离桨根的表面与推盘连接。
18.具体实施时，如图1所示，推杆102的一端与驱动机构连接，推杆102的另一端与推盘固定连接，当驱动机构驱动推杆102上升时，推杆102就会带动推盘上升，推盘上升时就会带动安装在桨毂101的周侧转动连接件转动，当驱动机构驱动推杆102下降时，推杆102就会带动推盘下降，推盘下降时就会带动安装在桨毂101的周侧转动连接件转动，因此，在推杆102推动推盘上下运动时，推盘可以带动转动连接件转动，从而调整桨叶103偏转角度。可见，本发明提供的变距螺旋桨可以通过推杆102变距的方式调整桨叶103的偏转角度，从而改变桨周围的气流流向，使得桨叶103在转动过程中气流流向与周围的气流流向同向，避免桨叶103在转动过程中产生的气流阻碍，变距螺旋桨可以充分利用发动机的输出功率使得变距螺旋桨的气动性能更好，从而降低了飞机的燃油消耗，解决了飞机燃油消耗严重的问题。
19.在一种可选方式中，图2示出了本发明示例性实施例的转动连接件201背离桨根的表面的示意图，如图2所示，上述转动连接件201背离桨根的表面具有导向柱2011和限位柱2012，推盘的外侧壁具有与导向柱2011配合的导向槽和限位柱2012配合的限位槽，导向槽沿着推盘的周向方向延伸，限位槽沿着推盘的轴向方向延伸，限位槽不仅可以对限位柱2012起到一个导向和限位作用，还可限制限位柱2012发生偏向，从而对转动连接件201起到一种平衡作用。
20.示例性的，在推杆上下运动时，由于导向槽沿着推盘的周向方向延伸，因此，在导向槽的侧壁推动下，可以带动导向柱沿着垂直方向上做圆周运动，进而使得导向柱可以带动转动连接件自转，从而达到对桨叶偏转角度的调节。同时，由于限位槽沿着推盘的轴向方向延伸，因此，在导向柱上下圆周运动的同时，限位槽可以通过限位柱对转动连接件的转动轨迹进行限制，而导向柱又带动转动连接件运动，可见，转动连接件在导向柱的作用下可以实现转动，而在限位柱的作用下沿着固定轨迹转动。
21.示例性的，导向槽的高度大于导向柱沿着推杆的轴向方向的长度，可以理解为导向柱的径向尺寸小于导向槽沿着推杆的轴向方向的长度，也可以认为是导向柱的径向尺寸小于导向槽的高度，导向槽的高度与沿着推杆的轴向方向相同。在转动连接件转动时，导向柱在导向槽内转动的同时还会沿着推盘的周向方向移动，为了更好的对导向柱进行导向时，导向槽的内壁具有沿着推盘的轴向方向分布的第一内侧壁和第二内侧壁，导向柱靠近第一内侧壁的表面为弧面，导向柱靠近第二内侧壁的表面为弧面。
22.示例性的，限位槽的内壁具有沿着推盘的轴向方向分布的第一内侧壁和第二内侧壁，当限位柱靠近第一内侧壁的表面为弧面时，随着推盘带动转动连接件上升或者下降时，转动连接件带动桨叶转动，也可以理解为，转动连接件中的导向柱沿着导向槽移动，转动连接件中的限位柱沿着限位槽移动，限位柱受到第一内侧壁的弧面约束，使得限位柱可以沿着弧面形成一种弧线轨迹的运动，从而使得导向柱沿着导向槽移动时，限位柱在运动的同
时可以对导向柱产生一种弧形约束。限位柱靠近第二内侧壁的表面为弧面时，由于第二内侧壁弧面的约束，使得限位柱可以沿着弧面形成一种弧线轨迹的运动，从而实现转动连接件在转动时，限位槽对转动连接件起到一种约束。
23.示例性的，当限位槽为弧形限位槽时，弧形限位槽的弧弦方向与推盘的轴向方向相同，在推盘上升或者下降带动限位柱在弧形限位槽内运动时，限位柱沿着弧形限位槽在限位槽内沿着推盘的轴向方向运动，这样就会限制转动连接件在推盘的周向方向偏移，防止转动连接件在推盘上升或者下降时出现偏移，使得转动连接件的运动保持一个相对平衡，同时，弧形安装槽还会对推盘起到一个减重的作用。
24.图3示出了本发明示例性实施例的导向柱初始点和限位柱初始点运动的示意图，图4示出了本发明示例性实施例的导向柱中间位置点和限位柱中间位置点运动的示意图，图5示出了本发明示例性实施例的导向柱终点和限位柱终点运动的示意图，如图3~图5所示，从图3到图4的导向柱2011和限位柱2012的位置变化可以理解为推盘上升的过程，随着导向柱2011的开始运动，限位柱2012也会出现不同位置的变化，导向柱2011在初始点运动时，限位柱2012也在初始点，推盘上升时带动导向柱2011沿着导向槽303开始运动时，此时，导向柱2011开始逐渐靠近第一内侧壁，限位柱2012也会逐渐与限位槽304内的远离导向柱2011的侧壁接触。如图4所示，当导向柱2011与第一侧壁接触时，限位柱2012与限位槽304内的远离导向柱2011的侧壁接触，此时，可以理解为推盘停止上升。从图4到图5的导向柱2011和限位柱2012的位置变化可以理解为推盘下降的过程，推盘下降时带动导向柱2011沿着导向槽303开始运动，随着导向柱2011开始与第一侧壁脱离接触，与限位槽304内的远离导向柱2011的侧壁脱离接触，此时，导向柱2011逐渐靠近第二侧壁，限位柱2012与限位槽304内的靠近导向柱2011的侧壁逐渐接触，直到导向柱2011与第一侧壁接触，限位柱2012与限位槽304内的靠近导向柱2011的侧壁逐渐接触，最终达到终点运动位置，整个过程就是推盘下降的过程。
25.在一种可选方式中，图6示出了本发明示例性实施例的推盘的结构图，如图6所示，为了保证变距螺旋桨的气动性能，给推盘的外侧壁具有至少一个减重槽，可以理解的是每个减重槽沿着推盘均匀的分布在推盘的外侧壁，例如：给推盘外侧壁切割多个三角形切割槽，每个三角形切割槽均匀的环设在推盘的外侧壁。这种结构不仅可以去掉推盘的多余部分，同时还会使得推盘在驱动机构的驱动下上升或者下降时更快，避免了驱动机构因为驱动推盘部分驱动力浪费的问题，使得驱动机构驱动推盘更快。
26.在一种可选方式中，图7示出了本发明示例性实施例的推杆的结构图，如图7所示，推杆具有限位盖701、推盘限位槽702以及位于限位盖701和推盘限位槽702之间的推盘安装结构703，在实际应用中，推盘设在推盘安装结构703上，推盘的一端被限位盖701限制，另一端被变距螺旋桨包括的推盘限位件限制，推盘限位件安装在推盘限位槽702内，在推杆带动推盘上升或者下降时，位于推盘安装结构703上的推盘就会受到限位盖701以及推盘限位件限位，不会使得推盘自身旋转，保证了推盘在上升或者下降时与推杆同步运动。
27.示例性的，图8示出了本发明示例性实施例的推盘限位件的结构图，如图8所示，上述推盘限位件可以为一种双瓣式的推盘限位件，将双瓣式的推盘限位件拼在一起后，对位于限位槽内的推盘限位件进行锁紧，使得推盘限位件与推盘接触，当推杆上升或者下降时，推盘限位件可以对推盘进行一个锁紧，防止推盘相对于推杆产生转动，同时，双瓣式的推盘
限位件不仅安装方便还会实现对推盘限位件的锁紧进行可调。
28.图9示出了本发明示例性实施例的桨叶的结构图，如图9所示，转动连接件201的一端通过活动安装结构与推盘连接，转动连接件201的另一端与桨叶连接，其中，靠近桨叶一端的转动连接件201具有供桨叶伸入的阵列分布肋板沟槽结构形状，桨叶深入肋板沟槽与桨叶连接件连接，避免了桨叶在转动过程中由于疲劳工作而产生松动的问题。
29.尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
30.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种变距螺旋桨，其特征在于，包括：桨毂、桨叶、推杆以及设在所述桨毂内的推盘，所述推杆用于与驱动机构连接，所述推杆穿过所述桨毂与所述推盘固定连接，所述驱动机构用于通过驱动所述推杆控制所述推盘升降；所述变距螺旋桨还包括转动连接件，所述转动连接件可转动的设在所述桨毂的周侧，所述桨叶的桨根与所述转动连接件朝向桨毂的外侧面连接，所述转动连接件背离所述桨根的表面与所述推盘连接。2.根据权利要求1所述的变距螺旋桨，其特征在于，所述转动连接件背离所述桨根的表面具有导向柱和限位柱，所述推盘的外侧壁具有与所述导向柱配合的导向槽和所述限位柱配合的限位槽，所述导向槽沿着所述推盘的周向方向延伸，所述限位槽沿着所述推盘的轴向方向延伸。3.根据权利要求2所述的变距螺旋桨，其特征在于，所述导向槽的高度大于所述导向柱沿着所述推杆的轴向方向的长度，所述导向槽的高度与沿着所述推杆的轴向方向相同。4.根据权利要求2所述的变距螺旋桨，其特征在于，所述限位槽的内壁具有沿着所述推盘的轴向方向分布的第一内侧壁和第二内侧壁，所述限位柱靠近所述第一内侧壁的表面为弧面，所述限位柱靠近所述第二内侧壁的表面为弧面。5.根据权利要求2所述的变距螺旋桨，其特征在于，所述限位槽为弧形限位槽，所述弧形限位槽的弧弦方向与所述推盘的轴向方向相同。6.根据权利要求2所述的变距螺旋桨，其特征在于，所述推盘的外侧壁具有至少一个减重槽，至少一个所述减重槽沿着所述推盘的轴向方向延伸。7.根据权利要求1~6任一项所述的变距螺旋桨，其特征在于，所述推杆具有限位盖、推盘限位槽以及位于所述限位盖和所述推盘限位槽之间的推盘安装结构，所述推盘设在所述推盘安装结构上。8.根据权利要求7所述的变距螺旋桨，其特征在于，所述变距螺旋桨还包括推盘限位件，所述推盘限位件安装在所述限位槽内。

技术总结
本发明公开一种变距螺旋桨，涉及航空技术领域，以解决螺旋桨的转速不足导致螺旋桨自身的气动性能低的问题。所述变距螺旋桨包括：桨毂、桨叶、推杆以及设在桨毂内的推盘，推杆用于与驱动机构连接，推杆穿过桨毂与推盘固定连接，驱动机构用于通过驱动推杆控制推盘升降；变距螺旋桨还包括转动连接件，转动连接件可转动的设在桨毂的周侧，桨叶的桨根与转动连接件朝向桨毂的外侧面连接，转动连接件背离桨根的表面与推盘连接。本发明提供的变距螺旋桨用于飞行器中。飞行器中。飞行器中。


技术研发人员：闫文辉 张坤 孙召政 田潇 田俊千
受保护的技术使用者：北方工业大学
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/8/14