(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211138075.7 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 马祺敏　张洋　王加浩　张家忠　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 张宇鸽 (51)Int.Cl. F01D 5/14(2006.01) F01D 7/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼、 叶片 及制备方法 (57)摘要 本发明提供一种仿海豚头部型线的仿生前 缘缝翼、 叶片及制备方法， 仿生前缘缝翼采用基 于仿海豚头部型线的前缘缝翼 轮廓制得， 所述前 缘缝翼轮廓由仿生缝翼前缘轮廓线和前缘缝翼 轮廓的内侧型线通过光滑过渡线进行相切过渡 连接得到， 其中根据基础叶片翼型的尺寸对仿海 豚头部型线进行等比缩放得到仿生缝翼前缘轮 廓线， 基础叶片翼型前缘与仿生缝翼前缘轮廓线 对应的部分为前缘缝翼轮廓的内侧型线。 本发明 基于仿生的被动控制技术， 根据海豚头部特征设 计仿生前缘缝翼， 并将仿生前缘缝翼和基础叶通 过调节装置和缝翼连接件直接连接， 在保证基础 叶片的况整体外形不变的情下， 改善叶片的气动 性能， 来抑制流动分离和动态失速对叶片造成的 负面影响。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 115306486 A 2022.11.08 CN 115306486 A 1.一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼， 其特征在于， 所述仿生前缘缝翼采用基于仿 海豚头部型线的仿生前缘缝翼轮廓(12)制得， 所述仿生前缘缝翼轮廓(12)由仿生缝翼前缘 轮廓线(9)和仿生前缘缝翼轮廓(12)的内侧型线通过光滑过渡线(10)进行相切过渡连接得 到， 其中根据基础叶片翼型(8)的尺寸对仿海豚头部型线进行等比缩放得到仿生缝翼前缘 轮廓线(9)， 基础叶片翼型前缘(11)与仿生缝翼前缘轮廓线(9)对应的部 分为仿生前缘缝翼 轮廓(12)的内侧型线。 2.权利要求1所述的一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼的制备方法， 其特征在于， 具 体步骤如下： S1进行实际海豚头部轮廓提取， 以海豚头部前缘点作 为坐标原点建立x ‑y坐标系， 获取 海豚头部特征点， 根据特征点所在曲线的特征将特征点分为A， B， C， D四部分， 对A， B， C， D四 部分特征点进行非线性曲线拟合， 得到拟合曲线1、 拟合曲线2、 拟合曲线3和拟合曲线4； S2将得到的拟合曲线1、 拟合曲线2、 拟合曲线3和拟合曲线4首尾连接即可到的仿海豚 头部型线， 引入差异度系数k， 得到不同大小海豚的仿海豚 头部型线； S3根据基础叶片翼型(8)的尺寸对不同大小海豚的仿海豚头部型线进行缩放， 得到仿 生缝翼前缘轮廓线(9)； S4将基础叶片翼型前缘(11)与仿生缝翼前缘轮廓线(9)对应的部分与仿生缝翼前缘轮 廓线(9)通过光滑过渡线(10)的相切过渡连接得到仿生前缘缝翼轮廓(12)， 将仿生前缘缝 翼轮廓(12)沿展向延伸得到 仿生前缘缝翼。 3.根据权利要求2所述的一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼的制备方法， 其特征在 于， S1中， 拟合曲线1、 拟合曲线2、 拟合曲线3和拟合曲线4所对应的方程 为： 4.根据权利要求2所述的一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼的制备方法， 其特征在 于， S2中， 差异度系数k＝0.2～2， 不同大小海豚的仿海豚头部型线的拟合方程y1k、 y2k、 y3k、 和y4k， 具体如下： 5.根据权利要求2所述的一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼的制备方法， 其特征在 于， S3中， 对不同大小海豚的仿海豚头部型线进行j倍的缩放， 其中H2＝j ×H1， H1为仿海豚 头部型线 上下端点之 间的竖直距离， H2 为基础叶片翼型前缘轮廓线 上下端点之 间的竖直距 离。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115306486 A 26.根据权利要求5所述的一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼， 其特征在于， 令仿海豚 头部型线 下端端点(13)与仿海豚头部型线前缘点之间的距离为L 1， 仿海豚头部型线 上端点 (14)与仿海豚头部型线前缘点之间的距离为L2， 有L1＝0.85L2， 得到仿海豚头部型线上下 端点之间的竖直距离 H1。 7.根据权利要求5所述的一种仿海豚头部型线的仿生前缘缝翼， 其特征在于， 基础叶片 翼型前缘(11)与仿生缝翼前缘轮廓线(9)对应的部分满足： 基础叶片翼型前缘轮廓线下端 点(15)与基础叶片翼型前缘点之间的水平距离为X1， X1＝0.05c； 基础叶片翼型前缘轮廓线 上端点(16)与基础叶片翼型前缘轮廓线下端点(15)的水平距离为X2， X2＝0.22c； 基础叶片 翼型前缘轮廓线上 下端点之间的竖直距离 H2； 其中， c为基础叶片翼型(8)的弦长 。 8.一种具有仿生前缘缝翼的叶片， 其特征在于， 包括权利要求1 ‑3中任一项所述的仿生 前缘缝翼(1)和基础叶片(2)， 基础叶片(2)两侧壁上均设置有一调节装置， 仿生前缘缝翼 (1)两侧均设置有一缝翼连接件(3)， 调节装置与对应的缝翼连接件(3)转动连接实现基础 叶片(2)与仿生前缘缝翼(1)的连接 。 9.根据权利要求8所述的一种具有仿生前缘缝翼的叶片， 其特征在于， 所述调节装置包 括第一舵机(4)、 推杆内筒(5)、 第二舵机(7)和推杆系统(6)， 第二舵机(7)固定在基础叶片 (2)的侧壁上， 所述推杆系统(6)一端与第二舵机(7)的舵机轴连接， 推杆内筒(5)设置在推 杆系统(6)中， 推杆系统(6)的另一端通过推杆内筒(5)与第一舵机(4)的一端连接， 缝翼连 接件(3)与第一舵机(4)的舵机轴连接 。 10.根据权利要求8所述的一种具有仿生前缘缝翼的叶片， 其特征在于， 所述仿生前缘 缝翼(1)的运动状态包括： 1.前缘缝翼下俯或上仰： 第一舵机(4)带动缝翼连接件(3)转动实现仿生前缘缝翼(1) 下俯或上仰； 2.推杆伸长或缩短 ‑缝翼下俯或上仰： 第一舵机(4)带动缝翼连接件(3)转动实现仿生 前缘缝翼(1)下俯或上仰； 推杆系统(6)中的推杆内筒(5)伸长或缩短， 仿生前缘缝翼(1)远 离或靠近基础叶片(2)； 3.推杆伸长或缩短： 推杆系统(6)中的推杆内筒(5)伸长或缩短， 仿生前缘缝翼(1)远离 或靠近基础叶片(2)； 4.推杆伸长或缩短、 下转或上转 ‑翼缝上仰或下俯： 第一舵机(4)带动缝翼连接件(3)转 动实现仿生前缘缝翼(1)下俯或上仰； 推杆系统(6)中的推杆内筒(5)伸长或缩短， 仿生前缘 缝翼(1)远离或靠近基础叶片(2)； 第二舵机(7)带动推杆系统(6)、 第一舵机(4)、 缝翼连接 件(3)和仿生前缘缝翼(1)下转或上转。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115306486 A 3