则升力计算公式为：
r3L?n?gb?2sin2?6r2r1 (3-8)
（3）另外根据具体给出的电动飞行器的重量为2t即2000kg即20000N，电动飞行器达到平衡所需的升力为20000N。
螺旋桨的拉力计算公式：直径（米）?螺距（米）?桨宽度（米）?转速平方（转/秒）?1大气压力（1标准大气压力）?经验系数（0.00025）=拉力（克）由于升力系数为：
c1?l12?v?c2 (3-9)
其升力?2?系数与所选旋翼的相对厚度有关系，而现阶段螺旋桨规格比较严格，不能随便的设计和改造。我们选用的是通用比例的桨，精度较好，除高原地区大气压为1个标准大气压。其中螺距为0.45米。
按照2t即2000kg的飞行器总体重量，那么此螺旋桨提供的升力L≥2000kg。 此设计中具体参数设计桨叶半径为0.3m，电机转速为9600转/分，合160转/秒。
那么L所提供的升力为:3?2?0.3?0.45?0.1?160?160?1?0.25=518.4公斤 四支则提供：4?518.4=2073.6公斤=2.0736t>2t初步完成设计螺旋桨的要求。 3.2.5 螺旋桨结构的分析
在分析质量之前下面先对旋翼半径，桨叶宽度，旋翼实度进行适度的介绍和分析：
（1）旋翼半径
旋冀旋转时，叶尖所划圆圈的直径叫做旋翼直径。日前世界上的直升机旋翼D7-35米之间. 叶尖离桨毂中心的距离称旋典半径R =D/2，任一桨叶剖面距离桨毂中心的半径则表示为r?。在桨叶r?=0.7 R处的剖面的空气动力特性很有代表性，叫做特征剖面，r?即为特征剖面半径。 （2）桨叶宽度
桨叶剖面的弦长就是该半径处的桨叶宽度，用b表示，如图3-10所示。该
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种平面形状的桨叶。对于矩形桨叶，宽度洽径向不变;对于梯形桨叶或共他桨叶.吞沿径向改变。为了表征桨叶宽度的变化，常用桨叶―根悄比‖这样一个概念，其 定义为：
?y0?b0?1 (3-10) b1亦即叶根宽度与叶尖宽度之比一般1?3.在实际情况中，由于叶根及叶尖部分形状待殊，按延伸办法未处理.此设计的比值为2可以较好的控制各个系数。
图3-10 矩形平面形状的桨叶
（3）旋翼实度?
各片桨叶实占面积与整个桨盘面积之比，叫做旋抖实度，以希脂字母口表示.如为为桨叶片数，则
??k?bdr0R?R2kbp?kb??? (3-11)
?R?R??0.7处剖面的宽度b?认接近于桨叶这是因为，根据统计经验，在桨叶上r宽度的平均值,旋叶桨片数目一般为2~7片，轻型直升机大都有2~4片，而重型机达5~7片?值应该在0.04~0.11之间。 （4）桨叶重心
结构设计主要调整桨叶的展向重心和弦向重心，桨叶的展向重心主要影响桨叶的静矩和惯性矩。桨叶展向重心外移，桨叶的静矩和惯性矩会增大，同时桨叶的离心力载荷会变大，一般设计在0.5一O.66R位置。 桨叶的弦向重心是结构设计的重要参数，弦向重心直接影响桨叶的颤振和稳定性特性，通常要求桨叶的
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弦向重心在25%弦长之前，实际的工程应用中，弦向重心控制在25%弦长之前是比较困难的，一般力求桨叶的有效重心控制在25%弦长前。
桨叶的展向重心：
X 桨叶的旋向重心：
g??R0MiXdxM?87.7 (3-12)
Xg??R0MiYgdxM
?87.8 (3-13)
桨叶的有效重心：
Ygef??R0MiYgXdxR?0MiXdx?86.0 (3-14)
式中:Mi一一桨叶剖面的线质量。 （6）桨叶重量
按照桨叶的弦长、展长及翼型的分布情况对桨叶的质量特性作统计分析。对比总体分配的桨叶质量，分析桨叶质量的合理性。单片桨叶质量：
Gblab?e?Mid r (3-15)
0R试中：Gblade表示单片桨叶质量，Mi桨叶剖向的线质量，R表示桨叶展向最大位置航空器结构设计通常遵循重量最轻原则，但桨叶的结构设计除了满足强度、刚度和动力学要求之外，还要求直升机旋翼桨叶能够为直升机自转下滑状态提供足够的能量。因此旋翼桨叶不能设计得过轻，从旋翼的自转性能要求出发，旋翼最小转动惯量应满足以下条件：I?22W?A,其中I为旋翼转动惯量，?为发动机停车时的旋翼转速，W为直升机重量，A自传因子。 （7）剖面刚度和质量分布
桨叶的剖面刚度和质量分布，是桨叶结构参数设计的核心工作。剖面刚度和质量特性直接影响桨叶的动力学特性、强度和疲劳特性。动力学设计时，调整桨
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叶剖面刚度和质量分布，改变桨叶动力学特性，也称调频设计，是多次逼近的复杂的过程。调频设计的主要措施是改变桨叶的质量和刚度分布，剖面刚度设计时，应避免结构刚度急剧变化，减少可能引起的应力集中。 3.2.6 螺旋桨桨叶材料的分析
（1）螺旋桨在材料的选取上要注意一下条件：
①优先选用使用过的成熟材料，适当选用优质新材料，同时应尽量减少材料
品种与规格。
②材料的比强度、比刚度要高。 ③抗疲劳、耐冲击性好。 ④耐环境特性好。 ⑤具有良好的工艺性。 ⑥注意选用恰当的金属材料。
⑦复合材料应满足结构特殊性能要求，如阻燃、烟雾、燃烧、毒性、耐冲击等。
⑧树脂基体应与纤维的断裂应变协调、匹配，同时与纤维具有高的界面 结合强度。
⑨树脂基体应满足工艺性对挥发物含量、就性、预浸料使用期，固化压力、 固化温度以及固化后的收缩率等要求。
⑩注意儿种材料问固化温度要求，具有良好的相融性。 （2）在选用金属材料时应注意：
①选用碳素钢和低合金钢时，应优先选用淬透性好的材料，以防止淬火不均匀或产生裂纹；
②采用的热处理规范，不应在使用温度范围内产生回火脆性； ③通过冷作硬化提高机械性能时，其回火温度应比工作温度高100C； ④对关键件，其高应力区要求无脱碳现象，其他部位也应避免脱碳现象，否则应降低使用应力。综合分析并结合螺旋桨主要构件常用材料表可得旋翼材料为：变距摇臂螺栓、限动器连接螺栓、顶盖连接螺栓、铰接式桨毅(如直8)的上卜星板及轴向铰车由颈和车由套应选取30CrNi4MoA，桨叶大梁主要选LD2CS， 接头选取LD7CS。
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3.2.7 螺旋桨桨叶的喷漆
蒙皮，复合材料桨叶的蒙皮设计应尽量连续，承受一定的离心力，并提供部分弯曲刚度和扭转刚度。设计中充分利用复合材料的可设计性，通过调整若干了铺层，实现桨叶强度设计要求。一般桨叶的最外层蒙皮，多采用平整致密织物，以便于形成高质量的桨叶外形。内层蒙皮则根据结构需要而选择材料和铺设方案。目前蒙皮所使用的材料以采用玻璃类、碳类和芳纶类纤维的织物为主。如果从加强桨叶的韧性、制造容差的损伤容限方面考虑，应选择玻璃类材料;若从桨叶的刚度特性和质量方面考虑，选择碳类织物更好。
蒙皮铺层设计的一般原则：
（1）结构应尽量采用对称铺层，避免固化后由于祸合引起的结构翘曲； （2）铺层的纤维轴线应尽量与内力拉压方向一致，剪切强度和扭转刚度主要由?45?铺层提供；
（3）蒙皮连接宜采用搭接的方式，一般搭接宽度要在10mm以上； （4）桨叶外层蒙皮宜采用玻璃纤维织物，其抗损伤的敏感性好。
使用环境中的多种因素(如温度、湿度、雨雪、紫外线、雷电、风沙、盐雾、霉菌，以及其他工业污染物等)对桨叶的性能影响较大。桨叶结构设计时，必须进行桨叶结构防护设计。零组件的表面处理是结构防护的基础，包括选取合适的金属镀层和非金属涂覆层喷漆等。
结构设计应充分考虑金属保护片的机械加工工艺性。根据具体部位和使用要求，一般选用不锈钢、钦合金、镍合金等材料。钦合金的耐磨性较好，适用于桨叶中段和内侧使用。镍合金的防沙石性能较好，工艺性也好，特别适用于桨尖形状复杂的前缘保护。不锈钢是使用比较多的前缘保护材料之一。沙蚀及雨蚀影响桨叶的使用寿命，复合材料桨叶根部和尖部下表面，应采用外场易于更换和修理的聚氨酷保护带进行保护。
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