球冠形状的空气螺旋桨叶片枢轴制造技术

本发明专利技术提供了一种用于空气螺旋桨叶片的枢轴(30)，所述枢轴包括：旋转支撑件(36)，所述旋转支撑件(36)用于径向地安装在螺旋桨轮毂上，同时适合于绕过枢转轴线(Z)枢转；以及叶片支撑件(38)，所述叶片支撑件(38)包括用于接纳叶片根部的壳体(40)和至少一个臂(34a、34b)，所述至少一个臂(34a、34b)相对于所述枢转轴线横向地延伸，并且承载形成配重的飞锤(32)；所述臂和其飞锤呈现大致球冠形状的几何形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及空气螺旋桨的领域。本专利技术更具体涉及螺旋桨叶片枢轴。
技术介绍
空气螺旋桨尤其用于推进飞行器的航空领域中。它尤其发现于具有单个螺旋桨或两个对转螺旋桨的飞行器涡轮螺旋桨发动机中。通常，飞行器涡轮螺旋桨发动机的每个螺旋桨中由多个无管道风扇叶片组成。风扇叶片具有可变俯仰角，即每个叶片可以绕其纵向轴线(其俯仰轴线)枢转以便使其前缘的取向适应于发动机转速。风扇叶片的取向(也称为俯仰角设定)因此构成使能管理涡轮螺旋桨发动机的推力的参数中的一个。为此目的，每个螺旋桨叶片一般经由其根部来安装在枢轴上，所述枢轴包括旋转支撑件，所述旋转支撑件径向地布置在螺旋桨轮毂中的孔口中，同时能够在孔中绕叶片的纵向轴线枢转。每个叶片枢轴还具有叶片支撑件，所述叶片支撑件提供有接收叶片根部的槽窝，并且还提供有至少一个臂，所述臂相对于枢轴的枢转轴线横向地延伸，并且承载形成配重的飞锤。在发动机失效的情况下，作用在定位在枢轴臂上的飞锤上的离心力因此用于确保叶片自动地顺桨，并且确保它保持在其顺桨的取向。因此，螺旋桨叶片的枢轴的主要功能是保持叶片(逆着空气动力学和离心力)，以保持用于使叶片顺桨的飞锤(基本上逆着离心力)，并且为叶片提供取向的引导(主要逆着惯性力)。叶片枢轴一般由金属制成，尤其是由钢或钛制成。不幸地，尤其是具有两个对转螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机中的很多叶片增加了枢轴的数量，并且因此增加了机载重量。因此存在对能实现重量的节省、尤其是给出由离心力施加在形成平衡重的飞锤上的力的形状可用于叶片枢轴的需要。
技术实现思路
该目的通过用于空气螺旋桨叶片的枢轴来实现，所述枢轴包括:旋转支撑件，所述旋转支撑件用于径向地放置在螺旋桨轮毂上，同时适合于绕过枢转轴线枢转；以及叶片支撑件，所述叶片支撑件包括用于接纳叶片根部的壳体和至少一个臂，所述至少一个臂相对于所述枢转轴线横向地延伸，并且承载形成配重的飞锤；并且其中，根据本专利技术，所述臂和其飞锤呈现大致球冠形状的几何形状。作用在叶片枢轴的臂上的离心力趋向于引起它弯曲。使臂和其飞锤具有大致球冠形状使通过提供由臂弯曲引起的牵引和压缩应力的更好分布来增加其结构效率成为可能。这使叶片枢轴的重量变轻成为可能。此外，叶片支撑件的拱顶形状使其更易于将叶片枢轴集成在其机舱中(所述形状可以呈现为圆柱形的形状或具有双曲率的形状)。具体地，借助于这种形状，叶片枢轴的径向尺寸可以减小。优选地，臂和其飞锤具有在纵向平面中为弯曲的横截面和在横向平面中为弯曲的横截面。在一些情况下，弯曲横截面中的每一个可以存在相应的曲率半径，对于涡轮螺旋桨发动机螺旋桨叶片，所述曲率半径在200毫米(mm)至400mm的范围内，而对于具有两个对转螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨叶片，所述曲率半径在700_至900_的范围内。同样优选地，至少叶片支撑件由有机基质复合材料制成。由复合材料制作螺旋桨枢轴的主要部分使实现相对于现有技术的由金属制成的螺旋桨大约30%至50%的重量的显著降低成为可能。叶片支撑件可以包括两个相对臂，所述两个相对臂相对于枢转轴线横向地延伸，并且均承载形成配重的飞锤。在一实施例中，叶片支撑件臂经由弯曲轮廓的部分连接到壳体。在该示例中，具有凹口的枢轴的中心区域与臂之间的路径因此是连续的，由此进一步改善由臂弯曲引起的牵引和压缩应力的分布。具体地，当叶片支撑件具有两个相对臂时，它们连接到壳体，并且它们还从其向上游和下游延伸。因此，如果复合材料用于制作叶片支撑件，那么复合材料的横截面在由臂的弯曲引起的应力大的区域中最大化。在另一实施例中，叶片支撑件臂经由直线轮廓的部分连接到壳体。相比于前述的实施例，借助于直线轮廓的部分的这种连接使实现重量的大幅节省成为可能。叶片支撑件壳体可以是沿基本上垂直于所述臂的方向进行取向的槽窝。本专利技术还提供了一种包括多个叶片的空气螺旋桨，每个叶片安装在如在上面界定的枢轴中。本专利技术还提供了一种包括至少一个这种螺旋桨的飞行器涡轮螺旋桨发动机。【附图说明】根据参考示出不具有限制特征的实施例的附图的以下描述，本专利技术的其他特性和优点是显而易见的。在附图中:图1是本专利技术具体应用的具有两个无管道螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机的纵向半剖面的示意图；图2是示出螺旋桨叶片枢轴的运行的示意图；图3和4是本专利技术的第一实施例中的螺旋桨叶片枢轴的分别从上面和从下面观察的透视图；图5是图3和4的枢轴的纵向剖视图；图6是图3和4的枢轴的剖视图；图7和8是本专利技术的第二实施例中的螺旋桨叶片枢轴的分别从上面和从下面观察的透视图；以及图9是本专利技术的第三实施例中的螺旋桨叶片枢轴的纵向剖视图。【具体实施方式】本专利技术应用于具有至少一个带有可变俯仰角叶片的螺旋桨的任何飞行器涡轮螺旋桨发动机，并且本专利技术尤其应用于具有两个无管道对转螺旋桨的飞机涡轮螺旋桨发动机、诸如在图1中示出的涡轮螺旋桨发动机。这种涡轮螺旋桨发动机10是已知的，并且因此不详细地进行描述。通常，它包括纵向轴线12和绕纵向轴线同轴布置的环形机舱14。涡轮螺旋桨发动机10从上游到下游还包括:压缩机16 ;燃烧室18 ;以及具有两个对转转子22a和22b的涡轮机20，这些各种元件同样绕涡轮螺旋桨发动机的纵向轴线12同轴地布置。涡轮螺旋桨发动机10还具有上游(或前)螺旋桨24a和下游(或后)螺旋桨24b，所述上游(或前)螺旋桨24a和下游(或后)螺旋桨24b具有可调俯仰角的风扇叶片26。更准确地，每个螺旋桨24a、24b的风扇叶片26安装在相应的旋转环状件28a、28b上，所述旋转环状件28a、28b对中在涡轮螺旋桨发动机的纵向轴线12上。涡轮机20的每个转子22a,22b以旋转的方式承载并且驱动旋转环状件28a、28b中的相应的一个旋转环状件，所述相应的一个旋转环状件具有安装在其上的螺旋桨24a、24b中的一个螺旋桨。替代地，螺旋桨24a、24b可以经由减速传动装置通过涡轮机的单个转子来驱动。两个螺旋桨24a、24b的风扇叶片26具有可调俯仰角，即每个风扇叶片26可以绕其纵向轴线枢转以便使其前缘的取向适应于发动机转速和/或导向控制。为此目的并且如在图2中示出的，每个风扇叶片26安装在枢轴30上，所述枢轴30径向地安装在对应的旋转环状件28a、28b上，同时适合于在该孔口中绕枢轴的枢转轴线枢转。枢轴30相对于旋转环状件28a、20b的枢转因此引起对应的风扇叶片的前缘的取向的改变。这种枢转通过液压或电动类型的常规致动装置来实现。在发动机失效的情况下，有利的是每个风扇叶片26能够自动顺桨，即以便具有相对于相对风％的基本上为零的迎角。此外，设置无源装置来保持风扇叶片26顺桨，即使在用于使枢轴30枢转的致动装置失效的情况下。具体地，每个叶片的推力中心L可以相对于枢轴30的枢转轴线Z偏移，由此产生趋向于引起叶片枢转的空气动力学扭矩Ma。此外，由于重心G相对于枢转轴线Z偏移，因此还产生惯性扭矩Μρ为了对抗这些扭矩MjP M i并且为了保持叶片顺桨，形成平衡重的飞锤32通常安装在相对于枢转轴线Z横向地延伸的臂34的自由端处。这些臂以如下方式基本上垂直于叶片30的压力和吸入侧进行取向(角度α在相对于与枢轴的接收叶片根部的槽窝垂直的平面的范围±30°内)，使得当螺旋桨绕其旋转轴线0旋转时，作用在飞锤32上的离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空气螺旋桨叶片的枢轴(30；30'；30')，所述枢轴包括：旋转支撑件(36)，所述旋转支撑件(36)用于径向地安装在螺旋桨轮毂上，同时适合于绕过枢转轴线(Z)枢转；以及叶片支撑件(38)，所述叶片支撑件(38)包括接纳叶片根部的壳体(40)和至少一个臂(34)，所述至少一个臂(34)相对于所述枢转轴线横向地延伸，并且承载形成配重的飞锤(32)；所述枢轴的特征在于，所述臂和其飞锤呈现大致球冠形状的几何形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·塔杨，A·J·P·法布勒，C·雅库马德，A·劳伦塞奥，
申请(专利权)人：斯内克马公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR