用于能够悬停的飞行器的旋翼制造技术

描述了一种旋翼(3、5)，其包括：浆毂(6、8)；多个桨叶(7、14)；每个桨叶(7、14)沿着轴线(B)延伸并包括：前缘(20)和后缘(21)；顶表面(22)和底表面(23)、将前缘(20)的点和后缘(21)的点接合起来的翼弦(15)；以及由复合材料制成并适于承受沿着桨叶(7、14)的第一轴线(B)定向的扭矩的封闭的壳体(30)；壳体(30)包括彼此分开的第一元件和第二元件(31、32)，该第一元件和第二元件在彼此相对的两侧界定相应的壳体(30)；布置在相关联的前缘(20)侧并插入在相应的第一元件和第二元件(31、32)的第一端部(37、38)之间的第一连接元件(34)；以及与相关联的第一元件和第二元件(31、32)连接并布置在前缘(20)侧的第三元件(80)；第一连接元件(34)与相应的第一面部(100)连接，第三元件(80)与第一元件和第二元件(31、32)的相应的第二面部(101)连接；桨叶(7、14)包括插入在第四元件(80)与第一连接元件(34)之间的第四元件(70)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于能够悬停的飞行器的旋翼相关申请的交叉引用本专利申请要求于2018年11月30日提交的欧洲专利申请第18209448.2号的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及一种用于能够悬停的飞行器的旋翼，特别是用于推力换向式飞机或直升机的旋翼。替代地，飞行器可以是旋翼机或旋翼式螺旋桨飞机。飞行器可以由机组人员驾驶或自行驾驶。
技术介绍
众所周知，直升机包括机身、从机身突出并可绕第一轴线旋转的主旋翼以及从机身的尾部突出并可绕横向于第一轴线的第二轴线旋转的尾旋翼。特别地，主旋翼适于提供将直升机维持在空中并允许直升机向前、向后和侧向运动所需的升力。相反，尾旋翼适于抵消可能由主旋翼的运转引起的直升机的旋转，并允许偏航，即直升机绕第一轴线的旋转。按已知的方式，主旋翼(或尾旋翼)包括主轴(或驱动轴)、由主轴旋转驱动的浆毂以及铰接在浆毂上并沿着各自的横向于第一轴线的第三轴线延伸的多个桨叶。在绕第一轴线旋转时，每个桨叶的径向外部末端描绘出一个假想的圆周，称为“旋翼盘”。每个桨叶又包括：-前缘和后缘；以及-顶表面和底表面，它们限定彼此相对的相应的表面并在前缘与后缘之间延伸。特别地，按照桨叶的向前运动，前缘在后缘之前与空气相互作用。更精确地，每个桨叶在与相应的第三轴线正交的剖面中必须具有一定的轮廓，以便在与空气相互作用之后产生所需的升力水平。每个桨叶还必须能够承受由空气动力学作用和离心力产生的负荷。这些负荷基本上对应于：-基本上沿着第三轴线定向的轴向负荷；-基本上平行于第三轴线定向的扭矩；-与旋翼盘平面正交地定向的第一弯矩，该第一弯矩作用在旋翼的所谓的挥舞平面(flappingplane)中；以及-在旋翼盘平面中定向的第二弯矩，该第二弯矩作用在旋翼盘的所谓的摆振平面(dragplane)中。根据传统类型的方案，每个桨叶又包括：-翼梁，其沿着相应的第三轴线延伸并被设计为支撑轴向负荷、扭矩和弯矩；-填充物，其由蜂窝材料或Rohacell制成并适于为桨叶提供所需的空气动力学形状；以及-蒙皮，其限定桨叶的顶表面和底表面。RU-C-2541574描述了一种用于直升机的没有翼梁的桨叶。特别地，该桨叶包括：-敞开的C形的半壳体，其制成单件并与蒙皮接合起来以形成抗扭的壳体，该壳体一直延伸到桨叶的后缘；-在半壳体的与后缘相对的边缘与桨叶的前缘之间界定的区域；以及-容纳在半壳体内的填充物。填充物通常例如由蜂窝材料形成。除了容纳适于平衡桨叶的质量体的某些区段以外，上述区域都充满了填充物。桨叶上的应力在到浆毂的安装部分处更大。在这些浆毂安装部分中，RU-C-2541574中所示的桨叶的半壳体包括一对另外相互平行的插入件。EP-A-2415665描述了一种用于直升机的没有翼梁的桨叶的另外的方案。更具体地，在EP-A-2415665中描述的没有翼梁的桨叶包括相对于桨叶的纵向延伸轴线倾斜的多个翼肋，每个翼肋在桨叶的前缘与后缘之间延伸。在这种方案中，弯矩主要由蒙皮支撑，而翼肋减小了峰值负荷的弹性不稳定性的风险。行业中意识到需要降低桨叶的整体制造成本。更详细地，行业中意识到需要减少桨叶的部件的数量。行业中还意识到需要制造在桨叶的摆振平面中具有高的轴向和挠性刚度并且同时制造简单且成本低廉的桨叶。EP-A-3293110和US-A-5346367公开了一种具有翼梁的旋翼桨叶。EP-A-3246248公开了根据权利要求1的前序部分的旋翼。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于能够悬停的飞行器的旋翼，该旋翼以简单且廉价的方式满足上述指定的需要中的至少一个。上述目的通过本专利技术来实现，因为本专利技术涉及权利要求1所限定的用于能够悬停的飞行器的旋翼。本专利技术还涉及权利要求2所限定的用于能够悬停的飞行器的旋翼。附图说明为了更好地理解本专利技术，以下通过非限制性例子并参照附图来描述一个优选实施方式，在附图中：-图1是包括根据本专利技术的旋翼的直升机的立体图；-图2是图1的旋翼的桨叶的俯视图；-图3是图1和图2的桨叶沿着图2的线III-III和IV-IV的分解剖面；-图4是图1和图2的桨叶沿着图2的线III-III和IV-IV的剖面；以及-图5是图1和图2的桨叶沿着图2的线V-V的剖面。具体实施方式参照图1，附图标记1表示飞行器，特别是能够悬停的飞行器，并且在所示的情况下是直升机。直升机1基本上包括机身2、布置在机身2的顶部的主旋翼3以及尾旋翼5。机身2在其相对的两个端部处包括机头17和支撑尾旋翼5的尾梁4。主旋翼3又包括：-可绕轴线A旋转的浆毂6；以及-从浆毂6沿着各自的轴线B延伸并铰接在浆毂6上的多个桨叶7。类似地，尾旋翼5又包括可绕横向于轴线A的轴线E旋转的浆毂8以及从浆毂8伸出并铰接在浆毂8上的多个桨叶14。在下面的描述中，将在不失一般性的情况下参考主旋翼3。重要的是要强调，已知不同类型的旋翼3，每种旋翼考虑了桨叶7在浆毂6上铰接的不同实施方式。旋翼3的桨叶7具有各自的横向于轴线A的纵向延伸轴线B，并且包括与轴线A相对的相应的末端19。特别地，在桨叶7在浆毂6上铰接之后并且在绕轴线A的相对旋转期间，每个桨叶的径向外部末端19描绘了被称为“旋翼盘”的假想圆周。根据旋翼3的类型，每个桨叶7相对于浆毂6具有一个或多个旋转自由度。这些旋转自由度对应于(图2)：-倾角(incidenceangle)，其与绕轴线B的旋转相关联，以允许改变桨叶7的倾角；-摆振角(dragangle)，其与绕与轴线A平行并相对于轴线A偏移的轴线C的旋转相关联，以允许桨叶7在旋翼盘平面中的超前-滞后运动；以及-挥舞角(flapangle)，其与绕横向于轴线A、B和C的轴线D的旋转相关联，以允许桨叶7的与旋翼盘平面正交的挥舞运动。更具体地，根据旋翼3的类型以及桨叶7在浆毂6上的铰接，上述倾角、摆振角和挥舞角对应于刚性的、半刚性的或通过桨叶7的弹性变形获得的旋转。在使用中，桨叶7在绕轴线A旋转并与气流发生空气动力学相互作用后受到：-基本上平行于轴线B并在与轴线A相反的方向上定向的离心力；-沿着轴线B定向的扭矩；-沿着挥舞轴线(flapaxis)D定向的第一弯矩；以及-沿着摆振轴线(dragaxis)C定向的第二弯矩。更具体地，由于所有桨叶7都是相同的，因此在下文中将在不失一般性的情况下参考单个桨叶7。桨叶7又包括：-彼此相对的前缘20和后缘21；以及-顶表面22和底表面23，它们限定了彼此相对的相应的表面并且在前缘20与后缘21之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于能够悬停的飞行器(1)的旋翼(3、5)，所述旋翼包括：/n-浆毂(6、8)；以及/n-铰接在所述浆毂(6、8)上的多个桨叶(7、14)；/n每个所述桨叶(7、14)沿着轴线(B)延伸并且又包括：/n-彼此相对的前缘(20)和后缘(21)；/n-顶表面(22)和底表面(23)，它们彼此相对并且在所述前缘(20)与所述后缘(21)之间延伸；/n-翼弦(15)，其在所述桨叶(7、14)的与所述轴线(B)正交的剖面(S)中将所述前缘(20)的点和所述后缘(21)的点接合起来；以及/n-封闭的壳体(30)，其由复合材料制成并适于承受沿着所述桨叶(7、14)的第一轴线(B)定向的扭矩；/n所述壳体(30)包括：/n-彼此分开的第一元件(31)和第二元件(32)，它们在彼此相对的两侧界定相应的所述壳体(30)，并分别布置在相应的所述桨叶(7、14)的所述顶表面(22)和所述底表面(23)处；每个所述桨叶(7、14)的所述第一元件(31)和所述第二元件(32)包括相应的第一端部(37、38)，所述第一端部(37、38)布置在相关联的前缘(20)侧并且彼此间隔开；/n-第一连接元件(34)，其布置在相关联的前缘(20)侧，并插入在相应的第一元件(31)的所述第一端部(37)和相应的第二元件(32)的所述第一端部(38)之间；以及/n-第三元件(80)，其与相关联的所述第一元件(31)和相关联的所述第二元件(32)连接并布置在所述前缘(20)侧；/n所述第一连接元件(34)与所述第一元件(31)和所述第二元件(32)的相应的第一面部(100)连接；所述第一面部(100)分别布置在所述桨叶(7)的所述顶表面(22)的相对侧和所述底表面(23)的相对侧；/n所述桨叶(7、14)还包括插入在所述第三元件(80)与所述第一连接元件(34)之间的第四元件(70)；/n其特征在于，所述第三元件(80)与所述第一元件(31)和所述第二元件(32)的与对应的所述第一面部(100)相对的相应的第二面部(101)连接；每个所述桨叶(7、14)的所述第一元件(31)和所述第二元件(32)分别至少部分地具有与所述桨叶(7、14)的对应的所述顶表面(22)和对应的所述底表面(23)的所在平面基本上平行的所在平面；/n每个所述桨叶(7、14)的所述第一元件(31)和所述第二元件(32)在相对于相应的所述顶表面(22)和相应的所述底表面(23)的所在平面的横向方向上具有厚度；所述第一元件(31)和所述第二元件(32)分别包括第一部分(36)和第二部分(36)，所述第一部分(36)和所述第二部分(36)彼此相对，并且具有大于相应的所述第二元件(31)和相应的所述第三元件(32)的相应的其余部分(35)的厚度；所述部分(36)在所述剖面(S)中平行于所述翼弦(15)的延伸长度(L)在所述翼弦(15)在所述剖面(S)中的长度(M)的30％至35％之间。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181130 EP 18209448.21.一种用于能够悬停的飞行器(1)的旋翼(3、5)，所述旋翼包括：
-浆毂(6、8)；以及
-铰接在所述浆毂(6、8)上的多个桨叶(7、14)；
每个所述桨叶(7、14)沿着轴线(B)延伸并且又包括：
-彼此相对的前缘(20)和后缘(21)；
-顶表面(22)和底表面(23)，它们彼此相对并且在所述前缘(20)与所述后缘(21)之间延伸；
-翼弦(15)，其在所述桨叶(7、14)的与所述轴线(B)正交的剖面(S)中将所述前缘(20)的点和所述后缘(21)的点接合起来；以及
-封闭的壳体(30)，其由复合材料制成并适于承受沿着所述桨叶(7、14)的第一轴线(B)定向的扭矩；
所述壳体(30)包括：
-彼此分开的第一元件(31)和第二元件(32)，它们在彼此相对的两侧界定相应的所述壳体(30)，并分别布置在相应的所述桨叶(7、14)的所述顶表面(22)和所述底表面(23)处；每个所述桨叶(7、14)的所述第一元件(31)和所述第二元件(32)包括相应的第一端部(37、38)，所述第一端部(37、38)布置在相关联的前缘(20)侧并且彼此间隔开；
-第一连接元件(34)，其布置在相关联的前缘(20)侧，并插入在相应的第一元件(31)的所述第一端部(37)和相应的第二元件(32)的所述第一端部(38)之间；以及
-第三元件(80)，其与相关联的所述第一元件(31)和相关联的所述第二元件(32)连接并布置在所述前缘(20)侧；
所述第一连接元件(34)与所述第一元件(31)和所述第二元件(32)的相应的第一面部(100)连接；所述第一面部(100)分别布置在所述桨叶(7)的所述顶表面(22)的相对侧和所述底表面(23)的相对侧；
所述桨叶(7、14)还包括插入在所述第三元件(80)与所述第一连接元件(34)之间的第四元件(70)；
其特征在于，所述第三元件(80)与所述第一元件(31)和所述第二元件(32)的与对应的所述第一面部(100)相对的相应的第二面部(101)连接；每个所述桨叶(7、14)的所述第一元件(31)和所述第二元件(32)分别至少部分地具有与所述桨叶(7、14)的对应的所述顶表面(22)和对应的所述底表面(23)的所在平面基本上平行的所在平面；
每个所述桨叶(7、14)的所述第一元件(31)和所述第二元件(32)在相对于相应的所述顶表面(22)和相应的所述底表面(23)的所在平面的横向方向上具有厚度；所述第一元件(31)和所述第二元件(32)分别包括第一部分(36)和第二部分(36)，所述第一部分(36)和所述第二部分(36)彼此相对，并且具有大于相应的所述第二元件(31)和相应的所述第三元件(32)的相应的其余部分(35)的厚度；所述部分(36)在所述剖面(S)中平行于所述翼弦(15)的延伸长度(L)在所述翼弦(15)在所述剖面(S)中的长度(M)的30％至35％之间。


2.一种用于能够悬停的飞行器(1)的旋翼(3、5)，所述旋翼包括：
-浆毂(6、8)；以及
-铰接在所述浆毂(6、8)上的多个桨叶(7、14)；
每个所述桨叶(7、14)沿着轴线(B)延伸并且又包括：
-彼此相对的前缘(20)和后缘(21)；
-顶表面(22)和底表面(23)，它们彼此相对并且在所述前缘(20)与所述后缘(21)之间延伸；
-翼弦(15)，其在所述桨叶(7、14)的与所述轴线(B)正交的剖面(S)中将所述前缘(20)的点和所述后缘(21)的点接合起来；以及
-封闭的壳体(30)，其由复合材料制成并适于承受沿着所述桨叶(7、14)的第一轴线(B)定向的扭矩；
所述壳体(30)包括：
-彼此分开的第一元件(31)和第二元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：达里奥·博南诺，菲尔·伍迪，亚历山德罗斯·斯特凡纳基斯，维塔·因佩里亚莱，
申请(专利权)人：列奥纳多股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT