[发明专利]旋翼飞行器叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种在其叶片根部附近设有径向的段、后面设有至少一个前掠段和/或后掠段的旋翼飞行器叶片。

背景技术

应该注意到，空气动力面的掠角用来规定所述表面相对于其前进方向的定向。

因此叶片的前掠段沿着叶片的前进方向指向，而后掠段沿着与前进方向相反的方向指向。

可以易于理解的是，径向段(简而言之具有零掠角)垂直于叶片的前进方向。直升机的主旋翼的叶片的这种径向段因此沿着旋翼的分度圆半径指向，从而使用术语“径向”。

下面，术语“径向段”用来规定具有零掠角的段，而术语“掠段”用来表示前掠段和/或后掠段。

法国专利文献FR 2 865 189披露了一种旋翼飞行器叶片，该叶片从叶片根部开始依次具有：径向因此具有零掠角的段；前掠段；以及后掠段。

这种类型的叶片因其形状可显著减少装有这种叶片的旋翼的声特征而同时又保持其动力和空气动力特性从而尤其有利。

然而，为了确保叶片具有足够的强度，尤其合适的是，首先能承受在叶片上施加的离心力，其次还确保叶片的前缘可以承受冲击。

传统上，叶片包括：

·至少一个主要基于单向无机纤维或金属的刚性翼梁，该翼梁用来承受离心力并将离心力传递至旋翼飞行器的毂；

·底部和顶部蒙皮，这些蒙皮提供在拍动和拖曳中的刚度，还给叶片提供承受扭曲的能力，例如由基于无机纤维的双向织物制成；

·至少一个注入口，用于保证组件的几何连续性以及底部和顶部蒙皮的稳定性。

已知第一种配装有翼梁的叶片，在该叶片中，翼梁从叶片根部、具体地说从叶片和毂之间的固定件沿着叶片的整个跨度延伸，翼梁设置在叶片的前缘处。下文中为了方便起见，这种翼梁称作“前缘”翼梁。

前缘翼梁总体上极其有效，此外它保护前缘不受冲击，但它看来并不能够满足包括径向段和前掠段和/或后掠段的叶片的要求。

在离心力的作用下，这种叶片趋于“伸展”从而变得完全笔直。在这样的条件下，发现前缘翼梁还不足够，因为它在给定其在前缘中位置的情况下也会伸展，它还具有与径向段和前掠段和/或后掠段相对应的断续轮廓。

已知第二种设有翼梁的叶片，在该叶片中，翼梁从叶片根部沿着叶片的跨度延伸，该翼梁设置在叶片内部。为了方便起见，这种翼梁在下文中称作“中心翼梁”。

例如，在美国专利文献US 5 127 802中发现了中心翼梁，该专利文献描述了一种由玻璃纤维制成的管状中心翼梁，该翼梁用由碳纤维制成的顶板和底板来附加地加强。

因为它并不沿着叶片的前缘延伸，这种中心翼梁可以是径向的，即，它可以沿着旋翼的半径指向。

然而，假如翼梁用在具有径向段和掠段的叶片中，翼梁相对于叶片的弦的中心位置将沿着其跨度改变。例如，假如它位于径向段中弦的中间，它将必然在前掠段中更靠近叶片的后缘。相反，它将必然在后掠段中更靠近前缘。

因此，合适的是使翼梁在前掠段中超尺寸，由此导致重量的问题和叶片定中心的问题，因为叶片需要定中心于大致在其俯仰轴线附近。

已知第三种叶片，该叶片沿着叶片的跨度结合了前缘翼梁和中心翼梁。前缘翼梁与中心翼梁由扭矩箱来隔开，该扭矩箱具有由所述翼梁以及顶部和底部蒙皮构成的壁，例如美国专利文献US 5 346 367中所披露的。

对于设有径向段和掠段的叶片来说，这种解决方案是吸引人的，但是它会导致有害的超尺寸和超重。

最后，已知第四种叶片，该叶片设有称作“分布翼梁”的翼梁。这种翼梁包括前缘翼梁，该前缘翼梁通过抵靠叶片的底部和顶部蒙皮来延伸的部分延伸了一点点。

更具体地说，分布翼梁包括第一无机纤维和第二无机纤维，该第一无机纤维设置成平直地抵靠顶部蒙皮的前部，该第二无机纤维设置成平直地抵靠底部蒙皮的前部。这些纤维在叶片的前缘处相遇，以构成传统的前缘翼梁。

分布翼梁满足了目前的要求，同时又避免了叶片重量的大大增加。

然而，具有径向段和掠段的叶片的前缘的断续形状仍然有问题。使径向段后跟至少一个前掠段和/或后掠段导致纤维沿着跨度以极其复杂的方式分布。在给定制造叶片所需精度的前提下，这使得制造难以重复，并且以上所有过程难以自动化。

发明内容