[发明专利]旋翼轭及其制造方法

说明书

技术领域

本申请涉及旋翼飞机，特别是涉及一种用于将直升机叶片连接到桅杆上的轭。

背景技术

旋翼飞机的主旋翼组件的每个叶片必须以具有多个自由度的方式连接到主支撑桅杆，通常是借助于旋翼轭。这样的互联结构承受了兼具扭转和离心性质的高且反复的应力，因此该互联结构是飞行器的一个极其重要的组件。每个叶片必须能够绕其自身纵轴旋转，以提供桨距调节。每个叶片也必须能够在垂直于旋翼飞机的方向上摆动，以适应垂直负载。在一些实例中，每个叶片必须能够在旋翼飞机内部枢轴转动，以提供超前-滞后控制。叶片固定到主支撑桅杆的方式使得旋翼飞机能够在飞行中实现可控性和机动性。

各种类型的旋翼轭已被使用，来实现旋翼飞机叶片和支撑桅杆之间的互联。金属的旋翼轭具备如下缺点：重量大、成本高、高维护需求以及低使用寿命。为了简化结构和降低成本，已经存在许多尝试以消除在联轴器之中的一个或多个接合件。一些旋翼轭枢轴地固定到支撑桅杆，并具有平板结构的特性且具有足够的弹性来作为一种虚拟铰链，从而能够适应叶片的摆动。

最近，玻璃纤维和其他复合材料已经在旋翼飞机的旋翼系统组件的制造之中使用。相比于金属锻造加工，玻璃纤维和其他复合材料具有较佳的疲劳强度，从而具有较长的使用寿命。另外，这种材料的使用能够简化结构及降低成本。参阅图1和2，复合旋翼轭，例如旋翼轭101，通常固化形成在刚性封闭模型中，例如模型103，以形成旋翼轭的整体造型。在固化过程中，遇到的一个问题是旋翼飞机旋翼轭的变形或旋翼轭中的纤维“呈波浪形”。由于未固化的旋翼轭被迫容纳于型腔中，例如通过闭式压模形成的型腔105，使得机械应力可能产生于未固化的旋翼轭中。当配置有纤维的树脂基质处于半液体或液体状态时，在固化循环的某些部分中的纤维基本上不受约束。未固化的旋翼轭中包含的应力通过树脂基质内部的纤维的移动或变形而解除。当树脂交联于热固复合材料，或当树脂冷却于热固复合材料时，纤维可能处于扭曲或呈波浪形的状态。

现有技术中具有很多众所周知的旋翼飞机的轭的设计，然而同时也具有相当多的缺陷。

附图说明

本申请特有的新颖性特征在随附的权利要求书中得以阐明。然而，结合附图参考下述详细说明，将会更好地理解系统本身、优选的使用方式以及其他的目的和优点，其中参考数字中的最左边的有效数字代表了各参考数字出现的首次附图，其中：

图1和2为程式化的剖视图，其显示了根据在先技术的用于旋翼飞机的复合旋翼轭的传统的制造方法；

图3-5为程式化的剖视图，其描述了根据本申请的优选实施方式的复合模塑旋翼轭的制造方法；

图6-8为程式化的剖视图，其描述了根据本申请的可替换实施方式的复合模塑旋翼轭的制造方法；

图9为根据本申请的可替换实施方式的模塑旋翼轭的程式化的剖视图；

图10为根据本申请的优选实施方式的复合旋翼轭的俯视平面图；

图11为旋翼毂的俯视平面图，其包含有根据本申请的优选实施方式的图10中的一对复合旋翼轭。

然而，本申请的系统还可能具有各种改变和替换形式，其具体实施方式已经通过附图中的实例得以显示，并详细地在此描述。然而，应当理解地是，具体的实施方式的描述并不用于将本申请限制在公开的具体形式，相反地是，其目的在于覆盖由随附的权利要求书所限定的本申请的精神和范围之中的所有变型、等同物以及可替换物。

具体实施方式

本申请的系统描述了一种用于旋翼飞机的复合旋翼轭，该复合旋翼轭通过一种封闭的型腔固化工具得以制造。优选地是，该复合旋翼轭通过使用一种自动的纤维布置方法实现铺设，同时也可以通过手动方法实现铺设。完成固化之后，固化的复合旋翼轭可被加工以增加任意期望的特性。

本申请的示例性实施方式将在下文中详细地描述。为了清楚起见，并未将实施方式的全部特征都在说明书中描述。应当理解地是，在这种实际的实施方式的发展中，许多特定的实现形式的决策都会用于实现研发者的特定目的，例如兼容于系统相关和商业相关的约束，所述实施方式将会从一种实现形式改变成另一种实现形式。另外，应当理解地是，这种研发努力可能是复杂且耗时的，但仍然在获益于本公开文本的的本领域普通技术人员的常规技能之内。