[发明专利]用于飞行器的螺旋桨

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及用于飞行器的螺旋桨。更特定而言，本发明涉及具有多个复合螺旋桨叶片的螺旋桨。

背景技术

在航空中已知使用具有一个或多个螺旋桨叶片的螺旋桨来生成空气流，机身可对空气流做出反应，例如以便生成向前的推力来推进飞行器[1]。还已知这种螺旋桨可具有可变桨距，使得可调整螺旋桨叶片相对于空气流的迎角，以便在以任何特定速度操作时优化螺旋桨性能[2-5]。

近来，螺旋桨叶片设计的改进导致用于形成叶片[6]的复合材料的增加的使用；这些复合材料在与常规金属螺旋桨叶片相比时具有重量优点。

但是，尽管复合螺旋桨叶片具有若干优点，用于形成它们的材料必须被成形为便于提供在形状方面从翼型部段到支承叶片根部的大体上平滑且逐渐的过渡，因为所用纤维不能在不失去大量其机械强度的情况下被制成突然改变方向。这与金属叶片不同，且意味着通常复合叶片的非翼型部的长度大于具有相当的空气动力学性能的金属叶片。

此外，将在可变桨距螺旋桨中使用的复合叶片需要大体上圆形截面的根部部分来与已知桨距变化轴承接合。因此对于给定翼型大小，具有复合叶片的可变桨距螺旋桨将通常具有比金属叶片等效物大很多的直径，这归因于从翼型到大体上圆形截面的根部的过渡的长度。这导致了螺旋桨的这样的复合形式：其需要相对较大的毂盖大小且伴随阻力的增加，以及在试图优化总体飞行器空气动力学性能时造成使毂盖与飞行器机舱匹配的设计难度。

发明内容

因此在考虑到与已知复合飞行器螺旋桨相关联的上述缺陷的同时来设计本发明。

根据本发明的一方面，提供一种用于飞行器的螺旋桨。该螺旋桨包括：螺旋桨桨毂；毂盖，其用于使螺旋桨流线型化；以及，多个复合螺旋桨叶片，其安装到所述螺旋桨桨毂。所述螺旋桨叶片被布置成在基本上垂直于螺旋桨的旋转轴线的至少两个平行平面中在相同旋转方向中一起旋转。

通过提供安装于至少两个平行平面中的这样的多个复合螺旋桨叶片，可提供本发明的各种方面和实施例，其具有减小直径的毂盖，该毂盖具有改进的空气动力学轮廓，改进的空气动力学轮廓可与发动机机舱匹配且对于可变桨距螺旋桨和不变桨距螺旋桨两者都具有减小阻力的轮廓。

附图说明

现将结合附图来描述本发明的各种方面和实施例，在附图中：

图1示出了说明根据本发明的一个实施例的螺旋桨的示意图；

图2示出了穿过常规螺旋桨布置所截取的截面图；

图3示出了穿过根据本发明的一个实施例的螺旋桨布置所截取的截面图；

图4示出了穿过图3所示的螺旋桨布置截取的纵截面图。

具体实施方式

图1示出了说明根据本发明的一个实施例的用于飞行器的螺旋桨100的示意图。该螺旋桨100包括螺旋桨桨毂102，其由容纳于机舱116中的飞行器发动机(未图示)可旋转地驱动。

提供毂盖104，其包围螺旋桨桨毂102，用于使螺旋桨100流线型化。在此实施例中，毂盖104固定到螺旋桨桨毂102，使得当螺旋桨桨毂102由飞行器发动机驱动时它们一起旋转。毂盖104在可旋转的螺旋桨100与固定位置机舱116之间提供了流线型界面，该毂盖104通常为锥形，具有由φ表示的最大直径。

多个复合螺旋桨叶片106安装到螺旋桨桨毂102上且穿过毂盖104突伸，使得毂盖104对在叶片106的根部120附近流动的空气提供流线型化。举例而言，叶片106可包括编织纤维材料，诸如碳纤维和玻璃纤维中的一种或多种。某些优选实施例使用碳加强的环氧树脂复合物，这归因于其强度性质。

在此实施例中，叶片106(为了清楚起见仅示出其中的两个)的根部120由桨距变化轴承114安装到螺旋桨桨毂上。举例而言，被设计用于Bombardier Dash^TM 8Q400的当前螺旋桨是六叶片设计，其中这种技术可用于给予减小的桨毂直径和到翼型部段的更迅速的径向过渡。但是，可使用各种轴承114，诸如，例如由RPP(Revolvo^TM)制造的那些轴承。备选地，各种有角度接触型轴承可用于内推力圈，且径向型滚柱轴承适用于外圈中。