[发明专利]具有完整复合纵梁的叶片

说明书

技术领域

本发明涉及例如那些用于涡轮螺旋桨发动机中或者设计为形成飞机螺旋桨轮叶的叶片的领域。

背景技术

这些叶片通常由金属材料制成。如果由金属材料制成的叶片具有良好的机械阻力，则它们还具有质量相对较大的的缺点。

为了制造更轻的叶片，已知由复合材料来制造叶片，即叶片件的至少一部分由以树脂基来增加密度的含纤维的加强件制成。

该通常使用的技术包括通过将单向的预-注入折叠或层(覆盖)堆叠到纵梁上，来围绕由金属材料制成并与支柱和叶片脚部相结合的芯或纵梁形成外皮，该整件随后通过不同地定向所述连续折叠，在由高压处理器压缩和聚合前被放置到一模具中。根据此技术的螺旋桨叶片的一个实施例具体记载在文献US 6 666 651中。

此种类型的叶片结构分解为两个子-结构，具体为在内弧面和外弧面下对应于材料的第一毫米的外皮，以及该结构的剩余部分，其大致由纵梁、支柱和叶片脚部组成。最通常地，该外皮仅确保叶片的空气动力学和空气弹性力学性能，而该结构的剩余部分确保该叶片的结构性性能(冲击阻力、过速等)。

然而，此种类型的结构并非最佳之处在于，在由复合材料制成的外皮与该结构的剩余部分之间出现应力集中和不规则变形，防止施加在外皮上的力朝确保所述叶片的结构性能的该结构的剩余部分传送。因此，在这种情况下，避免在叶片中产生脆弱区域并获得可靠的机械性能是非常困难的。

为了特别地改善抗冲击并减小复合叶片分层的风险，叶片通过三维编织纤维预成型件，并通过如文献EP 1 526 285中所记载的有机基来密化该预成型件来制造。此工艺制成具有很高机械阻力的叶片。但是，根据此技术，该叶片结构的整体，特别是外皮和该结构的剩余部分(纵梁、支柱和脚部)由一个和与作为变例的待制造叶片的部分的功能相同的连续编织纤维加强件制成。

此类型的制造并不结构性将外皮从叶片结构的剩余部分分离，这将减小其设置在叶片内的能力，例如将冷却管、防冻元件结合和/或引入低-密度材料以使叶片的总质量减轻的能力。

发明内容

因此优选能够放置其结构可分裂为至少两部分，同时显示出可靠机械性能的叶片

为此，根据本发明，提出一种叶片，包括：

-具有空气动力学轮廓的结构，包括两个通过三维编织由一种基体密化的纤维加强件而获得的相对外皮，

-包括通过三维编织并由一基体密化而获得的纤维加强件的纵梁，所述纵梁包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分在具有空气动力学轮廓的所述结构外侧延伸，并设计为连接到一用于驱动所述叶片旋转的驱动毂；所述第二部分设置在所述两外皮之间的具有空气动力学轮廓的结构内侧，

所述纵梁的第二部分的厚度与具有空气动力学轮廓的结构的外皮的厚度大体上相似，和

所述纵梁的第二部分的纤维加强件具有与具有空气动力学轮廓的结构的外皮的加强件相同的编织图案。

本发明的叶片的结构将外皮与该叶片的剩余部分，至少是该纵梁分离，同时确保这些元件之间的传送力。

实际上，由于该纵梁包括与具有空气动力学轮廓的结构的外皮相同图案的三维加强件，并具有与在第二部分，特别是位于所述支柱和叶片脚部上方的其上部分中的外皮相似的厚度，这确保了具有空气动力学轮廓的结构与无应力集中或变形的纵梁之间的有效的力的传送。以此方式，该纵梁将遵循具有空气动力学轮廓的结构的外皮的移动，而不面对它们，即不造成过分的应力，这在与所述外皮具有不同结构或由具有与外皮不同刚性的材料制成的纵梁的情况下是不可能的。在叶片的与外皮和纵梁的第二部分共有的部分中，外皮与纵梁具有相同刚性。

根据本发明的一个方面，纵梁的第一部分按照增加厚度在该纵梁的第二部分的下面延伸。因此，该纵梁的第一部分具有比其与该纵梁的第二部分的连接处增加的厚度，直到包括叶片脚部的其自由端。外皮外侧的该纵梁的厚度增加使得该纵梁在叶片的脚部水平可吸收施加到该叶片上的力。

根据本发明的另一方面，外皮的厚度与该纵梁的第二部分的厚度之间厚度的变化小于40％。

根据本发明的一个实施例，所述纵梁的第二部分包括两个对称部分，一个设置为与具有空气动力学轮廓的结构的两个外皮中的一个相对，另一个设置为与另一外皮相对，每个对称部分均具有与邻近于具有空气动力学轮廓的结构的外皮大致相似的厚度。

通过分割该纵梁的第二部分，该纵梁获得一“双外皮”型的布局，该布局形成相对于整块的纵梁的剩余部分具有减小厚度的外皮，并因此可最接近具有空气动力学轮廓的结构的外皮的厚度。