[发明专利]用于直升飞机无轴承旋翼的桨叶附连件

说明书

技术领域

本发明涉及用于直升飞机的无轴承旋翼的桨叶附连件，该桨叶附连件包括升力产生翼型桨叶、由控制套或扭矩管封装的柔性梁以及在翼型桨叶以及柔性梁和控制套之间形成可分或可释放连结件的连接装置。柔性梁和控制套可连在一起或不连在一起。

背景技术

在操作过程中，旋翼桨叶沿各个方向偏转并且由此在这些各个方向上经受高负荷。旋翼桨叶须设计成承受这些高负荷，但同时仍须提供所需要的挠性或铰接度，以使得桨叶能执行拍动、摆振以及俯仰角变化运动。

通常，无轴承旋翼的旋翼桨叶在桨叶的、连接于旋翼头部的内端处包括称为柔性梁的结构件。该柔性梁支承桨叶并且将桨叶的离心力传递到旋翼头部中。此外，柔性梁至少包括可挠曲和扭转的柔软或挠性部分或区域，以使得桨叶能经受上述沿拍动方向、摆振方向以及俯仰角方向的运动。柔性梁的可扭转柔软部分设置在可扭转的刚性控制套或扭矩管内，俯仰角控制运动通过该控制套或扭矩管传递至旋翼桨叶的升力产生翼型桨叶部分。翼型桨叶通常从控制套的外端延伸至旋翼桨叶的最外端、即桨叶梢端。

旋翼桨叶的振动、尤其是沿摆振方向的摆动须由合适的衰减构件来进行衰减。衰减构件的衰减效率主要取决于翼型桨叶的摆振摆动运动向衰减构件的有效传递。通过桨叶/控制套附连件向衰减构件的力传递的任何软性或缺乏会降低总体产生的衰减效果。

为了使得柔性梁/控制套单元和/或翼型桨叶能单独地制造和/或在损坏时进行替换，或者为了使得翼型桨叶能相对于柔性梁/控制套单元枢转和折叠，希望在柔性梁/控制套单元和升力产生翼型桨叶之间提供可分开的或可释放的连结件。

可分开的或可释放的连结件对技术和制造要求较高，因为该连结件必须可靠地承载并传递旋翼桨叶转动期间产生的相当高的离心力以及传递由于旋翼桨叶的拍动和摆振运动产生的所有弯矩。旋翼桨叶在桨叶型面的平均翼型翼弦的25％附近具有纵向主负荷轴线，所述主负荷轴线基本上由所述旋翼桨叶的俯仰轴线覆盖。在柔性梁的高度处，桨叶型面的平均翼型翼弦的25％附近的所述纵向主负荷轴线与柔性梁的纵向中间轴线相对应。

文献WO2010082936A1披露了一种用于旋翼飞行器的旋翼组件，该旋翼具有中心毂组件，该中心毂组件具有带有多个臂的柔性类型的扭转柄轭架，每个臂适合于使旋翼桨叶安装于该臂。绕相对应的俯仰轴线臂各部分扭转，这些臂为附连于轭架的桨叶的桨距变化提供准备。与每个臂相关联的内侧变桨轴承（pitch bearing）附连于毂组件并且使得所附连的桨叶能绕俯仰轴线转动，该内侧变桨轴承还使得臂能绕拍动轴线相对于毂组件进行非平面运动。与每个臂相关联的外侧变桨轴承在离内侧变桨轴承选定距离处附连于相关联的臂，并且使得所附连的桨叶能绕俯仰轴线转动。

文献US2008101934A1披露了一种用于向转动桨叶系统的桨叶提供柔性的组件，该组件包括具有上部弧形表面的上部支承板、具有下部弧形表面的下部支承板以及定位在上部支承板和下部支承板之间的轭架。一实施例包括一种用于向转动桨叶系统的桨叶提供柔性的组件，该组件包括具有上部弧形表面的上部支承板、具有下部弧形表面的下部支承板以及定位在上部支承板和下部支承板之间并与支承板直接接触的轭架，其中，弧形表面之一是并不形成圆周一部分的非圆形弧。

文献US5738494A披露了一种复合柔性梁，该复合柔性梁具有多个邻接区域，这些区域包括毂附连区域、桨叶附连区域、俯仰区域、外侧过渡区域以及内侧过渡区域，该外侧过渡区域设置在俯仰区域和桨叶附连区域之间并且邻接该俯仰区域和桨叶附连区域，而内侧过渡区域设置在俯仰区域和毂附连区域之间并且邻接该俯仰区域和毂附连区域。内侧过渡区域包括第一过渡子区域和第二过渡子区域，其中第二过渡子区域限定了宽圆锥和临界宽度过渡子区域。第一和第二内侧过渡区域由单向的且偏轴的复合材料的组合构成。

文献US5096380A披露了一种用于无轴承直升飞机旋翼的柔性梁，该柔性梁包括复合梁，该复合梁由环氧树脂阵列的单向纤维束构成并且具有肋部，这些肋部由尿烷阵列的单向纤维束构成并且粘结于柔性梁的、适应摆振扭转的部段处的水平面。