[发明专利]复合基体材料制成的杆

说明书

技术领域

本申请要求在2013年3月28日提交的专利申请EP13400005.8的优先权，该申请的全文以参见的方式纳入本文。

本发明涉及旋翼飞行器的技术领域。本发明涉及在这种旋翼飞行器中所谓的旋翼，例如能够提供悬停/前行推力的主旋翼或者用于抗扭矩的尾部旋翼。在其中一些旋翼中，设有复合基体材料制成的杆来将旋翼桨叶连结于旋翼的旋翼毂组件。

背景技术

尤其是在无铰链主旋翼中，此种杆在旋翼毂组件处的固定件附近具有平坦截面，当主要由拍动力矩以及超前滞后力矩加载时，该平坦截面用作拍动铰链。两种力矩及其偏转连同平坦截面和较大截面一起在杆上产生扭矩，其中，平坦截面用于沿拍动方向的较小惯性矩，而较大截面则用于沿超前滞后方向的较高惯性矩。杆沿超前滞后方向的较高惯性矩需要获得足够的截面积，来用于作用在杆上的离心力以及由于动态原因而产生的最小刚度。

在现有技术中，文献US4648800描述了一种纤维加强的复合柔性梁。该柔性梁是用于旋翼飞行器的旋翼连接器中的结构件，以将旋翼桨叶连接于旋翼毂。为了实现扭转刚度和结构完整性，将加强复板插入到端部中。这些复板在轮廓上与柔性梁将要附连的连接器的期望形状相符。这些复板由诸如钢、复合材料以及石墨加强环氧树脂之类的扭转刚性材料形成。

文献EP2246257描述了一种柔性梁，该柔性梁具有连接于旋翼头部的连接区域，该连接区域在柔性梁面向旋翼头部的端部处具有第一连接点和第二连接点，该第一连接点和第二连接点沿着与旋翼头部的径向延伸部垂直的线彼此相邻。第一连接点包括多个紧固附件，这些紧固附件彼此叠置且向上隔开，并且具有圆形凹部。第二连接点设有更多的紧固附件。

文献US5690474描述了一种复合柔性梁，该复合柔性梁具有俯仰区，该俯仰区包括由单向玻璃纤维材料制成的层压芯件和由单向石墨材料制成的层压面件，且层压面件粘结于由层压芯件所限定的匹配表面。为了解决与内侧过渡区中发生脱层或裂开相关联的问题，该文献并未采用从包含外部复合包层或边罩的老式柔性梁获得的启示。

文献JP2010143484描述了一种用于确定柔性梁的截面且同时减小层间剪切应力的方法。该柔性梁具有毂侧连接部、桨叶侧连接部以及可挠曲部，该桨叶侧连接部经由一构件固定于旋翼桨叶，以允许顺桨运动和超前滞后运动，而可挠曲部介于毂部和桨叶部之间。垂直于顺桨轴线的截面在两个横向端部处形成倾斜端面。

文献US20060204364描述了一种抗脱粘的多层复合产品，该多层复合产品具有：第一构件；第二构件，该第二构件由复合材料制成并且粘结于第一构件；以及第三构件，该第三构件由复合材料制成并且至少粘结于第二构件，且定位并设置成当第二和第三构件受应力时，第三构件的至少一部分会比相邻的第二构件具有较高的应力。第三构件较佳地在第二构件附近具有末端部，当第二和第三构件受应力时，在该末端部中，应变能释放率高于相邻第二构件中的应变能释放率。第二和第三构件较佳地定位且设置成，当第一、第二以及第三构件受应力时，在第二构件从第一构件开始脱层之前，第三构件先从第二构件开始脱层。应力水平指示器较佳地与第三构件相关联，以测量第三构件中的应力水平。

文献US6375426披露了一种边缘构件，该边缘构件应用在具有露出的边缘表面的复合挠曲件上。该边缘构件包括最内复合层、最外复合层以及至少一个内部复合层，该最内复合层附连于边缘表面，该最外复合层附连于最内复合层，而至少一个内部复合层设置在最内复合层和最外复合层之间。

文献US5820344披露了一种直升飞机旋翼系统，该直升飞机旋翼系统包括具有简化几何构造的特定轮廓挠性带。挠性带用于使旋翼毂组件与旋翼桨叶连结并且由玻璃纤维形成。挠性带的主载荷承载纤维较佳地沿与挠性带的纵向轴线相同的方向延伸，以承受作用在挠性带上的离心力。复合基体材料制成的织物包裹件围绕在挠性带的各部分周围，以提供冗余度，这可防止挠性带中的纤维在经受直升飞机运行期间产生的力时脱层。

发明内容

本发明的目的是提供一种由复合基体材料制成的杆、尤其是用于将旋翼飞行器的旋翼桨叶连结于无铰链旋翼毂组件的杆，所述杆具有适合于在允许挠曲的同时作用于扭矩的截面。

可通过权利要求1的特征来提供该方案。从属权利要求限定了各个实施例。