[发明专利]用于旋翼飞行器旋翼的梁和旋翼飞行器的旋翼

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于旋翼飞行器的旋翼的梁，并且具体地涉及一种直升机旋翼。

背景技术

一般地，旋翼飞行器是不同于其它动力飞行器的飞行器，主要不同之处在于它们在高巡航速度飞行和低速度飞行或盘旋时的能力。该能力通过为旋翼飞行器提供至少一个主旋翼来获得，其中，该主旋翼具有大体竖直的轴线。该主旋翼包括螺旋桨，该螺旋桨为旋翼飞行器提供升力并且也可能提供推力矩和控制力矩。通过改变螺旋桨的桨叶的周期桨距和/或总距，能够方便控制飞行中的旋翼飞行器。常规地，旋翼飞行器原则上包括一组引擎，这一组引擎包括至少一个诸如活塞引擎或涡轮引擎的燃料引擎。传动箱将该组引擎连接到主旋翼的桨毂、多个旋翼桨叶和连接到将每个桨叶通过桨毂连接的对应数量的梁。在工作中，旋翼必须一方面抵抗旋转期间桨叶所施加的升力、拖曳力、离心力(以及对应力矩)，并且另一方面必须允许桨叶的拍摆运动、扭转运动或变距运动以及牵引/滞后运动。用于该任务的诸多不同系统是对基本设计的变型，如所谓铰接式旋翼和无绞式旋翼。铰接式旋翼使用装有铰接部和轴承的刚性梁来方便上述桨叶运动。无轴承旋翼包括专用复合材料梁，该专用复合材料梁称为柔性梁，该柔性梁具有足够柔性来弯曲或扭曲以允许在没有轴承和附加机械构件的情况下允许桨叶运动。在无轴承旋翼中，分立的铰接部和轴承的作用通过这样的结构来实现，即，该结构在梁的某些区域或部分不能抵抗弯曲和/或扭转，但是当然地能传送所有的载荷(升力和拖曳力(剪切力)、离心力)、弯曲运动和扭曲运动等。为此类无轴承旋翼而限定拍摆铰接部、牵引滞后铰接部和变距铰接部与桨毂和输出轴的旋转轴线之间的等同或实际偏离。

无铰式旋翼不同于无轴承旋翼，不同之处在于柔性梁，该柔性梁用以将各桨叶连接到旋翼的桨毂，该连接使用常规的变桨轴承(金属轴承或复合材料轴承)。

文献US5286167描述了一种柔性梁直升机旋翼，该旋翼在柔性梁和桨毂之间具有连接，以允许仅绕拍摆轴线进行桨叶拍摆运动。桨叶拍摆运动在柔性梁和桨毂之间的连接部位获得。载荷分离允许使用较细的柔性梁桅，该柔性梁桅伴随有旋翼重量和尺寸减小的优势以及减小的拍摆铰接部影响偏离或拍摆轴线的附加优势。

文献DE19915085公开了一种用于直升机的旋翼桨叶配件，该直升机具有位于旋翼头和旋翼桨叶之间的柔性梁和在柔性梁端部连接到桨叶的刚性控制套筒。紧凑的阻尼单元安装在柔性梁的端部和旋翼桨叶之间，从而横跨柔性梁/桨叶的连接部且在控制套筒内部。阻尼元件包括交错板，各交错板连接到旋翼板和阻尼套筒，并且由弹性体层隔开。

文献US4746272涉及一种直升机旋翼设计，并且更具体地，涉及柔性梁，其描述了一种柔性梁，该柔性梁具有桨毂部、位于桨毂部外部的拍摆挠曲部、位于拍摆挠曲部外部的滞后扭转部以及位于滞后扭转部外部的桨叶附连部，并且具有纵向延伸柔性梁的长度的复合材料制成的纤维，其中，由多个辐射延伸的凹槽限定的多个纵向凸角从滞后扭转挠曲部的上表面和下表面到滞后扭转挠曲部的中心平面部延伸进入柔性梁的滞后扭转挠曲部，所述凹槽在它们的底部辐射延伸以提高滞后扭转挠曲部的扭转挠曲特性。

与本申请相关的其它现有技术文献如下：CA2042532、CA2320606、CA2650760、CN102167156、DE10316093、DE2917301、DE3534968、EP0155444、EP0097885、EP1431176、FR2474395、FR2041747、JP61021894、JP2010143484、US4650401、US4746272、US4898515、US5358381、US2004146403、US20060165527和WO200489748。

发明内容

本发明的目的是减小无铰式旋翼和无轴承式旋翼的实际铰接部偏移量。

该目的藉由如权利要求1所述的梁和如权利要求14所述的旋翼而实现。在从属权利要求中描述了优选实施例。

根据第一方面，本发明提出一种用于带有桨毂和至少两个桨叶的旋翼飞行器旋翼的梁。每个桨叶设有一个梁。所述梁包括：

·桨毂连接部，用于将该梁连接到旋翼的桨毂；

·桨叶连接部，用于将该梁连接到旋翼的桨叶；

·第一挠曲部，定位在桨毂连接部和桨叶连接部之间，并且具有绕第一轴线的弯曲刚度，该第一轴线正交于桨叶当连接到该梁时的纵向轴线，所述弯曲刚度小于桨毂连接部绕第一轴线的弯曲刚度，并且小于桨叶连接部绕第一轴线的弯曲刚度；