[发明专利]在其后区中具有突起的飞行器转子叶片套筒及具有此套筒的转子

说明书

一种套筒(1)，所述套筒将叶片(2)连接到旋翼飞行器(5)的转子(10)的轮毂上。所述套筒(1)具有前缘和后缘，以及布置在所述后缘上的突起。所述突起的尺寸与所述套筒(1)的尺寸相关联。当所述套筒(1)前进时以及当所述套筒后退时，所述突起的存在用于在所述飞行器(5)向前移动时，在所述转子(10)的旋转期间改进所述套筒(1)和所述转子(10)的空气动力行为。所述突起的所述存在还用于减小在所述飞行器(5)的尾桁(53)或水平和/或竖直稳定器(54)上由所述转子(10)的尾流产生的振动。

技术领域

本发明涉及空气动力表面的领域，且更具体来说，涉及形成旋翼的空气动力表面的领域。

本发明涉及一种厚空气动力封皮，例如，用于飞行器转子叶片的套筒，该封皮具有突起，并且还涉及一种具有此厚空气动力封皮的转子。本发明还提供一种旋翼飞行器。

背景技术

根据清洁天空二阶段赠款协议N°GAM-FRC-2014-001公告E(CleanSky 2grantagreement N°GAM-FRC-2014-001 Issue E)，已从欧盟地平线基金2020研究和创新计划中接收产生此专利申请的项目。

旋翼飞行器具有携载主转子的机身。机身通过尾桁纵向向后延伸，用于携载一个或多个稳定器以向飞行器提供空气动力稳定性，以及携载偏航反扭矩尾桨。

每个转子包括旋转轮毂和多个叶片。每个叶片连接到轮毂并且由轮毂旋转驱动。当旋转时，这些叶片在垂直于轮毂的旋转轴的平面上画一个圆，该圆通常称为“转子盘”。

一般地，此叶片从第一端朝向自由的第二端展向纵向延伸，该第一端通常称为用于紧固到轮毂的“叶根”。因此，叶片在叶片的翼展纵向方向上相对于转子从第一端朝向第二端径向地延伸。此外，叶片沿着所讨论翼型的翼弦从前缘朝向叶片的每一翼型的后缘横向地延伸。

叶片通过可以是流线型的结构连接装置连接到轮毂，具体来说用以减小其空气动力阻力。此流线型结构连接装置通常称为“套筒”或术语“叶片套”。术语“叶片套”更具体地用于被称为“刚性”的转子。

旋翼飞行器呈现以下优点：能够在巡航飞行期间以高前进速度与以非常低的前进速度同样好地飞行，并且能够悬停。

在飞行器向前飞行时的转子旋转期间，该叶片从飞行器的后部朝向飞行器的前部移动时，叶片被称为“前进”叶片。相反，当该叶片从飞行器的前部朝向飞行器的后部移动时，叶片被称为“后退”叶片。

在以非常低的前进速度悬停飞行或飞行期间，无论前进还是后退，每个叶片由基本上相同的空气流扫过，该空气流主要通过转子的旋转并且因此通过叶片的旋转产生。此空气流导致出现空气动力力，具体来说，出现用于使飞行器停留在空中的空气动力升力。

在以较快的前进速度向前飞行期间，每个叶片由两个空气流扫过。第一空气流通过转子的旋转产生，并且第二空气流通过飞行器的前进速度产生。对于前进叶片，这两个空气流加在一起，而对于后退叶片，这两个空气流相反。这两个空气流导致出现空气动力力，具体来说空气动力升力，以及往往与飞行器的前进相反的空气动力阻力，该空气动力升力使飞行器能够停留在空中并且还用于推动飞行器。

此外，穿过由飞行器的前进产生的第二空气流的转子导致转子后方出现尾流。尾流可能呈现大幅度的不稳定性以及宽带类型的谐波类型频率特性，或实际上两者的叠加。这些不稳定性具体来说归因于：构成转子的中心部分的元件，即套筒和轮毂的形状；该元件与两个空气流的空气动力干扰；以及叶片和套筒的旋转以及在此旋转期间其相对于空气流的定向，特别是在本领域技术人员称为“反演圆”的转子盘的特定区域中的定向。