[发明专利]扩张式翼梁衬块装置

说明书

技术领域

本发明涉及铰接的直升机主旋翼组件，更具体地说，涉及与铰接的主旋翼组件翼梁配合使用的扩张式翼梁衬块装置。

发明背景

铰接的主旋翼组件具有主旋翼毂和固定在其上的若干主旋翼叶片。典型的铰接主旋翼组件100示于图1，其中示出主旋翼毂102和主旋翼叶片104。各主旋翼叶片104具有与内翼梁108组合的整流罩106。内翼梁108用作主旋翼叶片104上承受负荷的主要构件，承受着大部分主旋翼104内的弯矩、扭矩、剪力和离心力。

现有技术的翼梁一般用钛制造，因其具有较高的疲劳强度、扭转刚性和耐腐蚀性。但目前的趋势是用复合结构制造翼梁，即用夹有石墨和/或纤维玻璃一类纤维材料的树脂基体制造翼梁，因目前已能制造出具有相当于钛翼梁扭转刚性的复合材料翼梁，可重量就轻多了。此外，对复合材料翼梁来说，更有利的是其具有几乎两倍于钛翼梁的疲劳应变、改进的破坏耐力和减缓的裂缝蔓延等特性。

典型的铰接主旋翼组件的翼梁是一个长条形结构，从主旋翼叶片的根部几乎一直延伸到尖端。翼梁具有闭管形状以取得尽量大的扭转刚性。翼梁起着使主旋翼叶片固定在主旋翼毂根套上的接头的作用(连接接头和根套在图1中依次标为110和112)。

根套一般与翼梁用螺栓连接在一起而使主旋翼叶片固定在主旋翼毂上。这种固定机构所遇到的问题是拧紧螺栓所产生的压紧力会作用到翼梁上。过大的压紧力往往会使钛翼梁弯曲或变形，也就是会被压扁，这会降低翼梁承受负荷的能力。过大的压紧力还会对装有复合材料翼梁的主旋翼组件造成更为严重的问题。过大的压紧力会在复合材料翼梁中引发裂纹，降低翼梁承受负荷的能力和导致严重的破坏。

为消除由拧紧固定螺栓产生的压紧力所造成的可能危害，在翼梁108中装入实心整体衬块114，为减轻重量一般采用酚醛材料制作衬块。将衬块114插入翼梁108根端108R翼梁空腔116以与翼梁108内部模线表面108S贴合如图1A所示。衬块114对拧紧螺栓所产生的压紧力起抗衡作用，从而防止压紧力作用在翼梁108上而使之变形。

虽然整体衬块在性能上足以防止拧紧螺栓所产生压紧力所造成的危害，使衬块最后成形而使插入的衬块与翼梁内部模线表面贴合却是既费工又费时。衬块一般先是制成长方形块体，再用手工打磨到所要求的最后形状。将衬块打磨、装配、再打磨等等直至达到所要求的最后形状一般是很繁复的工序。这一工序本身就是很费工费时的。而这一工序的另一缺点是衬块或各分段衬块会过度打磨而衬块在翼梁空腔内形成松配合。在拧紧根套螺栓时由于衬块的松配合翼梁会稍有变形，也就是稍被压扁。这会造成螺栓拧紧不足、旋翼整流罩产生不应有的变形，或则在翼梁内产生过大的应力。对复合材料翼梁来说，整体衬块的装配情况更差。虽然复合材料翼梁的外部模线是经严格控制的，但除翼梁内部由于复合材料如在树脂含量、纤维分布等方面的变化明显地有较大的变化外，其内部模线表面的质地也会是粗糙而不规则的。与此相反，钛翼梁的内表面质地是光滑而平整的。粗糙而不规则的内部模线表面对衬块最后成形造成很大的困难，更会使翼梁在拧紧螺栓时受到危害。

因此很有必要取得一种能消除由拧紧螺栓引起翼梁变形的衬块装置。这种衬块装置应能将其装在翼梁空腔内，与翼梁内表面贴合而无需对其外形进行费工费时的重复加工。衬块装置应不仅适用于复合材料翼梁粗糙不规则的内部模线表面而且也适用于钛翼梁光滑平整的内表面。

发明概述

本发明的目的是提供一种扩张式翼梁衬块装置，用于直升机铰接主旋翼组件的翼梁，易于插入翼梁空腔，易于扩张而与翼梁空腔的内部模线表面贴合，可在拧紧螺栓而将翼梁固定在铰接的主旋翼组件主旋翼毂上时消除翼梁的变形，并可用于复合材料翼梁、钛翼梁或具有各种不同内部模线表面形状的其他材料的翼梁。

本发明的这些和其他目的可通过本发明扩张式翼梁衬块装置来完成，这种装置具有第一和第二衬件和一扩张机构，用以扩张第一和第二衬件之间的间隔空间。扩张式翼梁衬块装置优选实施例的第一和第二衬件各具有一个与翼梁内部模线表面互补的翼梁接合面、一个带预定斜角的第一斜面和一个带预定斜角而与第一斜面邻接的第二斜面。优选实施例的扩张机构为一个拉移填片，填片具有一个第一分段和一个定斜度分段，定斜度分段具有限定一斜角的斜面，该斜角与第一和第二衬件的第一斜面的斜角互补。