[發明專利]葉片

有效

• 申請號: 201110217206.6
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102372087A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: J.F.韋特爾
• 申請（專利權）人: 羅爾股份有限公司
• 主分類號: B64C27/473
• 分類號: B64C27/473;F03D11/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 桑傳標;李翔

技術領域

本發明總體涉及航空葉片中的結構元件，并且更特別地涉及轉子葉片和渦輪機葉片的結構優化。

背景技術

轉子葉片是受到強偏轉力的航空復雜結構并且因此需要滿足多個設計要求。例如，通常用在風力渦輪機和旋轉式飛機上的葉片必須滿足特定強度、疲勞壽命、破損耐力、性能、振動、重量和氣動彈性穩定性標準。目前，風力渦輪機葉片和直升機主轉子葉片主要利用展向單箱形翼梁或多箱形翼梁設計由合成材料構成。箱形梁翼梁設計還可以包括泡沫芯，泡沫芯設計為防止“鑄板凹陷”、形成轉子葉片的表皮的片材的變形或屈曲。

然而，當前的箱形梁翼梁設計不易于提高最優的剛度、氣動彈性耦合和其它性能標準。通常通過改變葉片表皮和固體芯來控制箱形翼梁設計的結構和氣動彈性限制以增加剛度并且提高氣動彈性耦合。例如，偏壓板層成層技術可用于增加葉片表皮的剛度，或者蜂巢式或聚乙烯芯可用于提高葉片的剛度和氣動彈性耦合。然而，這些特征總體上提供邊緣性能增益。

因此，提供具有最優的剛度、氣動彈性穩定性和性能特性的轉子葉片仍是航空工程應用的重大挑戰。

發明內容

本發明的裝置具有多個特征，多個特征中沒有一個特征僅對其期望屬性負責。不限制由隨后的權利要求所明確的本發明的范圍，現在將簡要地討論其更加顯著的特征。在考慮這一討論之后，并且尤其在閱讀了標題為“發明詳述”的部分之后，將理解到本發明的特征如何提供優于當前設計的多個優點。

本發明的方案包括轉子葉片，所述轉子葉片具有翼弦和與所述翼弦垂直的翼展長度。轉子葉片包括第一表皮，所述第一表皮具有內表面和從所述內表面延伸出的第一多個元件，所述第一多個元件沿著翼展長度的至少部分分布并且相對于轉子葉片的翼弦傾斜的角度大于0°。轉子葉片進一步包括第二表皮，所述第二表皮附接至所述第一表皮以形成轉子葉片的外表面，所述第二表皮具有第二多個元件，所述第二多個元件朝向所述第一表皮的內表面延伸并且當所述第二表皮附接至所述第一表皮時與所述第一多個元件嚙合，所述第一多個元件和所述第二多個元件在轉子葉片內形成多個肋狀件。

在本發明的另一方案中，轉子葉片具有與y軸平行的翼弦和與x軸平行的翼展。轉子葉片包括以沿著轉子葉片的y軸測量到的第一距離隔開的前緣和后緣和沿著所述前緣和所述后緣之間的所述第一距離的至少部分延伸的多個結構元件。所述多個結構元件相對于y軸傾斜的角度大于0°。

在本發明的另一方案中，轉子葉片具有翼弦和與所述翼弦垂直的翼展長度。所述轉子葉片包括以轉子葉片的翼展長度分隔開的葉根和葉尖、由轉子葉片的翼弦隔開的前緣和后緣，以及位于轉子葉片的前緣和后緣之間的翼梁。轉子葉片進一步包括以大于0°的角度相對于轉子葉片的翼弦傾斜的第一多個肋狀件和與所述第一多個肋狀件交叉的第二多個肋狀件。所述第二多個肋狀件相對于轉子葉片的翼弦傾斜的角度小于0°。

本發明的進一步的方案、特征和優點將從隨后的詳細描述中變得顯而易見。

附圖說明

現在參照附圖結合本發明的實施方案描述本發明的這些和其它的特征、方案和優點。然而，闡述的實施方案僅為實施例且不意在限制本發明。

圖1為具有帶有根據本發明的優選實施方案的結構元件的轉子葉片的飛機的立體圖。

圖2為包括根據本發明的另一實施方案的結構元件的翼板的立體圖。

圖3示出了圖2的結構元件相對于翼板的取向。

圖4示出了結構元件的另一實施方案相對于翼板的取向。

圖5示出了結構元件的又一實施方案相對于翼板的取向。

圖6A為具有根據本發明的一個實施方案取向的肋狀件的轉子葉片的局部剖視圖。

圖6B為圖6A的轉子葉片的俯視正視圖。

圖7A為具有根據本發明的另一實施方案的肋狀件和前緣翼梁的轉子葉片的局部剖視圖。

圖7B為圖7A的轉子葉片的俯視正視圖。

圖8A為具有根據本發明的又一實施方案的交叉肋狀件和中葉片翼梁的轉子葉片的局部剖視圖。

圖8B為圖8A的轉子葉片的俯視正視圖。

圖9為具有根據本發明的實施方案定位在轉子葉片內的肋狀件的轉子葉片的俯視正視圖。

圖10根據本發明的實施方案具有經過偏壓板層優化的表皮的轉子葉片的俯視正視圖。

圖11A為根據本發明的實施方案具有內舌片和槽布置的轉子葉片的一半的局部剖視圖。

圖11B為組裝到圖11A的轉子葉片半上的轉子葉片的另一半的局部剖視圖。