[發明專利]用于旋翼飛行器旋翼的梁和旋翼飛行器的旋翼

在審

• 申請號: 201410747973.1
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104691755A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: M·布森
• 申請（專利權）人: 空客直升機德國有限公司
• 主分類號: B64C27/33
• 分類號: B64C27/33
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡曉萍

技術領域

本發明涉及一種用于旋翼飛行器的旋翼的梁，并且具體地涉及一種直升機旋翼。

背景技術

一般地，旋翼飛行器是不同于其它動力飛行器的飛行器，主要不同之處在于它們在高巡航速度飛行和低速度飛行或盤旋時的能力。該能力通過為旋翼飛行器提供至少一個主旋翼來獲得，其中，該主旋翼具有大體豎直的軸線。該主旋翼包括螺旋槳，該螺旋槳為旋翼飛行器提供升力并且也可能提供推力矩和控制力矩。通過改變螺旋槳的槳葉的周期槳距和/或總距，能夠方便控制飛行中的旋翼飛行器。常規地，旋翼飛行器原則上包括一組引擎，這一組引擎包括至少一個諸如活塞引擎或渦輪引擎的燃料引擎。傳動箱將該組引擎連接到主旋翼的槳轂、多個旋翼槳葉和連接到將每個槳葉通過槳轂連接的對應數量的梁。在工作中，旋翼必須一方面抵抗旋轉期間槳葉所施加的升力、拖曳力、離心力(以及對應力矩)，并且另一方面必須允許槳葉的拍擺運動、扭轉運動或變距運動以及牽引/滯后運動。用于該任務的諸多不同系統是對基本設計的變型，如所謂鉸接式旋翼和無絞式旋翼。鉸接式旋翼使用裝有鉸接部和軸承的剛性梁來方便上述槳葉運動。無軸承旋翼包括專用復合材料梁，該專用復合材料梁稱為柔性梁，該柔性梁具有足夠柔性來彎曲或扭曲以允許在沒有軸承和附加機械構件的情況下允許槳葉運動。在無軸承旋翼中，分立的鉸接部和軸承的作用通過這樣的結構來實現，即，該結構在梁的某些區域或部分不能抵抗彎曲和/或扭轉，但是當然地能傳送所有的載荷(升力和拖曳力(剪切力)、離心力)、彎曲運動和扭曲運動等。為此類無軸承旋翼而限定拍擺鉸接部、牽引滯后鉸接部和變距鉸接部與槳轂和輸出軸的旋轉軸線之間的等同或實際偏離。

無鉸式旋翼不同于無軸承旋翼，不同之處在于柔性梁，該柔性梁用以將各槳葉連接到旋翼的槳轂，該連接使用常規的變槳軸承(金屬軸承或復合材料軸承)。

文獻US5286167描述了一種柔性梁直升機旋翼，該旋翼在柔性梁和槳轂之間具有連接，以允許僅繞拍擺軸線進行槳葉拍擺運動。槳葉拍擺運動在柔性梁和槳轂之間的連接部位獲得。載荷分離允許使用較細的柔性梁桅，該柔性梁桅伴隨有旋翼重量和尺寸減小的優勢以及減小的拍擺鉸接部影響偏離或拍擺軸線的附加優勢。

文獻DE19915085公開了一種用于直升機的旋翼槳葉配件，該直升機具有位于旋翼頭和旋翼槳葉之間的柔性梁和在柔性梁端部連接到槳葉的剛性控制套筒。緊湊的阻尼單元安裝在柔性梁的端部和旋翼槳葉之間，從而橫跨柔性梁/槳葉的連接部且在控制套筒內部。阻尼元件包括交錯板，各交錯板連接到旋翼板和阻尼套筒，并且由彈性體層隔開。

文獻US4746272涉及一種直升機旋翼設計，并且更具體地，涉及柔性梁，其描述了一種柔性梁，該柔性梁具有槳轂部、位于槳轂部外部的拍擺撓曲部、位于拍擺撓曲部外部的滯后扭轉部以及位于滯后扭轉部外部的槳葉附連部，并且具有縱向延伸柔性梁的長度的復合材料制成的纖維，其中，由多個輻射延伸的凹槽限定的多個縱向凸角從滯后扭轉撓曲部的上表面和下表面到滯后扭轉撓曲部的中心平面部延伸進入柔性梁的滯后扭轉撓曲部，所述凹槽在它們的底部輻射延伸以提高滯后扭轉撓曲部的扭轉撓曲特性。

與本申請相關的其它現有技術文獻如下：CA2042532、CA2320606、CA2650760、CN102167156、DE10316093、DE2917301、DE3534968、EP0155444、EP0097885、EP1431176、FR2474395、FR2041747、JP61021894、JP2010143484、US4650401、US4746272、US4898515、US5358381、US2004146403、US20060165527和WO200489748。

發明內容

本發明的目的是減小無鉸式旋翼和無軸承式旋翼的實際鉸接部偏移量。

該目的藉由如權利要求1所述的梁和如權利要求14所述的旋翼而實現。在從屬權利要求中描述了優選實施例。

根據第一方面，本發明提出一種用于帶有槳轂和至少兩個槳葉的旋翼飛行器旋翼的梁。每個槳葉設有一個梁。所述梁包括：

·槳轂連接部，用于將該梁連接到旋翼的槳轂；

·槳葉連接部，用于將該梁連接到旋翼的槳葉；

·第一撓曲部，定位在槳轂連接部和槳葉連接部之間，并且具有繞第一軸線的彎曲剛度，該第一軸線正交于槳葉當連接到該梁時的縱向軸線，所述彎曲剛度小于槳轂連接部繞第一軸線的彎曲剛度，并且小于槳葉連接部繞第一軸線的彎曲剛度；