[發明專利]具有復合材料制成的轂的旋翼飛行器轉子

有效

• 申請號: 201610010031.4
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105775107B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: M·費朗特;S·馬澤特
• 申請（專利權）人: 空客直升機
• 主分類號: B64C11/02
• 分類號: B64C11/02;B64C27/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 胡曉萍

相關申請的交叉引用

本申請要求的2015年1月8日提交的FR 15 00021的優先權，其公開內容整體引用入本文。

技術領域

本發明涉及旋翼飛行器領域，并且更具體地涉及旋翼飛行器轉子，該旋翼飛行器轉子包括復合材料制成的轂，而所述轉子的旋轉翼的葉片安裝在所述轂上。

更具體地，本發明提供一種旋翼飛行器轉子，該旋翼飛行器轉子包括復合材料制成的轂，而所述轉子的旋轉翼的葉片安裝在所述轂上。

背景技術

旋翼飛行器是具有至少一個轉子的旋轉翼飛行器，包括具有基本上豎直軸線的至少一個主轉子，該至少一個主轉子為旋翼飛行器至少提供起升力。

在直升機的具體情況下，所述至少一個主轉子為旋翼飛行器不僅提供升力，而且還提供沿任意前行方向的推力。直升機的飛行姿態可由旋翼飛行器的飛行員修改，引起構成主旋翼的旋轉翼的葉片俯仰周期地和/或總距地改變。

旋翼飛行器還配備抗轉矩裝置，該抗轉矩裝置為它們提供在偏航的引導，比如特別是具有基本上水平軸線的至少一個輔助轉子。舉例而言，這種輔助轉子可以是尾部轉子，或者在高前進速度的直升機的情形中由推進螺旋槳來形成。

旋翼飛行器轉子的葉片通常安裝在用于驅動它們旋轉的轂上。所述轂安裝在旋轉軸，諸如用于主轉子的主軸上，所述軸由供給旋翼飛行器的操作所需的機械動力的動力設備驅動旋轉。

此外，葉片單獨地安裝在所述轂上以至少圍繞俯仰變化軸線可動，以使旋翼飛行器的飛行員能夠至少總距地也可能周期地改變其俯仰，以修改旋翼飛行器的飛行姿態。

更具體地參考主轉子，所述葉片安裝成不僅能夠圍繞它們的俯仰變化軸線樞轉，而且它們也通常安裝成以擺振動作和以揮舞動作可動。

在這種情況下，所述葉片更具體地安裝成可相對于轂不僅關于它們的俯仰變化軸線可動，而且也圍繞定向為平行于所討論的葉片的總平面(即主要是垂直于轂的旋轉平面的方向)的相應的揮舞軸線可動，以及圍繞定向為垂直于所討論的葉片的總平面(即主要是平行于轂的旋轉軸線的方向)的相應的擺振軸線可動。

關于揮舞軸線和擺振軸線的定向，相對于轂的旋轉軸線的方向而指定的主要定向，通常應相關于葉片在其自己的總平面中圍繞其各種運動軸線相對于轂的運動能力進行評估。

在這種情況下，旋翼飛行器轉子的轂的機械強度自然地選擇成承受它需要在操作中承受的力。這種力不僅尤其是產生于通過驅動轉子旋轉產生的離心力，而且產生于由葉片至少圍繞它們的俯仰變化軸線以及可能還有對于主轉子而言圍繞它們的揮舞軸線和圍繞它們的擺振軸線而相對于轂運動的自由。

傳統上，旋翼飛行器轉子的轂由一塊金屬制成。

然而，用于轂的這樣的金屬結構往往帶給它相當大的重量，而在航空領域正確的是減少重量。此外，需要加工金屬轂以適當地接納各種構件，所述各種構件提供所述轂和旋轉軸之間的連接以及葉片和轂之間的可動連接。

因此，可以看出，雖然這種金屬轂相比于它的功能、特別是它的強度是令人滿意的，然而它存在給定體積重量大且價格昂貴的缺點。

這些缺點能夠在具有柔性分支的轂的具體情形中得以限制，而在所述分支上葉片被安裝成使它們能夠相對于轂可動。在這情形中，已知的是使旋翼飛行器轉子轂由堆疊的多層浸漬有熱固性樹脂的礦物纖維織物所構成的復合材料制成。

因此，文獻EP 2 234 880、等同于文獻US 2011/116936和文獻US 8 147 198都公開一種形成旋翼飛行器轉子的轂的復合材料軛狀件及其制造方法。所述軛狀件由多層的浸漬有熱固性樹脂的玻璃纖維織物制成，并且它包括相應的葉片承載分支。

制造該軛狀件的所述復合材料被有利地用于為葉片提供進行揮舞運動的自由。更具體地說，該軛狀件的分支的局部弱化賦予分支在揮舞中的柔韌性。

文獻EP 0 221 678、等同于文獻US 4 714 409也給出提案，以提供一種旋翼飛行器轉子轂，其中用于將葉片連接到轂的柔韌分支由嵌入加強板的樹脂制成，所述板由復合材料制成。用于形成柔韌分支或者實際上整個轂的所述復合材料更具體地是由浸漬有熱固性樹脂的多層碳纖維織物形成的。

還查閱了本發明的領域中的以下文獻：

文獻EP 0 120 803、等同于文獻US 4 568 244描述了一種用于直升機的主轉子轂，該主轉子轂具有由增強纖維和環氧樹脂制成的復合基體。由復合材料制成的該轂具有承窩，每個承窩具有徑向推力座，所述徑向推力座具有用于支撐相應葉片的平坦支承表面。