[发明专利]飞行器转子的叶片和相关形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器（aircraft，飞机，航空器）转子的叶片和相关形成方法。

本发明特别有利地用于能够盘旋的飞行器，诸如下文描述的仅作为例子参考的直升机，或者垂直升降飞机，但并不局限于此。

背景技术

由复合材料制成的直升机转子叶片是已知的。在下文说明书和权利要求中，“复合材料（composite material）”意思是通过将热定形树脂基体和包括加固（例如玻璃、碳或石墨）纤维的分散相进行组合而产生的非金属材料。

复合材料具有优于传统金属材料的许多优点：关于多功能性、耐久性和通常低于金属材料的比重，它们具有极好的机械特性；它们对疲劳和腐蚀有高度抵抗力；以及它们的结构更可靠，即由于裂纹形成导致的故障需要相对长时间，因而使得更易于检测异常。

已知的叶片通常包括：根部部分（root portion，根部），其被连接至转子毂；以及，主要部分，其限定叶片本身的本体。通常，这种叶片通过在连续的一些阶段中成形主要结构而制成，该主要结构包括通过粘合剂结合的许多复合材料组分，并且其可能为结构性组分或填料，即低机械性能组分。通过沉积一层或更多层预浸树脂的连续（长）织物纤维，例如碳或玻璃纤维制成该结构性组分；而在填料组分中，纤维不连续（短）。所有组分都在各个聚合阶段单独地制成，并且然后使用粘合剂结合，以形成主要结构。

然后，以另外的多层复合材料（通常是预浸树脂的玻璃纤维）覆盖该主要结构，以形成叶片的外部蒙皮（outer skin，外皮）；并且然后将如此形成的整体在模具中聚合至最终构造。

在关于制造的方案中有一种需求，通过其降低在叶片根部的局部故障的风险，上述局部故障快速地传播到周围区域并且导致叶片从转子完全脱离。

发明内容

本发明的目标是提供一种经设计以满足该需求的简单、低成本飞行器转子的叶片。

根据本发明，提供一种飞行器转子的叶片，包括：根部部分，该根部部分具有贯穿座（through seat）并且被设计用于连接至转子；以及主要部分，该主要部分从所述根部部分延伸；所述叶片通过使组件（assembly）聚合（polymerizing）而产生，该组件包括复合材料的主要结构以及限定叶片的外部表面的复合材料覆盖物；叶片特征在于，在所述根部部分处，所述主要结构包括：带轮廓的块（contoured block，成型块）；以及薄片构件（lamina member，薄板构件，层状构件），该薄片构件在所述块的至少部分周围延伸，并且具有附着至（adhering to，粘附至）所述块的第一外围部分的第一部分（part，部件），以及与该块的第二外围部分间隔开并且与其面对以形成所述贯穿座的第二部分；所述薄片构件包括连续单向纤维（continuous unidirectional fibres）的预浸料（pre-preg，预浸料坯，预浸渍制品）。

根据本发明，也提供一种形成飞行器转子的叶片的方法；所述叶片包括：根部部分，该根部部分具有贯穿座并且经设计用于连接至转子；以及主要部分，该主要部分从所述根部部分延伸；所述方法包括使组件聚合的步骤，该组件包括复合材料的主要结构以及限定叶片的外部表面的复合材料覆盖物；所述方法的特征在于，在所述根部部分处，所述主要结构通过下列方式形成：-形成带轮廓的块；-将至少部分所述块封入（enclosing，装入，封闭）在薄片构件中，以便所述薄片构件的第一部分附着至所述块的第一外围部分，以及薄片构件的第二部分与所述块的第二外围部分间隔开并且面对该第二外围部分以形成所述贯穿座；所述薄片构件包括连续单向纤维的预浸料。

附图说明

将参照附图，通过例子的方式描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出根据本发明教导的飞行器（尤其是直升机）的转子叶片的透视图；

图2示出图1叶片的根部部分的主要结构的透视图；

图3示出图2叶片根部部分的主要结构的透视分解图；

图4示出第一形成步骤后，图2叶片根部部分的主要结构的组成部分的透视图；

图5和图6示出通过其产生图4组件的工具的两幅透视图，为了清晰起见移除一些部分；

图7示出图2叶片根部部分的主要结构的基础产品的透视图；

图8-图10示出通过其形成图7基础产品的工具的三幅透视图，为了清晰起见移除一些部分；

图11示出图7基础产品被加工为其最终形状的透视图。

具体实施方式