[发明专利]以旋翼桨叶为例的翼型变形

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1所述的特别是用于旋翼飞机的空气 动力翼型，它具有无轴承和无铰链构造的后部翼型变形区域。

背景技术

众所周知，在旋翼飞机中即使是在定常飞行状态时旋翼桨叶上的来 流条件也在不断地变化。这些变化是由旋翼飞机的前飞速度和旋翼的旋 转速度的叠加造成的。

这种叠加主要导致两个极端的来流状况，即在向前运行和向后运行 的桨叶上。在前飞的桨叶上，旋转分量和平移分量正叠加，并且导致在 桨叶尖上有强烈的超音速特征的来流。在这种情况中为了避免有强烈的 超音速激波，具有少许弯拱的尽可能薄的翼型是人们所希望的。在向后 运行的桨叶上，是从旋转分量中减去前飞速度的平移分量。这导致局部 来流速度的剧烈降低，直至从下面到桨叶区域内部翼型的来流。再结合 那里桨叶的大调整角，较小的来流速度导致气流强烈地分离。这种分离 对旋翼桨叶的控制杆载荷造成不利影响。在这个区域中，厚的翼型或者 在前端区域中具有大的弯拱的翼型是有利的。

在本发明中建议一种其几何形状可变化的翼型。这种翼型考虑到这 些极端的流动区域，并且它针对各种存在情况适配地进行调节。

总之在旋翼上由于回转强烈变化的空气动力特性导致旋翼桨叶以 比转动频率高出多倍的频率进行振动。

另一有缺陷的空气动力效应是在进场飞行时，飞行器有一定的下降 角度。在这种情况中会出现桨叶旋涡和桨叶的相互作用。这种相互作用 会导致脉冲式的噪音现象。通过旋翼桨叶下降气流在合适的方位位置上 如此地变化，或者桨叶的空间位置如此地变化，即不出现所述的旋涡和 桨叶的相互作用时，这种现象才会得到缓和。通过短时地改变上升力达 到桨叶和伴流的这种相对的距离变化。

原则上讲改变上升力有两种途径：

1.直接方法：如同固定翼飞机的机翼那样通过改变襟翼的偏转来改 变上升力(襟翼向下偏转提高上升力)，或者

2.间接方法：襟翼偏转通过改变力矩系数产生扭矩。通过该扭矩借 助感应的扭曲变形来调节扭转柔性的(torsionsweich)桨叶的迎角(襟 翼向上偏转扭曲变形改变迎角提高上升力)。这个效应在文献中 也叫做伺服效应。

目前这第二种方法使用得更多，因为在伺服驱动装置提供使用功率 的情况下它显示出更好效果。

DE 101 16 479 A1公开了一种利用伺服效应且具有活动支承的襟翼 的旋翼桨叶。所述襟翼借助滚动轴承活动地固定在旋翼桨叶上。通过压 电促动器对襟翼进行控制。该压电促动器沿翼型纵深方向看有相距地设 置在旋翼桨叶的前部区域中。这个压电促动器产生调节力，并且通过牵 引部件将调节力传递到旋翼桨叶襟翼上。

具有分立的襟翼轴承的旋翼桨叶在实际使用中由于高的频率和由 于周围环境的灰尘、脏物和水要经受大的磨损。其结果是减少使用寿命， 并且需要增加维护。

因此DE 103 34 267 A1建议了一种旋翼桨叶，它具有无轴承和无 铰链构造的旋翼桨叶襟翼。在这种已公开的旋翼桨叶中，将压电促动器 固定在翼型的刚硬蒙皮中，或者直接固定在刚硬的蒙皮下或者刚硬的蒙 皮上，这样，可有选择地操作位于翼型的上蒙皮或者下蒙皮上的两个压 电促动器之一，并且因此导致相应的蒙皮相对于另一蒙皮的移动，这样 引起上蒙皮相对于下蒙皮变短或者是延长。由于蒙皮相对于另一蒙皮的 相对缩短，设置在该蒙皮上的刚硬的旋翼桨叶襟翼发生偏转，并且向上 或者向下运动。

上述类型的已公开的旋翼桨叶有如下缺点，即用向上偏转的襟翼产 生上升力，这种做法相对于中立的或者向下偏转的翼型来说导致阻力增 加。

发明内容

本发明的任务是提供一种特别是用于旋翼飞机的空气动力翼型。它 具有无轴承和无铰链的襟翼。这种襟翼机械和运动上都简单，并且具有 有利的空气动力特性，它使得沿翼弦方向和跨距方向的连续过渡的变形 成为可能。

这个任务通过权利要求1的特征得以完成。

从属权利要求是本发明的有利改进方案。