專利名稱：旋翼以及具有這種旋翼的旋翼飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋翼以及具有這種旋翼的旋翼飛機(jī)，特別是直升機(jī)。
旋翼飛機(jī)特別是直升機(jī)的旋翼的產(chǎn)生浮力的旋翼槳葉片在旋翼工作過(guò)程中旋翼槳葉片特別是通過(guò)沖擊以及擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)被朝各個(gè)方向偏轉(zhuǎn)并且由此強(qiáng)烈受載。如今旋翼槳葉片主要采用纖維復(fù)合材料制成。
如

圖14所示，在現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)支承旋翼中無(wú)支承的旋翼槳葉片通常通過(guò)一個(gè)旋翼轂薄板固定在旋翼轂上。旋翼轂薄板具有對(duì)應(yīng)于旋翼槳葉片數(shù)量構(gòu)成的旋翼轂側(cè)的槳葉片接頭，其分別與一旋翼槳葉片的一結(jié)構(gòu)元件連接。這個(gè)結(jié)構(gòu)元件142在旋翼槳葉片的相對(duì)于旋翼圓在徑向內(nèi)部的一端，即指向旋翼轂的一端，構(gòu)成一旋翼轂側(cè)的槳葉片接頭144，它可以與旋翼轂連接。從槳葉片接頭144到產(chǎn)生浮力的旋翼槳葉片區(qū)域的過(guò)渡是槳葉片頸部146。結(jié)構(gòu)元件142把驅(qū)動(dòng)扭矩從一旋翼?xiàng)U和旋翼轂傳遞到旋翼槳葉片上。此外結(jié)構(gòu)元件142把旋翼槳葉片的離心力傳遞到旋翼轂上。為了使得結(jié)構(gòu)元件142可以單獨(dú)制造并且在損壞時(shí)可以輕易更換，通常在結(jié)構(gòu)元件142和旋翼槳葉片之間構(gòu)造一個(gè)單獨(dú)的分離部位。產(chǎn)生浮力的旋翼槳葉片區(qū)域從這個(gè)分離部位出發(fā)一直延伸至旋翼槳葉片的最外端，即旋翼槳葉片的頂端。例如至少兩個(gè)螺栓用作分離部位，它們嵌接在槳葉片以及旋翼轂側(cè)的旋翼接頭上。在圖14中旋翼槳葉片在旋翼轂側(cè)的旋翼接頭144處經(jīng)由兩個(gè)螺栓148連接到旋翼轂上。離心力和擺動(dòng)力矩通過(guò)螺栓148消除了。沖擊力矩同樣通過(guò)螺栓148消除，其大多通過(guò)結(jié)構(gòu)元件142的一個(gè)上面的和一個(gè)下面的支承面支承在旋翼轂薄板上。
一無(wú)支承的旋翼槳葉片的結(jié)構(gòu)元件142的槳葉片頸部146通常具有一個(gè)擺動(dòng)軟性的區(qū)域，該區(qū)域允許旋翼槳葉片在擺動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)，所述槳葉片頸部146在本發(fā)明中也稱為軟性梁并且用一所謂的控制袋150(Steuertüte)進(jìn)行包裹。因此擺動(dòng)軟性區(qū)域構(gòu)成了一個(gè)虛構(gòu)的垂直定向的軸線(也稱為虛擬的擺動(dòng)關(guān)節(jié))，旋翼槳葉片圍繞該軸線進(jìn)行前后的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。此外結(jié)構(gòu)元件142的槳葉片頸部146通常具有一沖擊軟性的區(qū)域，該區(qū)域使得槳葉片在垂直方向可以進(jìn)行沖擊。因此沖擊軟性區(qū)域構(gòu)成了一個(gè)虛構(gòu)的水平定向的軸線(也稱為虛擬的沖擊關(guān)節(jié))，旋翼槳葉片圍繞該軸線進(jìn)行上下的沖擊運(yùn)動(dòng)。從而旋翼?xiàng)U的旋翼軸線到虛擬的沖擊關(guān)節(jié)的距離稱為沖擊關(guān)節(jié)距離。
在一無(wú)支承的旋翼中該沖擊關(guān)節(jié)距離相對(duì)較大。沖擊關(guān)節(jié)距離例如大約為旋翼圓周半徑的8％到12％，旋翼圓周半徑是在徑向方向上從旋翼?xiàng)U的旋翼軸線出發(fā)向外直至槳葉片頂端的距離。無(wú)支承的旋翼的較大的沖擊關(guān)節(jié)距離雖然一方面在工作過(guò)程中使得直升飛機(jī)高的控制適應(yīng)性和轉(zhuǎn)向性能，但另一方面特別是導(dǎo)致較大的沖擊固有頻率。相對(duì)較大的沖擊固有頻率以及由此產(chǎn)生的振動(dòng)在旋翼沒(méi)有支承的情況下對(duì)于直升機(jī)的飛行特性是不利的，并且導(dǎo)致槳葉片接頭144以及槳葉片頸部146受載很大。槳葉片接頭144以及槳葉片頸部146因此必須設(shè)計(jì)成大尺寸的，以便承受所出現(xiàn)的應(yīng)力。在通常的直升機(jī)旋翼中由于上述原因通常追求較小的沖擊以及擺動(dòng)頻率。
由于在旋翼沒(méi)有支承的情況下旋翼槳葉片以及槳葉片接頭受載很大，而且與之相關(guān)要確保元件的強(qiáng)度，所以要減小沖擊關(guān)節(jié)距離或者將其降低到一特定值以下都是特別困難的。通常在旋翼沒(méi)有支承的情況下一個(gè)較小的沖擊關(guān)節(jié)距離會(huì)顯著減小每個(gè)旋翼槳葉片的堅(jiān)固性和壽命，這是不利的，甚至是危險(xiǎn)的。另外一方面，對(duì)于各種應(yīng)用目的而言，較小的沖擊關(guān)節(jié)距離卻是值得追求的，因?yàn)轱w行員、乘務(wù)員以及乘客通常認(rèn)為具有這種旋翼的直升機(jī)很舒適。
在特殊的旋翼中，例如翻轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)或飛機(jī)的翻轉(zhuǎn)旋翼(所謂的傾轉(zhuǎn)旋翼(Tilt-Rotor))，出于各種原因需要特別擺動(dòng)剛性的旋翼。
本發(fā)明是以這個(gè)目的或技術(shù)問(wèn)題為基礎(chǔ)的，即，提供一種旋翼飛機(jī)的旋翼，其確保改善了飛行特性、提高了飛行舒適性以及安全性和可靠性。旋翼在至少一個(gè)實(shí)施方式中適合作為翻轉(zhuǎn)旋翼-旋翼飛機(jī)的翻轉(zhuǎn)旋翼。此外還提供了具有這種旋翼的旋翼飛機(jī)。
這個(gè)目的通過(guò)按本發(fā)明的具有權(quán)利要求1特征的旋翼實(shí)現(xiàn)。
這種旋翼具有至少一個(gè)可以連接到一旋翼轂上的旋翼槳葉片，它具有一個(gè)帶有一虛擬沖擊關(guān)節(jié)的槳葉片頸部，所述虛擬沖擊關(guān)節(jié)構(gòu)成為一個(gè)彎曲軟性的、彎曲彈性的槳葉片頸部部段的形式，其中在槳葉片頸部的一槳葉片接頭區(qū)域內(nèi)設(shè)置兩個(gè)相對(duì)一旋翼半徑在旋翼槳葉片的徑向的縱向方向上彼此隔開(kāi)的沖擊輔助關(guān)節(jié)，基本在它們之間設(shè)置所述虛擬沖擊關(guān)節(jié)并且槳葉片頸部在沖擊運(yùn)動(dòng)時(shí)可以在它們之間彎曲彈性和拱形地變形或附加變形。根據(jù)槳葉片頸部的結(jié)構(gòu)，它可以具有一個(gè)對(duì)稱的或非對(duì)稱的彎曲線。
沖擊輔助關(guān)節(jié)的軸線或虛擬軸線優(yōu)選基本上平行于旋翼槳葉片的結(jié)構(gòu)或自然沖擊軸線延伸。就是說(shuō)，沖擊輔助關(guān)節(jié)的軸線優(yōu)選基本上平行于經(jīng)由虛擬沖擊關(guān)節(jié)構(gòu)成的沖擊軸線延伸。這兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)構(gòu)成了一種兩點(diǎn)支承，它把槳葉片頸部鉸接地或虛擬鉸接地支承在兩個(gè)在旋翼槳葉片徑向方向上彼此隔開(kāi)的位置上。沖擊輔助關(guān)節(jié)可以至少部分地構(gòu)成為旋翼槳葉片和/或旋翼轂或其組件的差動(dòng)結(jié)構(gòu)方式和/或整體的組成部分。
按本發(fā)明的解決方案允許提供一種旋翼特別是一種所謂的無(wú)關(guān)節(jié)以及無(wú)支承的旋翼，在這種旋翼中旋翼槳葉片可以彎曲軟性地以及在具有一較小的相對(duì)于已知的無(wú)支承旋翼而言大大減小的虛擬沖擊關(guān)節(jié)距離的情況下連接到旋翼轂或旋翼?xiàng)U上。由此可以改善一配備這種旋翼的旋翼飛機(jī)的飛機(jī)特性和大大提高飛行舒適性。
按本發(fā)明的旋翼此外比傳統(tǒng)的無(wú)支承的旋翼具有更小的振動(dòng)，這又有利于飛機(jī)特性和旋翼飛機(jī)的舒適性并且減小各個(gè)旋翼槳葉片的槳葉片接頭和槳葉片頸部的負(fù)載。由此沒(méi)有必要將旋翼槳葉片的槳葉片連接區(qū)域的尺寸設(shè)計(jì)得與傳統(tǒng)的無(wú)支承的旋翼槳葉片一樣大，因?yàn)樗a(chǎn)生的力和力矩優(yōu)選和有利地可以被降低。旋翼槳葉片的重量和因此旋翼的整體重量因此可以被減小。
通過(guò)兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)可以在按本發(fā)明的旋翼中附加地大大減小故障以及失靈可能性，下面還要詳細(xì)闡述的是，沖擊輔助關(guān)節(jié)可以具有消除負(fù)載的功能并且因此確保了一冗余。對(duì)于旋翼因此可以實(shí)現(xiàn)一種失效保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)。盡管由于較小的沖擊關(guān)節(jié)距離，按本發(fā)明的旋翼具有高的耐久性和長(zhǎng)的壽命。另外與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，此外不需要一個(gè)位于槳葉片接頭和旋翼槳葉片之間的單獨(dú)的分離部位。按本發(fā)明的旋翼方案可以用于具有一個(gè)或多個(gè)旋翼槳葉片的旋翼和具有偶數(shù)或奇數(shù)旋翼槳葉片數(shù)目的旋翼。
按本發(fā)明的旋翼基于下面的事實(shí)特別是在翻轉(zhuǎn)旋翼-旋翼飛機(jī)中非常有利，即，按本發(fā)明的旋翼不僅可以具有較小的沖擊關(guān)節(jié)距離而且在需要時(shí)可以具有非常擺動(dòng)剛性的旋翼槳葉片。因?yàn)樵谝环D(zhuǎn)旋翼中虛擬沖擊關(guān)節(jié)必須盡可能設(shè)置在中心，即沖擊關(guān)節(jié)距離應(yīng)當(dāng)在理想情況下為0％。按本發(fā)明的旋翼完全可以滿足這個(gè)需求。只有通過(guò)這種方式才可以避免此外在旋翼槳葉片的沖擊運(yùn)動(dòng)中由于科氏力引起的擺動(dòng)變形。在旋翼的一擺動(dòng)剛性的結(jié)構(gòu)中，不能減小的科氏力使得不能確保旋翼的強(qiáng)度。
按本發(fā)明旋翼的其它優(yōu)選和有利的結(jié)構(gòu)特征是從屬權(quán)利要求2-32的內(nèi)容。
本發(fā)明的目的此外通過(guò)按本發(fā)明的具有權(quán)利要求33特征的旋翼飛機(jī)實(shí)現(xiàn)。
借助于本發(fā)明的旋翼飛機(jī)基本上可以取得同樣的優(yōu)點(diǎn)，如上述已經(jīng)提及的與按本發(fā)明的旋翼相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。特別是這種旋翼飛機(jī)可以特別有利地構(gòu)成為翻轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)。
本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例包括附加的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以及其它的優(yōu)點(diǎn)在下面借助于附圖標(biāo)記進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明和描述。其中圖1根據(jù)一個(gè)第一實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖2只示出一個(gè)單個(gè)旋翼槳葉片的圖1旋翼的一個(gè)示意性的非常簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，其中虛擬的沖擊關(guān)節(jié)距離等于0；圖2a與圖2類(lèi)似的視圖，其中虛擬的沖擊關(guān)節(jié)距離小于0；圖2b與圖2類(lèi)似的視圖，其中虛擬的沖擊關(guān)節(jié)距離大于0；圖3根據(jù)一個(gè)第二實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖4根據(jù)一個(gè)第三實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖5根據(jù)一個(gè)第四實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖6根據(jù)一個(gè)第五實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的一旋翼槳葉片的一槳葉片接頭區(qū)域的示意性的透視圖；圖7根據(jù)一個(gè)第五實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖8根據(jù)一個(gè)第六實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖9根據(jù)一個(gè)第七實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖10根據(jù)一個(gè)第八實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖11根據(jù)一個(gè)第九實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖12根據(jù)一個(gè)第十實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖13根據(jù)一個(gè)第十一實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖；圖14根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)支承旋翼的旋翼槳葉片的一個(gè)主要區(qū)域的示意性的透視圖。
在下面的說(shuō)明和附圖中為了避免重復(fù)，如果不需要進(jìn)行區(qū)分的話，相同的構(gòu)件和組件用相同的附圖標(biāo)記表示。
圖1示出了根據(jù)一個(gè)第一實(shí)施例的按本發(fā)明的無(wú)關(guān)節(jié)旋翼的示意性的透視俯視圖。旋翼具有一個(gè)旋翼轂2以及四個(gè)同類(lèi)型構(gòu)成的旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4，所述旋翼轂2具有一個(gè)平板形的、四臂的以及在沖擊方向上彎曲軟性的旋翼星4，其旋轉(zhuǎn)固定地嵌接在一旋翼?xiàng)U6上并且用作扭矩傳遞元件。為了清晰起見(jiàn)，在附圖中沒(méi)有示出旋翼槳葉片的產(chǎn)生浮力的區(qū)域。旋翼槳葉片基本上由纖維復(fù)合材料制成。每?jī)蓚€(gè)構(gòu)成旋翼槳葉片對(duì)的旋翼槳葉片B1，B3；B2，B4錯(cuò)位180°對(duì)置。而構(gòu)成的兩個(gè)旋翼槳葉片對(duì)相互錯(cuò)位90°布置。每個(gè)旋翼槳葉片具有例如一個(gè)槳葉片頸部8，它具有彎曲軟性的、彎曲彈性的槳葉片頸部部段。旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4在其槳葉片頸部部段區(qū)域內(nèi)通過(guò)旋翼星4旋轉(zhuǎn)固定地連接到旋翼星4上。此外各旋翼槳葉片通過(guò)一種下面還要詳細(xì)敘述的方式和方法相互連接。
圖2為圖1的旋翼的示意性的非常簡(jiǎn)化的側(cè)視圖。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)在附圖中只示出了一個(gè)單個(gè)的旋翼槳葉片B1。但是下面的闡述對(duì)于其它的旋翼槳葉片來(lái)說(shuō)類(lèi)似地同樣有效。由圖2看出，在旋翼槳葉片B1的槳葉片頸部8的一槳葉片接頭區(qū)域內(nèi)分別設(shè)置兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2，它們相對(duì)于旋翼的旋翼半徑R在或基本在徑向方向，即旋翼槳葉片B1的縱向方向上，彼此隔開(kāi)。沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2將槳葉片頸部8鉸接地或者仿佛鉸接地支承在兩個(gè)在旋翼徑向方向上彼此隔開(kāi)的位置上。這產(chǎn)生一種兩點(diǎn)支承方式。在這兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2之間，旋翼槳葉片B1在沖擊運(yùn)動(dòng)時(shí)是可以彎曲彈性地和弧形地變形的。旋翼槳葉片B1的偏轉(zhuǎn)和槳葉片頸部8的偏轉(zhuǎn)通過(guò)一條虛線表示。基于這種構(gòu)造方式旋翼槳葉片B1在沖擊運(yùn)動(dòng)中整體上這樣表現(xiàn)，即似乎它的沖擊關(guān)節(jié)好像正好位于旋翼軸線A上。虛擬沖擊關(guān)節(jié)的(虛擬的)沖擊關(guān)節(jié)距離DS因此為0(DS＝0)。在下面的附圖中為了更加清晰起見(jiàn)，盡可能只示出用于一個(gè)單個(gè)旋翼槳葉片的輔助關(guān)節(jié)H1，H2。對(duì)于其它的各個(gè)旋翼槳葉片而言輔助關(guān)節(jié)H1，H2的設(shè)置是類(lèi)似的。
圖2a用草圖示出了一種與圖2類(lèi)似的進(jìn)行比較的情況，其中(虛擬的)沖擊關(guān)節(jié)距離DS為負(fù)值，即小于零(DS＜0)。圖2b又用草圖示出了一種與圖2類(lèi)似的情況，其中(虛擬的)沖擊關(guān)節(jié)距離DS大于零(DS＞0)，但是與傳統(tǒng)的無(wú)關(guān)節(jié)旋翼相比總是非常小，即非?？拷?xiàng)U6。
如果在圖1的旋翼中從上或從下朝旋翼圓平面觀察，那么可以特別清楚地看出，各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的槳葉片接頭區(qū)域構(gòu)成為一個(gè)具有兩個(gè)(或更多)狹長(zhǎng)的條狀的或薄板狀的接頭臂12，14的槳葉片接頭叉10，接頭臂12，14此外起拉條的作用，所述槳葉片接頭區(qū)域包含兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2以及位于它們之間的虛擬沖擊關(guān)節(jié)。這兩個(gè)相對(duì)于旋翼圓在切向方向上或相對(duì)于相應(yīng)的旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4在旋翼槳葉片型材縱深方向上彼此隔開(kāi)的接頭臂12，14基本上在旋翼槳葉片的縱向方向上延伸，并且基本上相互平行地在旋翼?xiàng)U6或旋翼軸線A附近的左側(cè)和右側(cè)延伸，并且在徑向方向上進(jìn)而越過(guò)它。旋翼軸線A也在兩個(gè)接頭臂12，14之間延伸。在這個(gè)實(shí)施例中接頭臂12，14在旋翼槳葉片的沖擊方向上的彎曲剛性或平面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比在擺動(dòng)方向上小。
一個(gè)旋翼槳葉片對(duì)的各兩個(gè)相互對(duì)置的旋翼槳葉片B1，B3；B2，B4越過(guò)它們的槳葉片接頭叉10，即它的接頭臂12，14在縱向方向上相互連接。在此，接頭臂12，14在它們的縱向方向上至少在一局部區(qū)域內(nèi)重疊，即在當(dāng)前情況下基本上在其整個(gè)長(zhǎng)度上。在此，相應(yīng)的旋翼槳葉片的各兩個(gè)接頭臂12，14上下相疊地延伸?；谶@種結(jié)構(gòu)以及相互連接，一個(gè)旋翼槳葉片(例如B1)的接頭臂12，14承受旋翼槳葉片對(duì)的另外一個(gè)旋翼槳葉片(例如B3)的離心力。并且離心力在旋翼?xiàng)U6旁滑過(guò)。因此在理想情況下旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的離心力對(duì)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的旋翼?xiàng)U連接結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生任何影響。
如圖1進(jìn)一步示出，第一旋翼槳葉片對(duì)的接頭臂12，14此外與第二旋翼槳葉片對(duì)的接頭臂12，14搭接或相互交叉。由此在所產(chǎn)生的交叉區(qū)域16內(nèi)有四個(gè)接頭臂上下相疊，即每個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的一個(gè)接頭臂。接頭臂12，14在交叉區(qū)域16處不僅彼此相互連接，而且與旋翼星4連接。在這個(gè)實(shí)施例中上述連接通過(guò)各一個(gè)螺栓18來(lái)實(shí)現(xiàn)，它近乎平行于旋翼軸線A穿過(guò)旋翼星4以及各個(gè)接頭臂12，14延伸。對(duì)于在圖1中示出的旋翼因此需要四個(gè)螺栓18，以便將旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4經(jīng)由它們的接頭臂12，14相互連接以及與旋翼星4連接。
這個(gè)結(jié)構(gòu)具有多功能的特征，這從下面的闡述可以看出。
在沖擊方向上彎曲軟性以及彎曲彈性的接頭臂12，14的交叉區(qū)域16與螺栓18一起在旋翼星4的各臂之間構(gòu)成了一沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2。因此各沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2位于旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的一個(gè)重疊或者交叉區(qū)域16內(nèi)。此外，每個(gè)B1，B2，B3，B4分別產(chǎn)生兩個(gè)在旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的縱向方向上彼此隔開(kāi)的沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2。因?yàn)楦鱾€(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的槳葉片接頭叉10具有兩個(gè)接頭臂12，14，所以每個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2具有兩個(gè)側(cè)向并排的鉸接區(qū)域H1a，H1b；H2a，H2b，并且每個(gè)接頭臂12，14具有兩個(gè)在徑向上彼此隔開(kāi)的螺栓18以及兩個(gè)在切向上彼此隔開(kāi)的螺栓18。當(dāng)槳葉片(在此例如B1)在沖擊方向上受載時(shí)，兩個(gè)接頭臂12，14可以在兩個(gè)徑向上隔開(kāi)的螺栓18之間變形或彎曲。在此，旋翼星4的臂同樣一起經(jīng)歷一定的變形。這一切都導(dǎo)致一個(gè)附加的軟性，這又導(dǎo)致較小的沖擊關(guān)節(jié)距離。
在圖1中附圖標(biāo)記H1和H2只適用于旋翼槳葉片B1的沖擊輔助關(guān)節(jié)。對(duì)于其它的旋翼槳葉片B2，B3，B4而言，上述內(nèi)容類(lèi)似地適用。由于這種結(jié)構(gòu)方式以及上述的旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的設(shè)置，各個(gè)具有兩個(gè)相互對(duì)置的旋翼槳葉片B1，B3；B2，B4的旋翼槳葉片對(duì)具有兩個(gè)共同的沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2并且在一定程度上具有一共同的虛擬沖擊關(guān)節(jié)。
因?yàn)樵谛碓诋?dāng)前情況下具有兩個(gè)旋翼槳葉片對(duì)，所以所有的旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4此外具有共同的沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2，它們位于一個(gè)槳葉片頸部連接區(qū)域內(nèi)，即在各個(gè)交叉區(qū)域16內(nèi)?；诮宇^臂12，14和旋翼星4的彎曲軟性，該交叉區(qū)域16也可以盡可能地與接頭臂12，14一起彎曲，在這時(shí)在彎曲線處并不產(chǎn)生過(guò)大的不穩(wěn)定性位置。為了使得接頭臂12，14在沖擊運(yùn)動(dòng)時(shí)在交叉區(qū)域內(nèi)或越過(guò)這個(gè)區(qū)域還可以簡(jiǎn)單地彈性彎曲，例如可能的時(shí)，在螺栓18的區(qū)域內(nèi)在接頭臂12，14上設(shè)置球形的支承面和/或提供相應(yīng)的中間元件。例如當(dāng)旋翼星4在沖擊方向上比較剛性時(shí)，推薦使用最后提到的結(jié)構(gòu)。
正如上面簡(jiǎn)短所述那樣，各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4在兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2的區(qū)域內(nèi)經(jīng)由旋翼星4和螺栓18與旋翼?xiàng)U6不可扭轉(zhuǎn)地連接。因此沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2的螺栓18與旋翼星一起同時(shí)用在扭矩傳遞元件。該扭矩傳遞元件在此嵌接在旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4上的一個(gè)部段上，在該部段處多個(gè)接頭臂12，14相互重疊并且至少一個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2位于此部段內(nèi)。
正如圖1中用附圖標(biāo)記20所示那樣，槳葉片頸部8此外在一區(qū)域上具有另外一個(gè)彎曲軟性和沖擊軟性的槳葉片頸部部段20，所述區(qū)域相對(duì)于旋翼半徑R以及旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的縱向方向朝著旋翼槳葉片頂端(未示出)連接到兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2的徑向外端。這個(gè)部段20附加地改善了接頭臂12，14在一沖擊運(yùn)動(dòng)中的彎曲以及變形特性。
此外要強(qiáng)調(diào)的是，在按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2或其部分用作消除離心力元件。因此各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2的螺栓18為每個(gè)接頭臂12，14構(gòu)成兩個(gè)在槳葉片縱向方向或離心力方向上彼此隔開(kāi)的接連設(shè)置的消除離心力元件。這些螺栓18接受了至少一個(gè)出現(xiàn)在旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的離心力并且將它導(dǎo)入各個(gè)接頭臂12，14中。每個(gè)離心力分支，即槳葉片接頭的每個(gè)接頭臂12，14，在離心力方向上通過(guò)各兩個(gè)螺栓18雙重支承或固定。在此完全足夠的是，但當(dāng)然不是絕對(duì)必要的是，即，兩個(gè)螺栓18或支承中的一個(gè)接受了離心力。如果第一個(gè)徑向外端的螺栓18承擔(dān)上述任務(wù)，那么在兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2之間的區(qū)域在旋翼工作過(guò)程中是沒(méi)有離心力的，這又增大了這個(gè)區(qū)域的撓度和沖擊軟性。這種構(gòu)造提供了一個(gè)有利的冗余，因?yàn)樵趦蓚€(gè)螺栓18中的一個(gè)失靈時(shí)離心力始終還可以通過(guò)第二個(gè)螺栓18接受。
此外須注意的是，在按本發(fā)明的旋翼中單個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4總共通過(guò)四個(gè)支承點(diǎn)或螺栓18支承和固定。各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4由于槳葉片接頭叉10具有兩個(gè)接頭臂12，14，它們分別具有兩個(gè)支承點(diǎn)或螺栓18。這特別是對(duì)于改善在擺動(dòng)方向的安全性很重要。一旦四個(gè)螺栓18中的一個(gè)掉落的話，各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4還可以力矩固定地固定并且仍然可以傳遞旋翼?xiàng)U6和旋翼星4的扭矩。因此一個(gè)螺栓的失靈對(duì)于飛機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的影響沒(méi)有在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)中那么嚴(yán)重，在現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中當(dāng)兩個(gè)螺栓中的一個(gè)失靈時(shí)旋翼槳葉片在擺動(dòng)方向上就不再力矩固定地支承，而是可以轉(zhuǎn)動(dòng)了?？傮w上借助于按本發(fā)明的旋翼因此可以以相對(duì)簡(jiǎn)單和有效的方式和方法實(shí)現(xiàn)一種提供高安全性的失效保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)。
因?yàn)樾順~片B1，B2，B3，B4在其沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2的區(qū)域內(nèi)相互連接，所以每個(gè)旋翼槳葉片(例如B1)的每個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2或其一部分，即螺栓18同時(shí)也構(gòu)成了至少一個(gè)另外的旋翼槳葉片(例如B3)的消除離心力元件。由此旋翼所需要的構(gòu)件數(shù)量大大減小。
每個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的接頭臂12，14在徑向方向上向外過(guò)渡到一個(gè)寬的薄板狀的梯形的基段22，其在俯視圖上觀察徑向向外縮小并且通向一個(gè)條形的遠(yuǎn)端的(即背離旋翼?xiàng)U)槳葉片頸部區(qū)域24，旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的產(chǎn)生浮力的型材區(qū)域連接到所述槳葉片頸部區(qū)域24。不僅接頭臂12，14而且基段22以及條形的遠(yuǎn)端的槳葉片頸部區(qū)域24都是扭轉(zhuǎn)軟性的，從而以簡(jiǎn)單的方式和方法可以實(shí)現(xiàn)用于無(wú)支承槳葉片角度調(diào)節(jié)的一扭轉(zhuǎn)軟性的槳葉片頸部。本身相對(duì)平坦的槳葉片頸部區(qū)域此外可以以非常簡(jiǎn)單的方式和方法空氣動(dòng)力學(xué)有利地構(gòu)造或包裹。基于這種結(jié)構(gòu)方式和情況，即，每個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的兩個(gè)接頭臂12，14從側(cè)面繞過(guò)旋翼軸線A或旋翼?xiàng)U6并且因此各螺栓18也相對(duì)于旋翼圓在切向方向上相對(duì)較遠(yuǎn)地彼此隔開(kāi)，產(chǎn)生了其它的優(yōu)點(diǎn)。
由于這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了一種旋翼槳葉片接頭，其具有比傳統(tǒng)旋翼高的擺動(dòng)剛性。在此，在擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)中在擺動(dòng)方向上輕微彈性彎曲的接頭臂12，14、螺栓18以及必要時(shí)旋翼星4的臂承擔(dān)了一擺動(dòng)關(guān)節(jié)的功能，所述旋翼星4同樣可以輕微彈性地彎曲。擺動(dòng)力矩在此通過(guò)螺栓18降低，其構(gòu)成了一個(gè)寬的支承基礎(chǔ)并且因此輕微受載。
由圖1此外得知，每個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的兩個(gè)接頭臂12，14多次向上和向下彎曲，所以兩個(gè)接頭臂12，14或其主要部分在不同的平面內(nèi)延伸。接頭臂12，14具有向下彎曲或向下形成階梯的自由端部。在附圖所示的結(jié)構(gòu)中在旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的安裝狀態(tài)下它們的接頭臂12，14因此交叉疊插，這使得旋翼轂2的總結(jié)構(gòu)高度非常小。這樣選擇交叉疊插，使得旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4位于一個(gè)共同的旋翼或旋翼槳葉片平面內(nèi)。考慮到已經(jīng)提及的特征因此可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)無(wú)支承以及無(wú)關(guān)節(jié)的旋翼，它具有一個(gè)虛擬沖擊關(guān)節(jié)、一個(gè)剛性的擺動(dòng)關(guān)節(jié)以及一個(gè)用于無(wú)支承槳葉片角度調(diào)節(jié)的扭轉(zhuǎn)軟性的槳葉片頸部。
原則上每個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的兩個(gè)接頭臂12，14也可以在一共同的平面內(nèi)或與基段和條形的槳葉片頸部區(qū)域位于同一個(gè)平面內(nèi)。這樣的實(shí)施方式在圖3中示出了，它示出了一個(gè)根據(jù)第二實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。每個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的一個(gè)接頭臂12，14的自由端部向上彎曲或形成階梯，而另外一個(gè)接頭臂的自由端部向下彎曲或形成階梯。
圖4示出了根據(jù)一個(gè)第三實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。這個(gè)變型方案大致與圖1中的類(lèi)似。但是旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的接頭臂12，14的自由端部分別構(gòu)成為叉形終端26的形式。在旋翼組裝狀態(tài)下叉形終端26位于一沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2的區(qū)域內(nèi)并且與一鄰接旋翼槳葉片的一個(gè)接頭臂12，14的位于基段22附近的條形區(qū)域相連接。通過(guò)叉形終端26可以使得位于沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2上的連接位置的支承強(qiáng)度提高并且使得旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4在安裝時(shí)的定位更加容易。
圖5示出了根據(jù)一個(gè)第四實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。這個(gè)變型方案大致與圖4中的類(lèi)似，但是在此涉及到一個(gè)具有奇數(shù)個(gè)旋翼槳葉片的旋翼，即在當(dāng)前情況下有五個(gè)旋翼槳葉片B1至B5。盡管旋翼槳葉片B1至B5并不是分別成對(duì)地準(zhǔn)確地錯(cuò)位180°對(duì)置，但是各旋翼槳葉片可以消除各個(gè)與之成一傾斜角對(duì)置的旋翼槳葉片的離心力分量。
圖6示出了根據(jù)一個(gè)第五實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的一旋翼槳葉片B1的一槳葉片接頭區(qū)域的示意性的透視圖。圖7示出了根據(jù)第五實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。特別是由圖6可以看出，在這個(gè)旋翼的旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4中兩個(gè)接頭臂12，14中的一個(gè)分成兩個(gè)上下設(shè)置的彼此隔開(kāi)的接頭臂分支14a，14b。接頭臂分支14a，14b在一定程度上上下分層設(shè)置。接頭臂分支14a，14b的自由端部向上和向下彎曲或形成階梯，并且一起形成一種接頭爪28。另外一個(gè)沒(méi)有劃分的接頭臂12還是構(gòu)成為一叉形終端26的形式。
在旋翼槳葉片的安裝狀態(tài)下(見(jiàn)圖7)一第一旋翼槳葉片對(duì)的各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的一個(gè)叉形終端26在縱向上嵌入與其恰好對(duì)置的旋翼槳葉片的上下布置的接頭臂分支14a，14b之間。并且錯(cuò)位90°布置的第二旋翼槳葉片對(duì)的旋翼槳葉片的未劃分的接頭臂12的條形的臂段穿過(guò)位于接頭臂分支14a，14b之間的叉形終端26延伸。并且與這個(gè)臂段對(duì)置的接頭臂14(具有兩個(gè)接頭臂分支14a，14b)的接頭爪28包圍第一旋翼槳葉片對(duì)的旋翼槳葉片的上面的以及下面的接頭分支。這個(gè)結(jié)構(gòu)在所有的沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2處都是相同的。
前面所述的變型方案有助于取得更好的旋翼槳葉片接頭的對(duì)稱性，并且減小了接頭剛性，因此減小了各個(gè)旋翼槳葉片的沖擊剛性。這首先是通過(guò)在沖擊方向上總體上較小的單個(gè)接頭臂分支14a，14b的彎曲剛性以及由此引起的接頭臂14較小的總體彎曲剛性引起。沒(méi)有劃分的接頭臂具有一個(gè)相比較而言大的多的彎曲剛性。
圖8示出根據(jù)一個(gè)第六實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。這個(gè)變型方案大致與圖1，4，7中的類(lèi)似。但是從圖8可以清楚看出，一個(gè)旋翼槳葉片對(duì)的相互對(duì)置的旋翼槳葉片B1，B3；B2，B4的接頭臂12，14側(cè)向并排錯(cuò)位設(shè)置。在所有旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的接頭臂12，14的各個(gè)交叉區(qū)域或重疊區(qū)域16內(nèi)始終只有兩個(gè)接頭臂12，14重疊設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)此外導(dǎo)致，為了將所有接頭臂12，14相互連接以及與旋翼星4連接，以及為了將扭矩從旋翼星4傳遞到螺栓18上，需要總共八個(gè)支承點(diǎn)或螺栓18。此外在這個(gè)變型方案中一個(gè)接頭臂12與梯形的基段22以及遠(yuǎn)端的條形槳葉片頸部區(qū)域24處于同一個(gè)平面內(nèi)。另外一個(gè)接頭臂14相對(duì)于這個(gè)平面分成多個(gè)部段向下(向上同樣也是可以的)彎曲或形成階梯。這個(gè)實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)是在重疊區(qū)域或交叉區(qū)域16內(nèi)的較小高度以及由此引起的較大的彎曲軟性，對(duì)應(yīng)于旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的軟的沖擊特性。
圖9示出根據(jù)一個(gè)第七實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。在這個(gè)變型方案中各兩個(gè)旋翼槳葉片B1，B3；B2，B4錯(cuò)位180°恰好對(duì)置，旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的各自的接頭臂12，14連貫地構(gòu)成，即沒(méi)有中斷。由此通過(guò)接頭臂12，14構(gòu)成的離心力分支同樣是連貫的。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，一個(gè)旋翼槳葉片(例如B1)的有害的離心力直接通過(guò)對(duì)置的旋翼槳葉片(例如B3)降低了。同時(shí)各個(gè)旋翼槳葉片對(duì)B1，B3；B2，B4具有兩個(gè)共同的沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2和一個(gè)共同或不同的虛擬沖擊關(guān)節(jié)。
旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的這種沖擊軟性的接頭也是這樣獲得的，即，接頭臂12，14還可以在沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2之間再?gòu)澢淮?。這導(dǎo)致在接頭區(qū)域內(nèi)較大的軟性。此外這個(gè)結(jié)構(gòu)相當(dāng)平。相對(duì)于其它上述的實(shí)施例，旋翼星4的固定點(diǎn)不是直接嵌接在沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2上，而是在一個(gè)轉(zhuǎn)過(guò)45°的位置上。該位置分別位于各個(gè)旋翼槳葉片對(duì)B1，B3；B2，B4的所涉及的接頭臂12，14的一個(gè)分支的中間部分上。
圖10示出根據(jù)一個(gè)第八實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。這個(gè)旋翼具有四個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4。在這個(gè)變型方案中各個(gè)旋翼槳葉片不具有含有至少兩個(gè)接頭臂的槳葉片接頭叉，而是分別具有一個(gè)單獨(dú)的槳葉片接頭臂30。這個(gè)旋翼在這個(gè)情況下不僅在沖擊方向上而且在擺動(dòng)方向上彎曲軟性地構(gòu)成。在附圖中可以清楚看出，各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的單個(gè)槳葉片接頭臂30在旋翼軸線A旁邊延伸并且在它旁邊經(jīng)過(guò)。一個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的單個(gè)槳葉片接頭臂30以其一個(gè)端部區(qū)域分別與一個(gè)鄰接的同樣構(gòu)成的旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的槳葉片接頭臂30的一個(gè)中間部段32連接。這種連接與上述實(shí)施例一樣通過(guò)各一個(gè)螺栓18實(shí)現(xiàn)。各個(gè)單個(gè)槳葉片接頭臂30的位于各螺栓18之間的部段圍繞旋翼軸線A或旋翼?xiàng)U6構(gòu)成了一個(gè)四邊形。
由于上述的構(gòu)造方式，因此每個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4具有兩個(gè)在旋翼槳葉片縱向方向上彼此隔開(kāi)的固定點(diǎn)。旋翼星4的臂也嵌接在這些固定點(diǎn)上，這些固定點(diǎn)分別是兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2，在它們之間設(shè)置了虛擬的沖擊關(guān)節(jié)并且在它們之間槳葉片頸部8在沖擊運(yùn)動(dòng)中可以彎曲彈性地和弧形地變形。因?yàn)楦鱾€(gè)單個(gè)槳葉片接頭臂30在擺動(dòng)方向上也是彎曲軟性的，所以各個(gè)旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)H1，H2同時(shí)也構(gòu)成了兩個(gè)在旋翼槳葉片的徑向縱向方向上彼此隔開(kāi)的擺動(dòng)輔助關(guān)節(jié)，在它們之間設(shè)置一個(gè)虛擬的擺動(dòng)關(guān)節(jié)并且在它們之間槳葉片頸部8在旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)中可以彎曲彈性地和弧形地變形。
在旋翼槳葉片B1，B2，B3，B4的連接位置的螺栓18在此同時(shí)用作轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，它使得所涉及的單個(gè)槳葉片接頭臂30在沖擊方向上的彎曲變得容易。在圖10中一個(gè)擺動(dòng)的旋翼槳葉片通過(guò)一條虛線表示。與上述實(shí)施例中的實(shí)施方式不同，這個(gè)旋翼是擺動(dòng)軟性的，因此不大適合翻轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)。
圖11示出了一個(gè)根據(jù)一個(gè)第九實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。這個(gè)變型方案基本對(duì)應(yīng)于圖10的方案，但是它實(shí)施成三槳葉片旋翼。各個(gè)單個(gè)槳葉片接頭臂30的位于各螺栓18之間的部段圍繞旋翼軸線A或旋翼?xiàng)U構(gòu)成了一個(gè)等邊三角形。
圖12和13示出了根據(jù)一個(gè)第十、第十一實(shí)施例的按本發(fā)明旋翼的示意性的透視俯視圖。這個(gè)變型方案基本對(duì)應(yīng)于圖10，11的方案，但是它實(shí)施成二槳葉片旋翼。這需要例如兩個(gè)將單個(gè)槳葉片接頭臂30相互連接的附加的橫向連接元件34(見(jiàn)圖12)用于將旋翼槳葉片B1，B2不可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到旋翼?xiàng)U6上或一個(gè)或多個(gè)上下設(shè)置的、具有合適的彼此隔開(kāi)的固定點(diǎn)的旋翼轂薄板36上(見(jiàn)圖13)。
在上述實(shí)施例中描述的按本發(fā)明的旋翼應(yīng)用在具有一個(gè)或多個(gè)旋翼的飛機(jī)中，特別是直升機(jī)中。根據(jù)圖1和圖3-10所述的變型方案由于高的擺動(dòng)剛性特別是適合于翻轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)或翻轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，它們只用作對(duì)本發(fā)明核心構(gòu)思的一般解釋。在保護(hù)范圍的范圍內(nèi)按本發(fā)明旋翼還可以采取與上述具體描述的實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)形式。旋翼在此特別是具有這樣的特征，即所述實(shí)施例特征的組合。雖然在實(shí)施例中只探討了多槳葉片旋翼，但是按本發(fā)明的原理同樣適合于單槳葉片旋翼或具有1至n(1...n)旋翼槳葉片的旋翼。在一個(gè)按本發(fā)明的旋翼中虛擬沖擊以及擺動(dòng)關(guān)節(jié)此外可以重合。沖擊輔助關(guān)節(jié)也可以實(shí)施成空間關(guān)節(jié)，其可以具有真實(shí)的和/或虛擬的關(guān)節(jié)。
在按本發(fā)明的旋翼中取決于各個(gè)旋翼轂的構(gòu)造以及各個(gè)旋翼?xiàng)U連接，旋翼?xiàng)U在軸向方向上也可以終止于旋翼槳葉片平面的下方或接頭臂的下方。然而接頭臂此外可以在側(cè)面在旋翼軸線附近或圍繞旋翼軸線延伸。此外在本發(fā)明的意義上也可以的是，將基段22構(gòu)造成非常狹長(zhǎng)，并且允許各接頭臂以一個(gè)非常小的側(cè)向距離并排延伸。此外可以的是，在各接頭臂之間的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)軟性的彈性的中間填充，例如一種彈性的泡沫塑料或類(lèi)似物，它不阻止接頭臂的變形并且附加地也承擔(dān)包裹、支承以及加固的功能。
原則上也可以替代螺栓使用其它的合適的連接件或消除離心力元件，例如一個(gè)在各個(gè)接頭臂和/或旋翼星或旋翼轂薄板之間的整體連接件或一個(gè)圍繞旋翼?xiàng)U和/或一個(gè)旋翼轂薄板的旋翼槳葉片接頭環(huán)。這個(gè)環(huán)特別是可以這樣簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，即，槳葉片接頭叉的兩個(gè)接頭臂例如在旋翼?xiàng)U后面匯成一個(gè)環(huán)并且彼此整體連接。
在上述實(shí)施例中設(shè)置在沖擊輔助關(guān)節(jié)區(qū)域內(nèi)的螺栓承擔(dān)了多重功能。特別是它們與各個(gè)重疊的或交叉的槳葉片接頭區(qū)域一起構(gòu)成了沖擊輔助關(guān)節(jié)并且同時(shí)接受了作用在旋翼槳葉片上的離心力。但也是可以的是，將各個(gè)功能分離。例如可能的是，各個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)無(wú)離心力地以及無(wú)螺栓地構(gòu)成并且通過(guò)一個(gè)支承槳葉片頸部的支承裝置與彎曲軟性的接頭臂共同作用而構(gòu)成。例如在槳葉片頸部上側(cè)的以及下側(cè)的支承元件或夾緊元件可以用作支承裝置。它們例如可以構(gòu)成為支承導(dǎo)輪、球形支承元件、彈性?shī)A緊元件和類(lèi)似物。這種沖擊輔助關(guān)節(jié)不可以接受離心力。這例如可以通過(guò)一個(gè)螺栓進(jìn)行補(bǔ)償，它僅僅起消除離心力的作用，但不再承擔(dān)任何沖擊輔助關(guān)節(jié)的功能。在此可以的是，螺栓軸線不是垂直地設(shè)置，而是水平地或與旋翼圓平面成一角度。
在權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)以及附圖中使用的附圖標(biāo)記只用作更好地理解本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
附圖標(biāo)記列表2 旋翼轂4 旋翼星6 旋翼?xiàng)U8 彎曲以及沖擊軟性的槳葉片頸部10槳葉片接頭叉1210的接頭臂1410的接頭臂14a 14的接頭臂分支14b 14的接頭臂分支16交叉或重疊區(qū)域18螺栓20附加的彎曲軟性的、沖擊軟性的槳葉片頸部部段22基段24遠(yuǎn)端的槳葉片頸部區(qū)域26叉形終端28接頭爪30單個(gè)槳葉片接頭臂3230的中間部段34橫向連接元件36旋翼轂薄板(n)142 結(jié)構(gòu)元件144 旋翼轂側(cè)的槳葉片接頭146 槳葉片頸部148 螺栓150 控制袋A 旋翼軸線B1旋翼槳葉片B2旋翼槳葉片B3旋翼槳葉片
B4 旋翼槳葉片B5 旋翼槳葉片H1 沖擊輔助關(guān)節(jié)H1a H1的關(guān)節(jié)區(qū)域H1b H1的關(guān)節(jié)區(qū)域H2 沖擊輔助關(guān)節(jié)H2a H1的關(guān)節(jié)區(qū)域H2b H1的關(guān)節(jié)區(qū)域DS 虛擬的沖擊關(guān)節(jié)距離R旋翼半徑
權(quán)利要求
1.旋翼，其具有至少一個(gè)可以連接到一旋翼轂(2)上的旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4；B5)，其具有一個(gè)帶有一虛擬沖擊關(guān)節(jié)的槳葉片頸部(8)，所述虛擬沖擊關(guān)節(jié)是一個(gè)彎曲軟性的、彎曲彈性的槳葉片頸部部段，其中在槳葉片頸部(8)的一槳葉片接頭區(qū)域(12，14；16；30，32)內(nèi)設(shè)置兩個(gè)相對(duì)一旋翼半徑(R)在旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4；B5)的徑向縱向方向上彼此隔開(kāi)的沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)，在它們之間基本設(shè)置所述虛擬沖擊關(guān)節(jié)并且槳葉片頸部(8)在沖擊運(yùn)動(dòng)時(shí)可以在它們之間彎曲彈性和弧形地變形。
2.如權(quán)利要求1所述的旋翼，其特征在于，槳葉片頸部(8)在一區(qū)域內(nèi)具有另外一個(gè)彎曲軟性的特別是沖擊軟性的槳葉片頸部區(qū)域(22)，所述區(qū)域相對(duì)于旋翼半徑(R)以及旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4；B5)的縱向方向朝著旋翼槳葉片頂端連接到兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)的徑向外端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋翼，其特征在于，它是一個(gè)無(wú)關(guān)節(jié)旋翼，它除了具有虛擬沖擊關(guān)節(jié)外還具有一彎曲軟性的、彎曲彈性的槳葉片頸部區(qū)域(30)形狀的虛擬擺動(dòng)關(guān)節(jié)。
4.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，它是一個(gè)無(wú)支承以及無(wú)關(guān)節(jié)的旋翼，它具有一個(gè)虛擬沖擊關(guān)節(jié)、一個(gè)虛擬的擺動(dòng)關(guān)節(jié)以及一個(gè)用于無(wú)支承槳葉片角度調(diào)節(jié)的扭轉(zhuǎn)軟性的槳葉片頸部(12，14，22，24)。
5.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，沖擊關(guān)節(jié)距離大于等于0(≥0)。
6.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，沖擊關(guān)節(jié)距離小于0(＜0)，為負(fù)值。
7.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，虛擬沖擊關(guān)節(jié)位于旋翼槳葉片(8)的一處于兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)之間的區(qū)域內(nèi)。
8.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)同時(shí)也構(gòu)成了兩個(gè)在旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4)的徑向縱向方向上彼此隔開(kāi)的擺動(dòng)輔助關(guān)節(jié)，在它們之間設(shè)置一個(gè)虛擬的擺動(dòng)關(guān)節(jié)并且在它們之間槳葉片頸部(8；30)在旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)中可以彎曲彈性地和弧形地變形。
9.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，擺動(dòng)關(guān)節(jié)是擺動(dòng)剛性的。
10.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，至少一個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)(18)。
11.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，至少一個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)由槳葉片頸部(8)的一個(gè)彎曲軟性的、彎曲彈性的部段(12，14)構(gòu)成。
12.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，至少一個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)通過(guò)一個(gè)在沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)區(qū)域內(nèi)支承槳葉片頸部(8)的支承裝置構(gòu)成。
13.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4；B5)的旋翼，其特征在于，至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4；B5)在它們各自的槳葉片頸部(8；12，14)區(qū)域內(nèi)彼此連接。
14.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4；B5)的旋翼，其特征在于，至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4；B5)具有共同的沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)，它們位于一個(gè)共同的槳葉片連接區(qū)域(16，18)內(nèi)。
15.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4)，它們相對(duì)于旋翼圓分別錯(cuò)位大約180°對(duì)置并且構(gòu)成一旋翼槳葉片對(duì)(B1，B3；B2，B4)，其特征在于，各旋翼槳葉片對(duì)(B1，B3；B2，B4)具有兩個(gè)共同的沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)和一個(gè)共同的虛擬沖擊關(guān)節(jié)。
16.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4)的旋翼，其特征在于，各個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4)的槳葉片頸部的包含兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)以及位于它們之間的虛擬沖擊關(guān)節(jié)的槳葉片接頭區(qū)域是一個(gè)單個(gè)的槳葉片接頭臂(30)；各個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4)的單個(gè)槳葉片接頭臂(30)在旋翼軸線(A)側(cè)面旁邊延伸并經(jīng)過(guò)它，并且與各個(gè)附近的同樣構(gòu)成的旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4)的一個(gè)中間部段(32)連接。
17.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，槳葉片頸部(8)的包含兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)以及位于它們之間的虛擬沖擊關(guān)節(jié)的槳葉片接頭區(qū)域構(gòu)成為一個(gè)具有兩個(gè)消除離心力的接頭臂(12，14)的槳葉片接頭叉(10)。
18.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，在朝旋翼圓平面方向看時(shí)，旋翼軸線(A)在至少兩個(gè)接頭臂(12，14)之間延伸。
19.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片的旋翼，其特征在于，旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)經(jīng)由它們的接頭臂(12，14)相互連接。
20.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，一旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的至少兩個(gè)接頭臂(12，14)中的至少一個(gè)具有一個(gè)構(gòu)成為叉形終端(26)的臂端部，它嵌入一個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)的區(qū)域內(nèi)并且與另外一個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的一個(gè)接頭臂(12，14)的一接頭臂區(qū)域連接(18)。
21.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片的旋翼，其特征在于，至少一個(gè)接頭臂(14)劃分成至少兩個(gè)上下設(shè)置的接頭臂分支(14a，14b)。
22.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的旋翼，其特征在于，至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)經(jīng)由它們的槳葉片接頭叉(10)相互連接，并且各一個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的槳葉片接頭叉(10)的至少一個(gè)局部區(qū)域(12，14；14a，14b)接受另外一個(gè)旋翼漿葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的離心力。
23.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的旋翼，其特征在于，至少兩個(gè)經(jīng)由它們的槳葉片接頭叉(10)相互連接的旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的接頭臂(12，14)至少在局部區(qū)域內(nèi)重疊(16)。
24.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)，其特征在于，各沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)位于至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的接頭臂(12，14；14a，14b)的一重疊區(qū)域內(nèi)。
25.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，一旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的至少兩個(gè)接頭臂(12，14)在不同的平面內(nèi)延伸。
26.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，接頭臂(12，14；14a，14b)是條形或薄板形的。
27.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，至少一個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)在兩個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)的區(qū)域內(nèi)通過(guò)一個(gè)扭矩傳遞元件(4；18)與一個(gè)旋翼?xiàng)U(6)不可扭轉(zhuǎn)地連接。
28.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的旋翼，其特征在于，扭矩傳遞元件(18)嵌接在旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)上的一個(gè)部段(16)上，在該部段處多個(gè)接頭臂(12，14)相互重疊(16)并且至少一個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)位于該部段內(nèi)。
29.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，扭矩傳遞元件(4)在至少一個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的沖擊方向上是彎曲軟性的。
30.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)在槳葉片接頭區(qū)域(12，14；16；30)內(nèi)具有至少兩個(gè)在縱向或離心力方向上彼此隔開(kāi)的消除離心力元件(18)，至少它們中的一個(gè)(18)在旋翼工作過(guò)程中接受出現(xiàn)在旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)上的離心力。
31.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼，其特征在于，兩個(gè)在旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)縱向上彼此隔開(kāi)的沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)中的至少一個(gè)或它的一部分(18)是一消除離心力元件。
32.如上述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的具有至少兩個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的旋翼，其特征在于，旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)在其沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)區(qū)域內(nèi)彼此連接，并且各一個(gè)旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的至少每一個(gè)沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)或它的一部分(18)構(gòu)成為至少一個(gè)另外的旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的消除離心力元件。
33.旋翼飛機(jī)，特別是直升機(jī)，特別是翻轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)，其具有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1-32中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的旋翼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋翼，其具有至少一個(gè)可以連接到一旋翼轂(2)上的旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)，其分別具有一個(gè)帶有一虛擬沖擊關(guān)節(jié)的槳葉片頸部(8)，所述虛擬沖擊關(guān)節(jié)的形狀是一個(gè)彎曲軟性的、彎曲彈性的槳葉片頸部部段的形式，其中在槳葉片頸部(8)的一槳葉片接頭區(qū)域(12，14；16；30，32)內(nèi)設(shè)置兩個(gè)相對(duì)一旋翼半徑(R)在旋翼槳葉片(B1，B2，B3，B4，B5)的徑向縱向方向上彼此隔開(kāi)的沖擊輔助關(guān)節(jié)(H1，H2)，基本在它們之間設(shè)置所述虛擬沖擊關(guān)節(jié)并且槳葉片頸部(8)在沖擊運(yùn)動(dòng)時(shí)可以在它們之間彎曲彈性和弧形地變形。旋翼飛機(jī)，特別是直升機(jī)，特別是翻轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)，具有至少一個(gè)這樣的旋翼。
文檔編號(hào)B64C27/32GK1774366SQ200480009228
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
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