翼型構(gòu)件和優(yōu)化芯部加固的翼型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種翼型構(gòu)件，該翼型構(gòu)件可具有根端部、梢端部、前緣和后緣。該翼型構(gòu)件可包括上部蒙皮、下部蒙皮和復(fù)合芯部構(gòu)件，該復(fù)合芯部構(gòu)件具有多個(gè)單元，單元的上表面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)粘結(jié)到上部蒙皮，單元的下表面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)粘結(jié)到下部蒙皮。復(fù)合芯部可具有隔壁層，隔壁層嵌入到形成復(fù)合芯部的單元中，隔壁層構(gòu)造為提供翼型構(gòu)件的定制特性。
【專利說(shuō)明】翼型構(gòu)件和優(yōu)化芯部加固的翼型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特性的方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合旋翼槳葉以及一種制造所述復(fù)合旋翼槳葉的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)旋翼槳葉包括翼梁構(gòu)件，該翼梁構(gòu)件構(gòu)造為用于為旋翼槳葉提供主要的結(jié)構(gòu)整體性。例如，翼梁構(gòu)件通常需要用于抵抗動(dòng)力操作負(fù)荷，如空氣動(dòng)力學(xué)負(fù)荷、慣性負(fù)荷和離心負(fù)荷。然而，通常必須在與其他旋翼槳葉構(gòu)件組裝前單獨(dú)地對(duì)翼梁構(gòu)件進(jìn)行固化，這樣可能會(huì)提高制造成本。此外，翼梁構(gòu)件僅僅是旋翼槳葉本體的一部分，因此，為了將翼梁構(gòu)件和旋翼槳葉本體的其余部分和蒙皮之間的結(jié)構(gòu)負(fù)荷路徑一體化，必須做出相當(dāng)大的努力。
[0003]因此，存在改善旋翼槳葉中的結(jié)構(gòu)效率以及降低與旋翼槳葉的制造相關(guān)的費(fèi)用的需求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]在所附權(quán)利要求中闡述了本申請(qǐng)的實(shí)施方式的被認(rèn)為具有新穎性的特征。然而，通過(guò)參考下列詳細(xì)說(shuō)明當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)將最佳地理解實(shí)施方式本身和應(yīng)用的優(yōu)選模式及其另外的目的和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0005]圖1是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的具有旋翼槳葉的旋翼飛行器的側(cè)視圖；
[0006]圖2是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的旋翼槳葉的俯視圖；
[0007]圖3是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的沿圖2中的剖切線3-3截取的旋翼槳葉的橫截面圖；
`[0008]圖4是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的旋翼槳葉的分解圖；
[0009]圖5是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的旋翼槳葉的部分移除的細(xì)節(jié)圖；
[0010]圖6是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的沿圖5中的剖切線6-6截取的旋翼槳葉的橫截面圖；
[0011]圖7是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的部分分解示意圖；
[0012]圖8是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的示意圖；
[0013]圖9是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的在定制芯部中的纖維定向的局部視圖；
[0014]圖10是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的在定制芯部中的纖維定向的局部視圖；
[0015]圖11是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的部分分解示意圖；
[0016]圖12是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的部分分解示意圖；
[0017]圖13是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的部分分解示意圖；
[0018]圖14是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的部分分解示意圖；
[0019]圖15是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的部分分解示意圖；
[0020]圖16是根據(jù)說(shuō)明性的實(shí)施方式的制造定制芯部的方法的部分分解示意圖；以及
[0021]圖17是根據(jù)本申請(qǐng)的說(shuō)明性的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意性方框圖。【具體實(shí)施方式】
[0022]下面描述設(shè)備和方法的說(shuō)明性的實(shí)施方式。為了清晰性的目的，在本說(shuō)明中可能不對(duì)實(shí)際實(shí)施的所有特征做出描述。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，在任何這種實(shí)際實(shí)施方式的研發(fā)中，很多根據(jù)實(shí)施而特定的決定必須針對(duì)實(shí)現(xiàn)研發(fā)者的特定目標(biāo)而做出，如順從系統(tǒng)相關(guān)的和商務(wù)相關(guān)的約束條件，所述約束條件會(huì)在不同實(shí)施之間有所不同。此外，應(yīng)理解的是，這樣的研發(fā)努力可能會(huì)是復(fù)雜的并且耗時(shí)的，但無(wú)論如何對(duì)于已受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是例行工作。
[0023]在本說(shuō)明中，可參考各個(gè)部件之間的空間關(guān)系，并且可參考部件的不同方位的空間定向，如在附圖中所示裝置。然而，如本領(lǐng)域那些技術(shù)人員在完整閱讀本申請(qǐng)之后會(huì)意識(shí)到的，在此描述的裝置、構(gòu)件、設(shè)備等能夠以任意期望的定向來(lái)定位。因此，諸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”的術(shù)語(yǔ)或類似的用于描述在各個(gè)部件之間的空間關(guān)系或用于描述這樣的部件的方位的空間定向的術(shù)語(yǔ)的使用應(yīng)當(dāng)被理解為分別用于描述在部件之間的相對(duì)關(guān)系或這些部件的方位的空間定向，因?yàn)樵诖怂枋龅难b置能夠以任意期望的方向來(lái)定向。
[0024]本申請(qǐng)的一個(gè)說(shuō)明性的實(shí)施方式包括旋翼槳葉，所述旋翼槳葉具有主要復(fù)合芯部的本體部。另一說(shuō)明性的實(shí)施方式包括一種制造旋翼槳葉的方法。再一說(shuō)明性的實(shí)施方式包括一種定制使用在旋翼槳葉中的復(fù)合芯部的方法。
[0025]參考圖1，示出了旋翼飛行器101。旋翼飛行器101包括機(jī)身103、起落裝置105、尾部構(gòu)件107、旋翼系統(tǒng)109和多個(gè)旋翼槳葉201。應(yīng)理解的是，旋翼飛行器101僅是可實(shí)施在此公開的設(shè)備和方法的多種飛行器的說(shuō)明性例子。其他飛行器實(shí)施例可包括混合式飛行器、傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器、無(wú)人飛行器、旋翼機(jī)和多種直升機(jī)構(gòu)造，僅舉出了幾個(gè)例子。此外，在此公開的方法可實(shí)施為設(shè)計(jì)和制造用于多種飛行器結(jié)構(gòu)實(shí)施例的復(fù)合芯部，舉例而言，如飛行器推進(jìn)器和機(jī)翼。更進(jìn)一步地，在此公開的方法可實(shí)施為設(shè)計(jì)和制造在非飛行器實(shí)施例中的芯部加固結(jié)構(gòu)，舉例而言，如空間結(jié)構(gòu)、船只結(jié)構(gòu)、水下結(jié)構(gòu)、通用運(yùn)輸交通工具結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0026]現(xiàn)在還參考圖2，示出了示例性旋翼槳葉201。旋翼槳葉201具有根端部203和梢端部205，根端部203和梢端部205在其之間限定了縱向軸線。旋翼槳葉201還具有前緣207和后緣209，前緣207和后緣209在其之間限定了弦向軸線。應(yīng)理解的是，旋翼槳葉201僅為說(shuō)明性的，并且旋翼槳葉201的可替代實(shí)施方式能夠構(gòu)造成各形狀和尺寸。例如，旋翼槳葉201的一個(gè)實(shí)施方式可包括一定量的內(nèi)置扭曲部。
[0027]在運(yùn)行期間，旋翼槳葉201受到多種負(fù)荷，旋翼槳葉的設(shè)計(jì)必須適于這些負(fù)荷。例如，旋翼飛行器101可產(chǎn)生離心力(由方向箭頭211示意性示出)、如超前/滯后(lead/lag)負(fù)荷的面內(nèi)負(fù)荷(由方向箭頭213示意性示出)、如撲翼負(fù)荷的面外負(fù)荷(在圖1中由方向箭頭215示意性示出)、和旋翼槳葉201的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，如繞俯仰改變軸線217的扭曲。應(yīng)理解的是，即使軸線217示出為俯仰改變軸線，軸線217也可以擴(kuò)展地是翼展方向的軸線。通常，前述動(dòng)力負(fù)荷引起應(yīng)力和應(yīng)變，在常規(guī)旋翼葉片中主要通過(guò)常規(guī)翼梁(如D形翼梁)來(lái)抵抗所述應(yīng)力和應(yīng)變。然而，旋翼槳葉201被獨(dú)特地構(gòu)造為能夠去除翼梁，因?yàn)槿绱颂庍M(jìn)一步所討論的，芯部部分定制為結(jié)合蒙皮構(gòu)件抵抗動(dòng)力負(fù)荷。此外，常規(guī)芯部是均質(zhì)的；然而，旋翼槳葉201包括沿弦向、縱向方向和面外方向中的至少一個(gè)方向定制的芯部。如在此進(jìn)一步討論的，芯部的定制可通過(guò)改變芯部的作為弦向位置、縱向位置和面外位置的函數(shù)的一個(gè)或多個(gè)物理或材料特性來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0028]現(xiàn)在也參考圖3和4，旋翼葉片201可包括上部蒙皮219、下部蒙皮221、芯構(gòu)部件223和磨損帶225。上部蒙皮219和下部蒙皮221可以是在一個(gè)或多個(gè)工具上被組合和固化的復(fù)合層組合件。上部蒙皮219和下部蒙皮221可以具有由具體的實(shí)施而定的不同的厚度和材料疊層。在所示實(shí)施方式中，上部蒙皮219和下部蒙皮221是“結(jié)構(gòu)蒙皮”，因?yàn)樯喜棵善?19和下部蒙皮221與芯構(gòu)部件223和磨損帶225共同起結(jié)構(gòu)組合件的作用。上部蒙皮219、下部蒙皮221、芯構(gòu)部件223和磨損帶225優(yōu)選在單個(gè)的粘結(jié)循環(huán)中粘結(jié)在一起。優(yōu)選的是，為了重量效率，芯部構(gòu)件223借助于網(wǎng)狀粘合劑粘結(jié)到上部蒙皮219和下部蒙皮221。在圖示實(shí)施方式中，芯部構(gòu)件223包括大型的單元碳芯部；然而，芯部構(gòu)件223的精確的尺寸、形狀和材料是視具體實(shí)施而定的。此外，芯部構(gòu)件223在此示出為六角形蜂窩狀芯部；然而，在此公開的內(nèi)容不限制于六角形芯部，其他芯部形狀也是可以實(shí)施的。
[0029]芯部構(gòu)件223被獨(dú)特地定制為具有必須經(jīng)得住由旋翼槳葉201在運(yùn)行期間經(jīng)受的負(fù)荷的局部的和整體的性能。相對(duì)地，常規(guī)旋翼槳葉可具有用于加固旋翼槳葉的一個(gè)或多個(gè)部分的芯部，但該芯部是均質(zhì)的并且缺少定制。因此，通常需要常規(guī)的翼梁為常規(guī)旋翼槳葉提供結(jié)構(gòu)整體性。芯部構(gòu)件223可制造為多個(gè)堆疊的基于條帶的波狀元件，或者制造為基于單個(gè)單元的元件的陣列，或者制造為二者的組合。關(guān)于芯部構(gòu)件223制造為基于單個(gè)單元的元件的陣列，參見美國(guó)專利申請(qǐng)13/260，690，該專利作為美國(guó)專利申請(qǐng)公開文件US2012/0021165而被公開，其內(nèi)容在此通過(guò)參弓I并入本文。芯部構(gòu)件223可通過(guò)利用復(fù)合的、單向的、偏斜的和三軸向的材料的特征，使用與它們?cè)谛順~201中的布置相結(jié)合的它們的單獨(dú)的和組合的物理和機(jī)械性能來(lái)定制。此外，芯部構(gòu)件223可通過(guò)下述方式來(lái)定制:纖維選擇、纖維束尺寸或縫隙寬度、纖維束或束間隔、纖維束或束角度、纖維的混合、材料鋪層的厚度和/或通過(guò)條帶方向或沒(méi)有條帶方向。此外，可以通過(guò)任意上述變量控制芯部單元的螺旋形部件進(jìn)行定制，或者通過(guò)在螺旋形芯部單元部件之間添加類似定制的沿特定方向的波狀鋪層來(lái)進(jìn)行定制，或者可替代地通過(guò)單獨(dú)地或成組地包裹或包封螺旋形芯部單元部件來(lái)進(jìn)行定制，以便進(jìn)一步定制芯部構(gòu)件223的機(jī)械和物理性能。這些變量的任意組合可被用于產(chǎn)生方向穩(wěn)定性(強(qiáng)度和/或剛度)、提高抗剪能力、以及定制旋翼槳葉201的一般性能。更為明確的是，旋翼槳葉201的可借助于定制芯部構(gòu)件223而控制的一般性能是抗扭剛度、梁剛度、弦剛度和頻率排布。芯部構(gòu)件223的定制也可用于提高影響物理性能的能力，所述物理性能為如質(zhì)心、質(zhì)量分布、關(guān)于中軸的梁剛度和弦剛度(其也可以影響頻率排布)。
[0030]芯部構(gòu)件223的定制能夠?qū)崿F(xiàn)為了在旋翼槳葉201中的弦/梁/扭轉(zhuǎn)性能而定制芯部邊緣。此外，芯部構(gòu)件223的定制能夠?qū)崿F(xiàn)利用纖維偏斜類型對(duì)在上部蒙皮219與下部蒙皮221之間的剪切能量進(jìn)行方向定制。此外，芯部構(gòu)件223的定制允許通過(guò)選擇芯部構(gòu)件223的角/間隔/條帶方向來(lái)選擇性地控制旋翼槳葉201的扭轉(zhuǎn)性能。芯部構(gòu)件223的定制可以實(shí)現(xiàn)改善的質(zhì)量平衡和調(diào)諧機(jī)會(huì)，因?yàn)榕c在使用均質(zhì)芯部的常規(guī)旋翼槳葉中使用均勻性能相反，性能能夠沿任何工程方向?qū)崿F(xiàn)。此外，芯部構(gòu)件223的定制提高了使用傳統(tǒng)的“L形”和“W形”條帶方向的能力,但也從定制組合在材料等級(jí)、闊綢(broadgoods)等級(jí)、芯部結(jié)構(gòu)和槳葉結(jié)構(gòu)等級(jí)方面獲得了額外的優(yōu)點(diǎn)。[0031]具體到旋翼槳葉，芯部構(gòu)件223的偏斜類型提供了改善的抗剪能力，并且能夠?qū)崿F(xiàn)冗余的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷路徑。在這樣的旋翼槳葉中，整個(gè)芯部構(gòu)件223提供了改善的抗剪能力和冗余的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷能力，這樣能夠消除對(duì)于傳統(tǒng)的內(nèi)部翼梁構(gòu)件的需求。
[0032]現(xiàn)在還參照?qǐng)D5和6，示出了為了提供旋翼槳葉201中的特定的機(jī)械性能或特性而對(duì)芯部構(gòu)件223進(jìn)行定制的一個(gè)示例。上部蒙皮219和下部蒙皮221可具有鋪層遞減(plydrop-off )，如沿旋翼槳葉201縱向延伸的鋪層遞減231和233。為了對(duì)抗來(lái)自鋪層遞減231和233的潛在應(yīng)力升高，可以將隔壁235和237定位在芯部構(gòu)件223內(nèi)，以提高芯部構(gòu)件223在鋪層遞減231和233的區(qū)域中的強(qiáng)度/剛度。如果芯部構(gòu)件223是傳統(tǒng)的均質(zhì)芯部，那么整個(gè)芯部會(huì)不得不過(guò)大以抵抗鋪層遞減的應(yīng)力升高，因而導(dǎo)致非定制芯部?jī)A向于在靠近后緣部分處過(guò)剛硬，并且不利地將旋翼槳葉的重心向后緣移動(dòng)。類似地，隔壁239、241和243可以如所示地大致地定位在期望提供附加的強(qiáng)度以用于承受朝向槳葉附連孔245a和245b的面內(nèi)負(fù)荷張力。隔壁235、237、239、241和243可以是一個(gè)或多個(gè)負(fù)荷材料鋪層。隔壁的纖維定向、厚度等全部可以為旋翼槳葉201進(jìn)行特殊定制。隔壁241、243和247尤其適于與基于單元的芯部一起使用，然而隔壁235尤其適于與基于條帶的芯部一起使用。隔壁237即可以用在基于單元的芯部也可以用在基于條帶的芯部中。
[0033]在定制的芯部構(gòu)件223的另一個(gè)實(shí)施例中，被附上的隔壁247可用于包封形成定制特性的局部區(qū)域的多個(gè)單元并且增加形成定制特性的局部區(qū)域的多個(gè)單元周圍的強(qiáng)度。
[0034]參照?qǐng)D7-16，示意性示出了制造定制芯部構(gòu)件223的方法。參照?qǐng)D7，可以通過(guò)與復(fù)合材料的波狀層進(jìn)行粘合劑粘結(jié)或共固化而將例如隔壁235和239的橫向穿過(guò)的隔壁構(gòu)建在芯部構(gòu)件223中，芯部構(gòu)件223也可以被稱為基于條帶的芯部。而且，隔壁237、241和243能夠以這種方法被結(jié)合到芯部構(gòu)件223中。參照?qǐng)D8，如隔壁237、241、243和247的隔壁也可以通過(guò)如下方式被結(jié)合到芯部構(gòu)件223中:在用于制造基于單元的芯部的過(guò)程中，將隔壁擠壓到由模具801內(nèi)部的心軸803支撐的單元之間。每個(gè)心軸803可以具有以任意類型的構(gòu)造/定向纏繞的纖維。隔壁(舉例示出的隔壁237)可以任意期望構(gòu)造在單元之間定向。
[0035]在定制芯部構(gòu)件223的另一實(shí)施例中，纖維角度被用戶化，從而使得芯部構(gòu)件223的特定部分產(chǎn)生特定的期望特性，舉例而言，如梁剛度、弦剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)合材料放置為形成芯部構(gòu)件223的單元壁，從而使得在一部分中纖維以+/-45°定向，而在另一部分中使纖維以+/-30°定向，而在再一部分中使纖維以+/-60°定向。第一組纖維以+45°定向，而第二組纖維以-45°定向。尤其參照?qǐng)D10，基于單元的芯部可以僅由呈螺旋狀地圍繞心軸纏繞的單一角度的纖維259構(gòu)成。相鄰的單元在組裝到芯部快中時(shí)制成+/_層壓件。
[0036]在圖9中示出的可替代實(shí)施方式中，第一組纖維901和第二組纖維903編織在一起。例如，芯部構(gòu)件223可使得纖維在前緣附近以+/-45°編織，同時(shí)使纖維在后緣附近以+/-30°編織。此外，芯部構(gòu)件223可使得纖維在根端部203附近以+/-60°編織，同時(shí)使纖維在梢端部205附近以+/-30°編織。以這種方式，梁剛度、弦剛度、扭轉(zhuǎn)剛度以及其它特性可以通過(guò)定制芯部構(gòu)件223來(lái)用戶化。
[0037]現(xiàn)在特別地參照?qǐng)D11，示意性示出了如芯部構(gòu)件223的芯部構(gòu)件的制造。芯部構(gòu)件可包括基于單元的芯部部分249或基于條帶的芯部部分251，或如所示出的二者的組合。每個(gè)單元構(gòu)件261能夠以制造順序被粘結(jié)在一起，所述制造順序也允許出于定制目的的一個(gè)或多個(gè)隔壁的策略性布置。關(guān)于基于單元的芯部部分249，一個(gè)實(shí)施方式包括通過(guò)跳過(guò)單元位置來(lái)產(chǎn)生空隙部253，這樣允許穿過(guò)那里放置隔壁235。隔壁253可以如圖所示粘結(jié)在相鄰的單元構(gòu)件之間。在另一實(shí)施方式中，可以臨近基于單元的芯部部分249或與基于條帶的芯部部分251結(jié)合為一體的方式使用完全波狀的隔壁237?？商娲耆畹母舯?37是部分波狀的隔壁255，隔壁255與完全波狀的隔壁237不同，其不與內(nèi)部的單元壁匹配。也示出了作為筆直的隔壁的隔壁235。
[0038]也參照?qǐng)D12，關(guān)于基于單元的芯部249示出了波狀的隔壁237。也參照?qǐng)D13和14，結(jié)合基于單元的芯部249示出了波狀隔壁，如隔壁241、243。
[0039]也參照?qǐng)D15，關(guān)于基于單元的芯部249示出了隔壁247。隔壁235可以用于在組裝單元構(gòu)件以在形成基于單元的芯部249期間包封一組單元構(gòu)件。
[0040]也參照?qǐng)D16，基于單元的芯部構(gòu)件249可在具有較厚的單元壁的一組多層單元257的內(nèi)部具有空隙部253。與其他單元構(gòu)件相比，較厚的單元壁可以通過(guò)組裝較大數(shù)量的復(fù)合材料鋪層來(lái)制成。這樣的實(shí)施方式可以是借助于隔壁235來(lái)包封一組單元構(gòu)件的可替代方案。
[0041]現(xiàn)在參照?qǐng)D17，示意性示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1001。系統(tǒng)1001構(gòu)造為用于執(zhí)行關(guān)于在此公開的有關(guān)定制芯部構(gòu)件223和旋翼槳葉201的特性的方法以及在此公開的其他方法或工藝的一個(gè)或多個(gè)功能。
[0042]系統(tǒng)1001可包括輸入/輸出(I/O)界面1003、分析引擎1005和數(shù)據(jù)庫(kù)1007?？商娲鷮?shí)施方式可根據(jù)要求對(duì)輸入/輸出(I/o)界面1003、分析引擎1005和數(shù)據(jù)庫(kù)1007進(jìn)行組合或分配。系統(tǒng)1001的實(shí)施方式可包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)包括構(gòu)造為用于執(zhí)行在此所述的任務(wù)的一個(gè)或多個(gè)處理器和存儲(chǔ)器。這可以包括例如具有中央處理單元(CPU)和非易失性存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)，在所述非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)用于指示CPU執(zhí)行在此所述的任務(wù)中的至少一些任務(wù)的軟件指令。這也可包括例如通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)，在此所述計(jì)算機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)包括CPU和非易失性存儲(chǔ)器，并且計(jì)算機(jī)的非易失性存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)有用于指示(一個(gè)或多個(gè))CPU中的任意個(gè)執(zhí)行在此所述的任務(wù)中的任意個(gè)的軟件指令。因此，盡管就離散的機(jī)器方面對(duì)示例性的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，然而應(yīng)理解的是，這種描述是非限定性的，并且本說(shuō)明同樣適用于涉及執(zhí)行任務(wù)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器的許多其他的布置，所述任務(wù)以任何方式在該一個(gè)或多個(gè)機(jī)器之間進(jìn)行分配。還應(yīng)理解的是，這樣的機(jī)器不需要完全致力于執(zhí)行在此描述的任務(wù)，而取而代之地是，可以是多用途的機(jī)器，例如也適于執(zhí)行其他任務(wù)的計(jì)算機(jī)工作站。
[0043]I/O界面1003可以提供在外界用戶、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)源以及系統(tǒng)1001的部件之間的通信連接。I/o界面1003可以構(gòu)造為允許一個(gè)或多個(gè)用戶經(jīng)由任意已知的輸入裝置輸入信息到系統(tǒng)1001。示例可包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏和/或任意其他期望的輸入裝置。I/O界面1003可以個(gè)構(gòu)造為允許一個(gè)或多個(gè)用戶接收從系統(tǒng)1001經(jīng)由任意已知輸出裝置輸出的信息。示例可包括顯示器、打印機(jī)和/或任意其他期望的輸出裝置。I/O界面1003可構(gòu)造為允許其他系統(tǒng)與系統(tǒng)1001進(jìn)行通信。例如，I/O界面1003可允許一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)獲取信息，輸入信息和/或遠(yuǎn)程指示系統(tǒng)1001來(lái)執(zhí)行在此描述的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。I/O界面1003能夠構(gòu)造為允許與一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源進(jìn)行通信。例如，I/O界面1003能夠允許一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源獲取信息，輸入信息和/或遠(yuǎn)程指示系統(tǒng)1001來(lái)執(zhí)行在此描述的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。
[0044]數(shù)據(jù)庫(kù)1007為系統(tǒng)1001提供持久穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。盡管主要使用術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)庫(kù)”，而存儲(chǔ)器或其他適合的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置可提供數(shù)據(jù)庫(kù)1007的功能。在可替代的實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)庫(kù)1007可以集成到系統(tǒng)1001中或獨(dú)立于系統(tǒng)1001，并且可以在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)1007優(yōu)選為任何適合于支持系統(tǒng)801運(yùn)行的信息提供非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，包括在此進(jìn)一步討論的不同類型的數(shù)據(jù)。
[0045]分析引擎1005可以構(gòu)造為用于在設(shè)計(jì)階段分析旋翼槳葉201的應(yīng)力和應(yīng)變。此外，分析引擎1005可以構(gòu)造為用于優(yōu)化芯部構(gòu)件223和諸如上部蒙皮219和下部蒙皮221的其他旋翼槳葉部件的定制。分析引擎1005可以構(gòu)造為用于結(jié)合諸如梁剛度、弦剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分析和優(yōu)化芯部構(gòu)件的定制特性。分析引擎1005可包括一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器和軟件部件的不同的組合。
[0046]以上公開的【具體實(shí)施方式】?jī)H是說(shuō)明性的，因?yàn)閷?duì)于受益于在此的教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以以不同的但等效的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行修改和實(shí)施?？梢栽诓黄x本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下對(duì)在此描述的設(shè)備進(jìn)行修改、添加或省略。設(shè)備的部件能夠是集成的或獨(dú)立的。此外，設(shè)備的運(yùn)行可以通過(guò)更多、更少或其他部件來(lái)執(zhí)行。
[0047]此外，除了在權(quán)利要求中所描述的以外，不旨在對(duì)于在此示出的構(gòu)造或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)進(jìn)行限制。因此，顯然可以對(duì)上述【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更改或修改，并且所有變型方案視為在本申請(qǐng)的精神和保護(hù)范圍之內(nèi)。 因此，在權(quán)利要求中闡明了在此所要求的保護(hù)范圍。
[0048]為了幫助專利局和任何基于此申請(qǐng)所發(fā)行的任何專利的任何讀者理解所附權(quán)利要求， 申請(qǐng)人:希望被注意到的是，他們不打算使所附的任何權(quán)利要求援引35U.S.C § 112的第6段，因?yàn)殛P(guān)于這一點(diǎn)其存在于申請(qǐng)日，除非表述“用于…的手段”或“用于…的步驟”明確地使用在特定的要求中。
【權(quán)利要求】
1.一種翼型構(gòu)件，所述翼型構(gòu)件具有根端部、梢端部、前緣和后緣，所述翼型構(gòu)件包括: 上部蒙皮； 下部蒙皮； 復(fù)合芯部構(gòu)件，所述復(fù)合芯部構(gòu)件具有多個(gè)單元，所述單元的上表面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)粘結(jié)到所述上部蒙皮，所述單元的下表面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)粘結(jié)到所述下部蒙皮； 隔壁層，所述隔壁層嵌入到所述復(fù)合芯部中，所述隔壁層構(gòu)造為提供所述翼型構(gòu)件的定制特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述復(fù)合芯部構(gòu)件的所述單元是六角形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述翼型構(gòu)件是旋翼槳葉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述翼型構(gòu)件是用于飛行器的機(jī)翼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁包括位于相鄰的單元之間的呈波狀幾何形狀的復(fù)合材料層，所述隔壁在從所述翼型構(gòu)件的所述根端部朝所述梢端部的方向上延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁包括下述復(fù)合材料層，所述復(fù)合材料層是直線式的，并且以交替的方式在相鄰的單元之間橫穿和穿過(guò)單元的內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁定位在相鄰的單元之間且在從所述根端部朝向所述梢端部的方向上定向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的翼型構(gòu)件，其中，所述翼型構(gòu)件是旋翼槳葉，并且其中，所述隔壁構(gòu)造為抵抗離心力負(fù)荷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁包括包圍一組單元的復(fù)合材料層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁包括下述復(fù)合材料層，所述復(fù)合材料層是直線式的，并且以交替的方式在相鄰的單元之間橫穿和穿過(guò)單元的內(nèi)部，所述隔壁相對(duì)于所述翼型構(gòu)件的翼展方向軸線成角度地定向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的翼型構(gòu)件，其中，所述翼型構(gòu)件是旋翼槳葉，并且其中，所述隔壁構(gòu)造為抵抗所述翼型構(gòu)件的面內(nèi)負(fù)荷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的翼型構(gòu)件，其中，所述面內(nèi)負(fù)荷是由超前/滯后操作運(yùn)動(dòng)引起的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁包括下述復(fù)合材料層，所述復(fù)合材料層是直線式的，并且以交替的方式在相鄰的單元之間橫穿和穿過(guò)單元的內(nèi)部，并且其中，所述隔壁位于所述上部蒙皮中的厚度減小部附近。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁包括下述復(fù)合材料層，所述復(fù)合材料層是直線式的，并且以交替的方式在相鄰的單元之間橫穿和穿過(guò)單元的內(nèi)部，并且其中，所述隔壁位于所述下部蒙皮中的厚度減小部附近。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述隔壁包括下述復(fù)合材料層，所述復(fù)合材料層是直線式的，并且以交替的方式在相鄰的單元之間橫穿和穿過(guò)單元的內(nèi)部，并且其中，所述隔壁位于所述上部蒙皮和所述下部蒙皮中的至少一個(gè)的厚度減小部附近，所述厚度減小部沿翼展方向延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型構(gòu)件，其中，所述復(fù)合芯部構(gòu)件包括在所述根端部附近的具有以第一角度定向的纖維的單元和在所述梢端部附近的具有以第二角度定向的纖維的單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的翼型構(gòu)件，其中，在所述根端部附近的所述單元中以所述第一角度定向的纖維產(chǎn)生第一扭轉(zhuǎn)剛度，而在所述梢端部附近的所述單元中以所述第二角度定向的纖維產(chǎn)生第二扭轉(zhuǎn)剛度。
18.—種優(yōu)化芯部加固的翼型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特性的方法，所述方法包括: 組裝復(fù)合材料，以形成具有多個(gè)單元構(gòu)件和至少一個(gè)隔壁的復(fù)合芯部，所述隔壁具有復(fù)合材料層； 將所述復(fù)合芯部在翼型組合件中定位成使得所述隔壁位于提供期望的結(jié)構(gòu)特性的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述隔壁的位置通常對(duì)應(yīng)于所述翼型構(gòu)件的翼展方向。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的`方法，其中，所述隔壁環(huán)繞多個(gè)單元構(gòu)件的一部分。
【文檔編號(hào)】B64C27/473GK103661937SQ201310422068
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月14日
【發(fā)明者】保羅·K·奧爾德羅伊德, 李維岳, 小詹姆斯·D·赫思科克, 約翰·R·麥卡洛, 帕特里克·R·蒂斯代爾 申請(qǐng)人:貝爾直升機(jī)德事隆公司