旋翼葉片和用于將旋翼葉片聯(lián)接于旋翼轂中的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種旋翼轂可以包括：旋翼葉片；旋翼軛架；夾持構(gòu)件，該夾持構(gòu)件具有內(nèi)側(cè)部分、上延伸部和下延伸部；以及旋翼葉片，該旋翼葉片具有通過第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓聯(lián)接至夾持構(gòu)件的上延伸部和下延伸部的根端。第一螺栓定位在旋翼葉片的展向軸線上。第二螺栓相對于展向軸線偏移第一弦向距離，并且相對于第一螺栓偏移第一展向距離。第三螺栓相對于展向軸線偏移第二弦向距離，并且相對于第一螺栓偏移第二展向距離。
【專利說明】旋翼葉片和用于將旋翼葉片聯(lián)接于旋翼轂中的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種旋翼葉片，以及一種用于將旋翼葉片聯(lián)接至旋翼轂的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，旋翼葉片以各種各樣的方式聯(lián)接至旋翼轂。一種傳統(tǒng)的旋翼葉片附接系統(tǒng)包括在旋翼葉片的根端將旋翼葉片用兩個沿弦向軸線定向的螺栓進(jìn)行附接。另一種傳統(tǒng)的旋翼葉片附接系統(tǒng)包括在旋翼葉片的根端將旋翼葉片用兩個沿展向軸線定向的螺栓進(jìn)行附接。盡管已經(jīng)對旋翼葉片的附接做出了顯著的改進(jìn)，但是仍然有相當(dāng)大的改進(jìn)空間。
[0003]需要一種改進(jìn)的旋翼葉片以及一種用于將旋翼葉片聯(lián)接至旋翼轂的改進(jìn)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]被認(rèn)為是本申請的實施方式的特性的新穎特征在所附權(quán)利要求中進(jìn)行了論述。然而，通過參考下文的詳細(xì)描述，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，將會最好地理解實施方式本身與使用的優(yōu)選模式及其其他目的和優(yōu)點，其中:
[0005]圖1是根據(jù)示例性實施方式的具有旋翼葉片的旋翼機的側(cè)視圖；
[0006]圖2是根據(jù)示例性實施方式的旋翼轂的立體圖；
[0007]圖3是根據(jù)示例性實施方式的旋翼轂的俯視圖；
[0008]圖4是根據(jù)示例性實施方式的旋翼轂的俯視圖；
[0009]圖5是根據(jù)示例性實施方式的旋翼轂的俯視圖；
[0010]圖6是根據(jù)示例性實施方式的沿圖5的截面線6-6截取的旋翼轂的橫截面視圖；
[0011]圖7是根據(jù)示例性實施方式的旋翼葉片的立體圖；以及
[0012]圖8是根據(jù)示例性實施方式的圖7的旋翼葉片的局部立體圖。

【具體實施方式】
[0013]以下描述了裝置和方法的說明性實施方式。為清楚起見，在該說明書中可能沒有對實際實施的所有特征進(jìn)行描述。顯然應(yīng)當(dāng)理解的是，在任何這種實際實施方式中的開發(fā)過程中都必須作大量的具體實施決定，以實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，例如符合體系相關(guān)和行業(yè)相關(guān)的限制，這些限制隨實施不同而不同。此外，可以理解的是，這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜而耗時的，但仍然是那些掌握本發(fā)明的益處的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)工作。
[0014]在本說明書中，在描述附圖中的器件時，可以參考不同部件之間的空間關(guān)系以及部件的各方面的空間定向。然而，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員在完整閱讀本申請之后將會認(rèn)識到的，本文所描述的器件、構(gòu)件、裝置等都可以以任何期望取向定位。因此，由于本文所描述的器件可以以任何期望方向定向，所以在使用諸如“在…上方”、“在…下方”、
[0015]“上部”、“下部”的術(shù)語或其他類似術(shù)語來描述各個部件之間的空間關(guān)系或描述這些部件的各方面的空間定向時，應(yīng)當(dāng)被理解成描述這些部件之間的相對關(guān)系或這些部件的各方面的空間定向。
[0016]現(xiàn)參照附圖中的圖1，示出了旋翼機101。旋翼機101具有旋翼系統(tǒng)103，該旋翼系統(tǒng)103具有多個旋翼葉片105。每個旋翼葉片105的槳距均可以選擇性地受到控制，以便選擇性地控制旋翼機101的方向、推力和升力。旋翼機101還包括機身107、反扭矩系統(tǒng)109和尾部111。旋翼機101還包括起落架系統(tǒng)113，以為旋翼機提供地面支撐。應(yīng)當(dāng)理解的是，旋翼機101只是對能夠?qū)崿F(xiàn)本文所公開的實施方式的各種飛行器進(jìn)行說明。僅舉幾個例子來說，其他的飛行器實施可以包括混合式飛行器、傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器、無人駕駛飛行器、自轉(zhuǎn)旋翼機以及各種直升機構(gòu)型。
[0017]參照圖2至圖6，進(jìn)一步詳細(xì)示出了旋翼轂103。旋翼轂103包括聯(lián)接至塔桿113的軛架115。每個旋翼葉片105均通過夾緊裝置119聯(lián)接至軛架115。每個夾持件119的內(nèi)側(cè)部分均通過離心力支承件135固定在軛架115的開口中。夾持件119是具有上延伸部137和下延伸部139的單一的連續(xù)構(gòu)件。旋翼葉片105通過第一螺栓129、第二螺栓131和第三螺栓133的獨特布置附接至夾持件119的外側(cè)部分。槳距角柄(pitch horn) 123插入旋翼葉片105和夾持件119的上延伸部137與下延伸部139之間。阻尼器121附接于軛架115和槳距角柄123的阻尼器附接部分141之間。
[0018]在運行過程中，動態(tài)力作用在旋翼葉片105和旋翼系統(tǒng)103的關(guān)聯(lián)部件上。最初的動態(tài)力包括沿離心力方向145的離心力負(fù)載、沿彎曲方向147的弦向彎曲和沿彎曲方向149的梁向彎曲(beamwise bending)的組合。這種負(fù)載必然會受到用于將旋翼葉片105附接至夾持件119的附接機構(gòu)的反作用。此外，由于氣動加載以及來自于槳距角柄123的變槳輸入，會經(jīng)歷圍繞變槳軸線143的扭轉(zhuǎn)加載。傳統(tǒng)的雙螺栓附接布置具有若干缺點。例如，當(dāng)兩個螺栓大致展向布置時，圍繞變距軸線143的扭轉(zhuǎn)加載會引起沿軸線——該軸線由沿展向定位的兩個螺栓形成——的彎曲。在兩個螺栓大致沿弦向布置的傳統(tǒng)雙螺栓布置中，沿方向149的梁向彎曲可以引起沿軸線——該軸線由沿弦向定位的兩個螺栓形成——的彎曲。在這些傳統(tǒng)雙螺栓布置中，兩個螺栓必須確定尺寸以抵抗彎曲載荷，這樣會增加重量，因為直徑較大的螺栓會增加邊距要求、螺栓重量以及根端處的旋翼葉片結(jié)構(gòu)。
[0019]相比于傳統(tǒng)的雙螺栓布置，本公開的實施方式包括以下述方式共同抵抗運行負(fù)載的三螺栓的三角模式:減小螺栓的尺寸以及旋翼葉片105與夾持件119中對應(yīng)的附接凸耳的尺寸，從而減小旋翼系統(tǒng)103的總重量并且增加旋翼機101的有效載荷。此外，三螺栓模式的氣動阻力實際上小于雙螺栓弦向布置。此外，利用多于三個的螺栓會增加不必要的重量，并且還會增加旋翼葉片的手動折疊過程的復(fù)雜性。
[0020]三旋翼葉片附接螺栓的布置包括第一螺栓129，該第一螺栓129是三個螺栓中最靠內(nèi)側(cè)的，并且位于旋翼葉片105的中央展向平面上。該三旋翼葉片附接螺栓的布置還包括沿弦向平面定位的第二螺栓131和第三螺栓133，并且兩者在靠外側(cè)的翼展方向上相對于第一螺栓129偏移距離D1。第二螺栓131和第三螺栓133分別相對于中央展向平面偏移弦向距離C1和C2。在示例性實施方式中，C1等于C2。
[0021]用于將旋翼葉片105附接至夾持件137的第一螺栓129、第二螺栓131和第三螺栓133的組合與布置具有獨特的優(yōu)勢。首先，就沿方向149的梁向彎曲而言，假設(shè)不存在第一螺栓129，則由于第二螺栓131和第三螺栓133沿弦向方向定位，因此第二螺栓131和第三螺栓133將會受到來自沿方向149的梁向彎曲的相對較大的彎曲力。然而，第一螺栓129的存在通過創(chuàng)建跟/趾效應(yīng)能夠大大減小第二螺栓131和第三螺栓133上的彎曲力。第二，就大致圍繞變距軸線143的扭轉(zhuǎn)力而言，假設(shè)不存在第二螺栓131或者第三螺栓133，則例如氣動力或來自于槳距角柄123的輸入將會創(chuàng)建圍繞軸線的相對較大的彎曲力，其中，該軸線形成于第一螺栓129與第二螺栓131之間或者形成于第一螺栓129與第三螺栓133之間。然而，除了第一螺栓129以外，第二螺栓131和第三螺栓133的存在也通過創(chuàng)建跟/趾效應(yīng)而大大減小了彎曲力。
[0022]此外，通過將第一螺栓129定位在沿弦向定位的第二螺栓131和第三螺栓133的內(nèi)側(cè)，可以使旋翼葉片105在根端逐漸變細(xì)或者變得更窄。旋翼葉片105在根端逐漸變細(xì)使得在旋翼葉片105的根端和槳距角柄的阻尼器附接部分141之間留有間隙。
[0023]現(xiàn)在還參照圖7和8對旋翼葉片105作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。旋翼葉片105可以具有前緣701、后緣703、根端705和稍端707。應(yīng)理解的是，旋翼葉片105可以擁有各種各樣的構(gòu)型。例如，旋翼葉片105可以在根端705和稍端707之間具有一定程度的內(nèi)在扭轉(zhuǎn)。描述的另一示例中，旋翼葉片105可以具有下反角翼稍，或者任何其他期望的空氣動力學(xué)輪廓。旋翼葉片105包括孔709、711和713，該孔709、711和713分別提供用于螺栓129、131和133的對應(yīng)的孔口。因此，本文關(guān)于螺栓129、131和133的定位的進(jìn)一步的公開內(nèi)容同樣適用于孔709、711和713在旋翼葉片105上的定位。應(yīng)當(dāng)理解的是孔709、711和713可以包括定位于其中的襯套或類似物，以作為用于螺栓129、131和133的柄部的支撐面。
[0024]旋翼葉片105可以包括前漸縮部715和后漸縮部717，每個漸縮部均朝向旋翼葉片的中線軸減縮直到在圓形部分719處接合為止。圓形部分719可以具有某一直徑，該直徑隨相對于孔709的期望邊距而變化。
[0025]在圖2至圖4中，第一螺栓129和第三螺栓133被示為可快速拆卸的膨脹螺栓，其被構(gòu)造成不需要工具就能夠拆卸。銷可以從下部拆除，從而允許手柄樞轉(zhuǎn)，手柄的樞轉(zhuǎn)致動凸輪構(gòu)件，從而允許拆除螺栓。一旦將第一螺栓129和第三螺栓133拆除，旋翼葉片105就能夠圍繞第二螺栓131自由旋轉(zhuǎn)。應(yīng)理解的是，一些旋翼機的操作者不需要折疊旋翼葉片105 ;像這樣的，第一螺栓129、第二螺栓131和第三螺栓133全都可以是普通螺栓。此外，圖5和圖6示出了全部為普通螺栓的第一螺栓129、第二螺栓131和第三螺栓133。
[0026]本文的實施方式就旋翼機上的主旋翼組件進(jìn)行了說明；然而，應(yīng)理解的是這些實施方式可適應(yīng)尾旋翼組件。
[0027]以上所公開的【具體實施方式】僅是說明性的，這是因為可以以對于受益于本文教導(dǎo)的益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的不同但等效的方式對該裝置進(jìn)行修改和實施。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對本文所描述的裝置做出修改，增補或省略。裝置的部件可以是整體的或分開的。另外，可通過更多個、更少個或其他部件執(zhí)行設(shè)備的操作。
[0028]此外，除了下文權(quán)利要求書中所描述的之外，對于本文所示的構(gòu)造或設(shè)計的細(xì)節(jié)沒有任何限制目的。因此，明顯的是，以上所公開的【具體實施方式】可以被改變或修改，并且所有這些變化都被認(rèn)為在本申請的范圍和精神之內(nèi)。因此，本文所尋求的保護(hù)如下文的權(quán)利要求書中所闡述的。
[0029]為協(xié)助專利局以及協(xié)助此申請授予的任何專利的任何讀者理解其所附的權(quán)利要求， 申請人:希望注意，除非在特定的權(quán)利要求中明確地使用“的方法”或“的步驟”等詞匯，否則，所附的任何權(quán)利要求不意于援引35 U.S.C.§112的第6段，如其存在于提交日。
【權(quán)利要求】
1.一種旋翼轂，包括: 旋翼葉片； 旋翼軛架； 夾持構(gòu)件，所述夾持構(gòu)件具有內(nèi)側(cè)部分、上延伸部和下延伸部；以及 旋翼葉片，所述旋翼葉片具有通過第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓聯(lián)接至所述夾持構(gòu)件的所述上延伸部和所述下延伸部的根端； 其中，所述第一螺栓定位在所述旋翼葉片的展向軸線上，所述第二螺栓相對于所述展向軸線偏移第一弦向距離并且相對于所述第一螺栓偏移第一展向距離，所述第三螺栓相對于所述展向軸線偏移第二弦向距離并且相對于所述第一螺栓偏移第二展向距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，還包括: 聯(lián)接至所述旋翼葉片的槳距角柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，還包括: 槳距角柄，所述槳距角柄至少部分地插入所述夾持構(gòu)件的所述上延伸部與所述旋翼葉片之間以及所述夾持構(gòu)件的所述下延伸部與所述旋翼葉片之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，還包括: 槳距角柄，所述槳距角柄聯(lián)接至槳距連接件并且聯(lián)接至阻尼器，所述阻尼器還聯(lián)接至所述旋翼軛架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，其中，所述第一螺栓、所述第二螺栓和所述第三螺栓中的至少一者是具有能夠被致動的手柄構(gòu)件的快速釋放螺栓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，其中，所述展向軸線是所述旋翼葉片的中心線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，其中，所述第一展向距離等于所述第二展向距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，其中，所述第一展向距離的大小不等于所述第二展向距離的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，其中，所述第一弦向距離與所述第二弦向距離大小相等但是方向相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，其中，所述第一弦向距離與所述第二弦向距離大小不相等并且方向相反。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，還包括: 所述旋翼葉片中的第一孔、第二孔和第三孔，所述第一孔被定位成接收所述第一螺栓，所述第二孔被定位成接收所述第二螺栓，以及所述第三孔被定位成接收所述第三螺栓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的旋翼轂，還包括: 定位于所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔中的每者中的襯套。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼轂，其中，所述旋翼轂是用于旋翼機的主旋翼轂。
14.一種旋翼葉片，包括: 翼型構(gòu)件，所述翼型構(gòu)件具有根端部分、稍端部分、前緣部分和后緣部分； 其中，所述根端部分包括被構(gòu)造成用于將所述旋翼葉片附接至旋翼轂的第一孔、第二孔和第三孔，所述第一孔定位在所述翼型構(gòu)件的展向軸線上，所述第二孔相對于所述展向軸線偏移第一弦向距離并且相對于所述第一孔偏移第一展向距離，所述第三孔相對于所述展向軸線偏移第二弦向距離并且相對于所述第一孔偏移第二展向距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋翼葉片，還包括: 定位于所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔中的每者中的襯套。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋翼葉片，其中，所述第一展向距離等于所述第二展向距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋翼葉片，其中，所述第一展向距離的大小不等于所述第二展向距離的大小。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋翼葉片，其中，所述第一弦向距離與所述第二弦向距離大小相等但是方向相反。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋翼葉片，其中，所述第一弦向距離與所述第二弦向距離大小不相等并且方向相反。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋翼葉片，其中，所述根端包括第一漸縮部和第二漸縮部，所述第一漸縮部和所述第二漸縮部形成所述旋翼葉片的狹窄部并且在圓形部分處接合，所述圓形部分形成所述翼型構(gòu)件的最靠內(nèi)側(cè)的部分。
【文檔編號】B64C27/48GK104443375SQ201410471653
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】馬克·A·維尼卡, 喬納森·P·格林, 羅伯特·A·塞爾夫, 約翰·R·麥卡洛 申請人:貝爾直升機德事隆公司