一種用于直升飛機(jī)反扭矩裝置的槳葉的制作方法
【專利摘要】一種用于直升飛機(jī)的反扭矩裝置的槳葉(1)，且所述裝置包括涵道旋翼(13)，而所述槳葉(1)包括不同的部段組件、前緣(2)和后緣(3)，其中，該槳葉包括：至少兩個部段(5)和(6)的組件；各翼型的積迭線(4)，該積迭線在從翼型的前緣(2)開始位于翼弦(C)的25％至50％范圍中的距離處延伸，所述積迭線(4)在槳葉(1)的平面中具有曲線形狀，該曲線從槳葉的根部(5)至端部(6)連續(xù)地具有后掠、前掠以及最后后掠；以及翼弦(C)，該翼弦在至少端部翼型(1a)上、朝槳葉(1)的部段(6)行進(jìn)時變得較大，以達(dá)到端部翼弦值，該端部翼弦值小于或等于槳葉(1)的根部(5)的參照翼弦(Cref)的1.6倍。
【專利說明】一種用于直升飛機(jī)反扭矩裝置的槳葉
[0001] 本申請是2011年12月14日提交的、名稱為"一種用于直升飛機(jī)反扭矩裝置的槳 葉"、第201110437678. 2號發(fā)明專利申請的分案申請，要求2010年12月15日提交的法國 專利申請第1004891號的優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本申請從2010年12月15日提交的法國專利申請F(tuán)R10/04891中得到，本文以參 見的方式引入該申請的內(nèi)容。
[0003] 本發(fā)明涉及用于旋翼飛行器、尤其是用于直升飛機(jī)的反扭矩旋翼的總體技術(shù)領(lǐng) 域。更確切地說，本發(fā)明涉及涵道尾槳反扭矩裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】，該反扭矩裝置具有藉由相位 調(diào)整而成角度分布的槳葉，并且具體用于直升飛機(jī)。這些反扭矩裝置與非涵道的傳統(tǒng)反扭 矩旋翼不同，而非涵道的傳統(tǒng)反扭矩旋翼并不構(gòu)成本發(fā)明的主題。
[0004] 本發(fā)明具體涉及上述反扭矩裝置，該反扭矩裝置還稱作" Fenestronli (涵道尾 槳）"裝置，其中具有固定翼型葉片的導(dǎo)流定子在氣流通道或"涵道"中位于反扭矩旋翼下 游。

【背景技術(shù)】
[0005] 具體從FR2719549中已知這些反扭矩裝置，該文獻(xiàn)描述了用于成角度地分布旋翼 槳葉的關(guān)系，以盡可能有效地在整個頻譜上分布聲能，這考慮連接槳葉的機(jī)械局限性。該文 獻(xiàn)中的附圖示出槳葉具有在平面圖上基本上呈矩形的形狀。此外，為了避免旋翼槳葉中任 何一個的尾流與導(dǎo)流葉片的任何一個之間的相互作用在葉片的整個翼展上同時發(fā)生，以非 徑向方式來設(shè)置導(dǎo)流葉片。借助示例，葉片中的每個相對于徑向方向傾斜較佳地位于Γ至 25°范圍中的角度，從通道的朝向其周緣的軸線行進(jìn)，并且沿與旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反的方向 傾斜。此種構(gòu)造有利于吸收作為旋翼旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)而在中心本體上所施加的扭矩，該中心本 體基本上共軸地位于通道中并且包含用于驅(qū)動旋翼的部件以及用于控制槳葉總距的部件。 然后，所吸收的扭矩可由位于通道中的葉片所承受。
[0006] 從文獻(xiàn)WO 2006/110156中還已知設(shè)有曲線槳葉的涵道反扭矩裝置。該文獻(xiàn)披露 了結(jié)合有導(dǎo)流葉片的曲線槳葉，這曲線槳葉徑向地且橫向地偏移，以減小所述槳葉和所述 葉片之間的相互作用噪聲。所描述槳葉中的每個具有帶有單個曲線的幾何形狀。包括此種 槳葉以及此種葉片構(gòu)造的反扭矩裝置無法顯著地改進(jìn)其性能來接近傳統(tǒng)反扭矩旋翼的性 能。
[0007] 文獻(xiàn)US 2004/0022635或WO 2004/011330描述了遵循自然波模式的凹/凸螺旋 槳槳葉的構(gòu)造。此種葉片的前緣具有接續(xù)有凸部段的凹部段。前緣和后緣是倒圓的，以促 使圍繞相關(guān)表面形成合適的流體流，并且限制旋渦的形成，從而限制氣動阻力。如下文所 述，通過根據(jù)正弦曲線的或者與代表每個槳葉前緣的曲線相切的函數(shù)來對翼面進(jìn)行建模而 獲得最佳結(jié)果，而由于并未限定幅值，因而這是近似的。然而，具有此種幾何形狀的槳葉顯 然不適合用于改進(jìn)涵道反扭矩裝置的性能。換言之，每個槳葉的定義并不具有用于滿足為 制造旋翼飛行器的涵道尾槳反扭矩裝置所需的嚴(yán)格工業(yè)要求的所需特征。
[0008] 此外，所述文獻(xiàn)US 2004/0022635的附圖示出槳葉具有比所述槳葉的最大翼弦小 的端部翼弦。
[0009] 文獻(xiàn)EP 0 332 492描述了用于高性能涵道螺旋槳的槳葉，其空氣動力學(xué)的主動 部分具有矩形形狀。該槳葉的最大彎度從基本上〇增大至基本上0.04。該槳葉的相對最大 厚度從基本上13. 5%減小至基本上9. 5%。
[0010] 文獻(xiàn)EP 2 085 310描述涵道反扭矩旋翼，其中使以頻率FE發(fā)出的以及以頻率FP 所察覺的噪聲最小化。在該旋翼中，氣流導(dǎo)流定子位于所述旋翼（13)的槳葉通路之后。
[0011] 文獻(xiàn)WO 2009/54815描述了軸流風(fēng)扇槳葉，這些軸線風(fēng)扇槳葉具有帶有波紋的翼 面，而這些波紋引起抽吸和壓力。這些波紋還增大槳葉的硬度。在附圖中，槳葉是擴(kuò)張的， 從它們的根部行進(jìn)至它們的自由端部。
[0012] 文獻(xiàn)GB 212018描述了由單件金屬所制成的螺旋槳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明的一個目的是提出具有新的成型三維幾何形狀的槳葉，該幾何形狀 應(yīng)用預(yù)定扭轉(zhuǎn)關(guān)系而相對于扭轉(zhuǎn)線扭轉(zhuǎn)，這可提供具體用于直升飛行器的涵道反扭矩裝 置，并且該反扭矩裝置并不具有上述局限性。
[0014] 本發(fā)明的目的還可提出用于槳葉的三維幾何形狀，而該槳葉用于制造直升飛行器 的涵道反扭矩裝置，其中與已知的涵道反扭矩裝置相比，反扭矩力方面的效率有所改進(jìn)。
[0015] 本發(fā)明的另一目的試圖提出改進(jìn)反扭矩力方面性能的涵道反扭矩裝置，同時并不 使涵道反扭矩裝置所具有的聲發(fā)射和安全性方面的改進(jìn)退化。
[0016] 本發(fā)明的目的借助一種用于旋翼飛行器的尾部反扭矩裝置的槳葉來實現(xiàn)，所述裝 置包括涵道旋翼，所述成型槳葉具有三維幾何形狀，且該三維幾何形狀由在槳葉的前緣和 后緣之間延伸的不同翼型部段所限定，并且由槳葉的根部段和端部段徑向限定；至少兩個 翼型部段沿積迭線具有不同翼弦值，且該積迭線從根部段延伸至端部段，該槳葉被扭轉(zhuǎn)，其 中該槳葉包括翼型部段的積迭線和平面延伸表面的扭轉(zhuǎn)線，該積迭線在扭轉(zhuǎn)之前限定平面 延伸表面，該平面延伸表面從根部段至端部段徑向地限定，該扭轉(zhuǎn)線由預(yù)定扭轉(zhuǎn)關(guān)系所限 定，而所述積迭線在離前緣的位于翼弦的25%至50%的范圍中的距離處延伸，并且在平面 延伸表面上具有一曲線，該曲線從根部段連續(xù)地包括如下方面：第一后掠；前掠；以及最后 的行進(jìn)至端部段的最后后掠；翼型的所述根部段，該根部段具有小于翼型部段的端部段翼 弦的翼弦，且該翼弦部段的所述翼弦從根部段朝端部段行進(jìn)而變得較大，該端部段具有等 于或小于根部段的參照翼弦1. 6倍的翼弦。
[0017] 可觀察到，術(shù)語"翼型部段"指代與槳葉的平面橫截面相對應(yīng)的整個表面，所述橫 截面與槳距軸線（下文進(jìn)行描述）以及具有翼型形狀的所述部段的輪廓相交。
[0018] 在根據(jù)本發(fā)明槳葉的一實施例中，部段的相對厚度沿從槳葉根部段朝向槳葉端部 段行進(jìn)的徑向方向逐漸減小，使得端部段具有9%至6%、較佳的是6. 9%量值的相對厚度。
[0019] 另一方面，根部段的相對厚度位于9%至14%的范圍中，并且較佳地等于12%。
[0020] 在根據(jù)本發(fā)明槳葉的一實施例中，槳葉端部處的最大翼弦C達(dá)到參照翼弦(；#乘 以因子a。的數(shù)值，該因子比1大并且尤其大于或等于I. 1并且小于或等于1. 6。
[0021] 在根據(jù)本發(fā)明槳葉的一實施例中，因子a。等于I. 38。
[0022] 在根據(jù)本發(fā)明槳葉的一實施例中，積迭線從翼型前緣延伸30 %翼弦的距離。
[0023] 在根據(jù)本發(fā)明槳葉的一實施例中，槳葉沿積迭線包括一組六個不同的翼型部段。
[0024] 在根據(jù)本發(fā)明槳葉的一實施例中，前緣從翼型的根部段至翼型的端部段連續(xù)地具 有凹的然后凸的形狀。
[0025] 在根據(jù)本發(fā)明槳葉的一實施例中，翼弦根據(jù)以下類型的關(guān)系而改變：
[0026] C (r) = Cref，如果 k < r < bc X Rmax
[0027] 以及

【權(quán)利要求】
1. 一種用于旋翼飛行器的尾部反扭矩裝置（10)的槳葉（1)，所述裝置包括涵道旋翼 (13)，所述槳葉（1)具有三維幾何形狀，且所述三維幾何形狀由在所述槳葉（1)的前緣（2) 和后緣（3)之間延伸的不同翼型部段所限定，并且由所述槳葉（1)的根部段（5)和端部段 (6)徑向限定；至少兩個翼型部段（la-lf)沿積迭線（4)具有不同翼弦值（C)，且所述積迭 線⑷從所述根部段（5)延伸至所述端部段（6)，所述槳葉⑴被扭轉(zhuǎn)，其中所述槳葉（1) 包括所述翼型部段（la-lf)的積迭線（4)和平面延伸表面的扭轉(zhuǎn)線，所述積迭線在扭轉(zhuǎn)之 前限定平面延伸表面，且所述平面延伸表面從所述根部段（5)至所述端部段（6)徑向地限 定，所述扭轉(zhuǎn)線由預(yù)定扭轉(zhuǎn)關(guān)系所限定，而所述積迭線（4)在離所述前緣（2)的位于所述翼 弦（C)的25%至50%的范圍中的距離處延伸，并且在所述平面延伸表面上具有一曲線，所 述曲線從所述根部段（5)連續(xù)地包括如下方面：第一后掠（7);前掠（8);以及最后的行進(jìn) 至所述端部段（6)的最后后掠（9);翼型（la)的所述根部段（5)，所述根部段具有小于翼型 部段（If)的所述端部段（6)的翼弦（C)的翼弦（C)，且所述翼弦部段的所述翼弦（C)從所 述根部段（5)朝所述端部段（6)行進(jìn)而變得較大，所述端部段（6)具有等于或小于所述根 部段（5)的參照翼弦（C,rf) 1. 6倍的翼弦（C); 其中，所述積迭線（4)使相對于反扭矩裝置（10)的徑向方向所描繪的并且由如下多項 式所給出的曲線：
YAC是所述翼型部段的積迭線在半徑r處的位置；以及 ae、be、以及ce是第一、第二以及第三預(yù)定數(shù)值。
2. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述翼型部段具有從所述翼型（la)的 齒部段朝所述端部段（6)而沿徑向方向逐漸減小的相對厚度，以在翼型（If)的9%至6% 范圍內(nèi)的端部段處具有相對厚度。
3. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，翼型（la)9%至14%范圍內(nèi)的所述根部 段（5)具有相對厚度。
4. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述槳葉（1)的端部段（6)處的最大翼 弦（C)達(dá)到參照翼弦（CMf)乘以因子a。的數(shù)值，所述因子比一大并且小于或等于1.6。
5. 如權(quán)利要求4所述的槳葉（1)，其特征在于，所述因子a。等于1. 38。
6. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)線與所述積迭線（4)相對應(yīng)。
7. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述積迭線（4)具有如下形狀：所述形 狀具有由三次多項式所給出的曲線，且所述積迭線（4)在從所述翼型部段（la-lf)的前緣 (2)開始的所述翼弦（C)的30%距離處延伸。
8. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述槳葉（1)沿所述積迭線（4)具有六 個不同的翼型部段（la-lf)的組件。
9. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述前緣（2)從翼型的所述根部段（5) 至翼型的所述端部段（6)連續(xù)地具有凹的然后凸的形狀。
10. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述翼弦（C)具有變化關(guān)系，使得對于 翼型當(dāng)前部段的半徑r的翼弦（C)的數(shù)值C(r)由如下公式給出：
其中： k是具有翼型的齒部段（5)的半徑， R_指代具有翼型的所述端部段（6)的最大半徑， (：_指代所述端部段（6)的所述翼弦（C)，等于（ac;XCMf)，其中， X指代乘號，以及 b。和n指代第一和第二預(yù)定常量。
11. 如權(quán)利要求10所述的槳葉（1)，其特征在于，所述第一常量b。位于0到1的范圍 中。
12. 如權(quán)利要求11所述的槳葉（1)，其特征在于，所述第一常量b。是0. 68。
13. 如權(quán)利要求10所述的槳葉（1)，其特征在于，所述第二常量n位于1到5的范圍中。
14. 如權(quán)利要求13所述的槳葉（1)，其特征在于，所述第二常量n是1.7。
15. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，將所述第一、所述第二和所述第三數(shù)值 ae、be、以及選定成獲得積迭線（4)，所述積迭線以在所述槳葉⑴的幾何槳距軸線的任一 側(cè)上是基本上相同的分布延伸，以平衡作用在所述槳葉（1)上的靜態(tài)槳距控制力矩。
16. 如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)，其特征在于，所述第一數(shù)值a6是-2. 5681，所述第二 數(shù)值\是+3. 9238,所述第三數(shù)值c6是+1. 3558。 17?-種反扭矩裝置（10)，包括整流罩（11)，所述整流罩（11)限定氣流通道（12)，所 述氣流通道具有放置在其中的旋翼（13)以及用于驅(qū)動所述旋翼（13)的驅(qū)動部件和用于調(diào) 整所述槳葉（1)的槳距的調(diào)整部件，其中所述旋翼（13)設(shè)有如權(quán)利要求1所述的槳葉（1)。
18.如權(quán)利要17所述的裝置（10)，其特征在于，所述裝置（10)包括在所述旋翼（13) 的槳葉的槳葉通路（15)下游的氣流導(dǎo)流定子，且所述導(dǎo)流定子設(shè)有成型葉片（14)。
【文檔編號】B64C27/467GK104477380SQ201410557017
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月15日
【發(fā)明者】M·簡韋斯, B·格拉斯勒, S·芬克, L·蘇得瑞 申請人:空客直升機(jī)