專利名稱：反轉(zhuǎn)的飛機(jī)螺旋槳葉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的，具體地說(shuō)是關(guān)于主要用復(fù)合材料制造高度后掠、寬葉弦、極薄的螺旋槳葉的方法。
過(guò)去，基本上飛機(jī)螺旋槳一直用結(jié)構(gòu)材料制成。這些材料僅在提高其中一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)如強(qiáng)度或剛度方面，這就失去了它們可期望的潛力。這些材料包括鋼、木、鋁和鈦等。由于這些缺點(diǎn)，航空工業(yè)對(duì)采用高級(jí)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)生了極大的興趣。適當(dāng)使用這些材料，可獲得較高的強(qiáng)度，而槳葉的結(jié)構(gòu)重量可減少50%之多。
本發(fā)明考慮的飛機(jī)槳葉使用在一反轉(zhuǎn)的螺旋槳系統(tǒng)中，這系統(tǒng)有一個(gè)具有5-15個(gè)槳葉的前螺旋槳和一個(gè)具有5-15個(gè)槳葉的反轉(zhuǎn)的后螺旋槳。這些槳葉高度后掠、葉弦寬、很薄。螺旋槳葉的翼型是以跨音速和超音速工作的。
以前的螺旋槳葉設(shè)計(jì)適于亞音速飛行。然而，當(dāng)這些槳葉用在高亞音速飛行時(shí)，許多結(jié)構(gòu)問(wèn)題引起其性能的下降。工作在很高速的槳葉的結(jié)構(gòu)問(wèn)題是由于作用在槳葉上的力和應(yīng)力引起的。作用在飛行中槳葉上的力是推力、離心力和扭力。首先，推力在槳葉產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。第二，離心力使槳葉產(chǎn)生徑向拉伸。最后扭力使槳葉繞其的徑向軸扭轉(zhuǎn)。理想的槳葉克服了這些力，減少了有效燃料消耗量。
解決槳葉問(wèn)題的辦法之一是開(kāi)發(fā)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂粘結(jié)的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。這些材料增加了推進(jìn)器設(shè)計(jì)新的靈活性。應(yīng)用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料有三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。第一，可以制造復(fù)雜的翼面結(jié)構(gòu)。第二，復(fù)合材料可減輕重量。第三，槳葉元件的動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)可特制到適合它的工作參數(shù)。本發(fā)明通過(guò)用復(fù)合材料制造槳葉、使槳葉具有強(qiáng)度和翼型結(jié)構(gòu)，為反轉(zhuǎn)的螺旋槳系統(tǒng)提供有效的槳葉，克服了現(xiàn)有技術(shù)中槳葉的問(wèn)題和缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種用單向?qū)永w維增強(qiáng)樹(shù)脂粘結(jié)的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料制造的有效的螺旋槳葉。并提供一種反轉(zhuǎn)的飛機(jī)螺旋槳葉，這種槳葉克服了槳葉高速工作中的力和應(yīng)力。
本發(fā)明的另一目的是提供一種提高反轉(zhuǎn)推進(jìn)系統(tǒng)效率的反轉(zhuǎn)飛機(jī)螺旋槳葉。
本發(fā)明還有另一目的是提供一種徑向和弦向平衡，以減少系統(tǒng)振動(dòng)和葉根部分的彎曲載荷的槳葉。
總之，這種飛機(jī)螺旋槳葉包含有若干斜疊(angleplied)的復(fù)合材料層。這些復(fù)合材料層形成第一第二外殼。第一第二外殼在前緣、后緣、根部和葉尖都有相交。前緣和后緣是后掠的，以減小葉尖部分的噪音和由于空氣的壓縮效應(yīng)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力損失。在第一第二外殼之間粘有一個(gè)金屬翼梁，以提高表面剛度。兩表面之間做有空穴，以減輕槳葉的重量。位置可調(diào)的槳葉梁前后的平衡重可使槳葉取得徑向和弦向的平衡。
槳葉是由提供的槳葉模型構(gòu)成的。該槳葉模型對(duì)每個(gè)外殼表面都有一個(gè)槳葉橫截面的等厚度區(qū)。將復(fù)合材料做成模型的形狀。第一外殼是將一些成型的復(fù)合材料層疊起來(lái)做成的。復(fù)合材料包括一些填充在低模量基體材料內(nèi)的單向纖維。各層纖維以不同方向排列，以獲得槳葉的強(qiáng)度和剛度。第二外殼以類似的方式構(gòu)成。槳葉梁固定在第一第二外殼之間。然后將泡沫填料置于預(yù)定的位置，以在外殼之間形成空穴。在槳葉梁、外殼的內(nèi)表面和泡沫填充料內(nèi)加入粘結(jié)劑。然后按照低模量基體材料的適當(dāng)?shù)墓袒芷谠诟邏焊獌?nèi)進(jìn)行固化，將粘結(jié)劑、槳葉梁、外殼和泡沫填料粘結(jié)在一起。然后再利用緊固件將外殼、槳葉梁和泡沫填料壓緊在一起。最后對(duì)槳葉進(jìn)行弦向和徑向平衡，以減小系統(tǒng)的振動(dòng)和槳葉根部的彎曲載荷。
本發(fā)明的其它目的及其固有的優(yōu)點(diǎn)，在下面帶有附圖的有關(guān)說(shuō)明，會(huì)變得更清楚。其中

圖1說(shuō)明采用本發(fā)明的槳葉的反轉(zhuǎn)螺旋槳系統(tǒng)。
圖2說(shuō)明包括槳葉梁和緊固件的前槳葉的翼面部分。
圖3說(shuō)明后槳葉的各部分，其中包括前后表面、前后緣、葉尖、概況和槳葉梁，圖4是槳葉梁的視圖，說(shuō)明其前后凹穴和平衡重。
圖5說(shuō)明槳葉模型，它有一個(gè)第一外殼的橫截面的等厚度區(qū)。
圖6說(shuō)明槳葉模型，它有一個(gè)第二外殼的橫截面的等厚度區(qū)。
圖7說(shuō)明在模具內(nèi)將外殼，槳葉梁、泡沫填料和粘結(jié)劑壓緊以構(gòu)成槳葉的方法。
圖8說(shuō)明槳葉不平衡引起系統(tǒng)振動(dòng)。
圖9說(shuō)明在徑向平衡槳葉。
圖10說(shuō)明在葉弦向平衡槳葉。
圖1說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)反轉(zhuǎn)螺旋槳系統(tǒng)?？偟恼f(shuō)來(lái)，第一螺旋槳100包括前槳葉106，它以102方向旋轉(zhuǎn)，而后螺旋槳104包括后槳葉108，它以反方向105旋轉(zhuǎn)。前螺旋槳100上的所有槳葉都是相同的，后螺旋槳104上的所有槳葉也是相同的。前槳葉和后槳葉的尺寸彼此不同。典型的前后槳葉的結(jié)構(gòu)在1988年2月12日公開(kāi)的、申請(qǐng)?zhí)枮镾/N157179的美國(guó)專利已有介紹其題為“反轉(zhuǎn)的飛機(jī)螺旋槳葉”，這專利是1986年9月19日公開(kāi)、申請(qǐng)?zhí)枮镾/N932427，現(xiàn)已廢棄的美國(guó)專利的部分繼續(xù)申請(qǐng)，為參考起見(jiàn)，有時(shí)要提到它。
參看圖2，前槳葉106有一翼面部分310，它包括葉尖312和葉根部分302。翼面部分310包括位于葉尖312和葉根部分302之間的前表面309和后表面307(隱藏的)，表面由一些充填在基體材料內(nèi)的長(zhǎng)纖維的斜疊復(fù)合層構(gòu)成。前表面309和后表面307在凸形的前緣314和凹型的后緣316相交，形成一種有如圖2所示的徑向軸322的后掠式槳葉。前表面309是凸的，而后表面是凹的。兩外殼形成表面。表面內(nèi)的金屬槳葉梁318被插在前表面309和后表面307之間并被粘結(jié)到兩外殼上，以將表面聯(lián)接到根部302。泡沫填充的前凹穴324與梁318的前緣相鄰。泡沫填充的后凹穴326與梁318的后緣相鄰。葉片106的前緣裝有前緣蒙皮(sheath)311以防止浸蝕。表面、外殼和槳葉梁穿有一些緊固件320，以防止槳葉在重載下發(fā)生解體。有些緊固件與槳葉梁的前緣和后緣相鄰，以便將表面壓緊到槳葉梁上。
參看圖3，它是說(shuō)明后槳葉結(jié)構(gòu)的。總的來(lái)說(shuō)，在形狀上后槳葉108與前槳葉106相似。后槳葉108有一包括葉尖412和葉根部分402的翼面部分410。翼面部分410包括位于葉尖412和葉根部分402之間的前表面409和后表面407(隱藏的)，它由一些斜疊(angleplied)的充填在基體材料內(nèi)的長(zhǎng)纖維復(fù)合材料層所構(gòu)成。復(fù)合層的長(zhǎng)纖維伸至整個(gè)翼面。前表面409和后表面407在凸形前緣414和凹形后緣416相交，形成有徑向軸422的后掠槳葉，如圖3所示。前表面409是凸的，而后表面407是凹的。兩表面形成一外殼復(fù)合體。復(fù)合體內(nèi)的金屬槳葉梁418被嵌在前表面409和后表面407之間，并利用結(jié)構(gòu)的粘結(jié)材料，如利用3M公司生產(chǎn)的AF3109-2K粘結(jié)材料，將梁粘結(jié)到外殼上。人們應(yīng)注意到，粘結(jié)劑是用來(lái)粘結(jié)前槳葉和后槳葉的。泡沫填充的前空穴424與梁418的后緣相鄰。聯(lián)接到前緣411的前緣蒙皮起保護(hù)作用。外殼和梁嵌入有緊固件420進(jìn)行夾固緊，以防槳葉解體。在與槳葉梁相接近的地方用第二組緊固件將外殼和槳葉梁進(jìn)行壓緊。
每一前，后槳葉均由單向纖維層構(gòu)成。纖維是單向、平排平行地充填在可塑、低強(qiáng)度、低橫量基體材料內(nèi)的。這種材料可以通過(guò)剪切將載荷從纖維傳到纖維并可將失效纖維端部的載荷重新分配到相鄰的纖維，使單根纖維失效產(chǎn)生的效應(yīng)受到限制。本發(fā)明實(shí)踐中使用的典型纖維是80%石墨和20%S-玻璃纖維的復(fù)合材料。然而，可使用許多種纖維組合，包括如Kevlar纖維，天然硼纖維和玻璃纖維組合。
雖然在后面的本發(fā)明介紹中是具體參照前槳葉來(lái)說(shuō)明的，但是在說(shuō)明的開(kāi)頭就要理解，接著也打算將本發(fā)明的裝置和方法用到后槳葉上。而且每層或?qū)拥慕M合可以用一種纖維以上。
疊層(lamimate)用多層纖維成層。每層纖維與徑向軸線322成+80，+35，-10和+35度的交錯(cuò)圖型排列。應(yīng)當(dāng)理解到，兩相鄰層可以相同的角度成層。但是，當(dāng)改變一層的角度時(shí)，要遵照上述順序。對(duì)于一個(gè)普通技術(shù)人員不難理解，為實(shí)現(xiàn)槳葉各個(gè)方向都具有所要求的強(qiáng)度特性的復(fù)合材料層，可以改變角度順序。
槳葉樹(shù)脂浸漬增強(qiáng)層壓材料(layup)產(chǎn)生一種具有良好的調(diào)諧振動(dòng)模式的空氣動(dòng)學(xué)上穩(wěn)定的槳葉。參看圖4，每一槳葉包括一個(gè)中心槳葉梁318，它用高強(qiáng)度金屬，例如鈦制成。金屬槳葉梁318被裝插在前表面和后表面之間并用適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑將其粘結(jié)到每個(gè)表面上。粘結(jié)劑提供了額外的粘結(jié)強(qiáng)度，防止槳葉解體。槳葉梁318還提高了槳葉剛度并提供了將載荷從翼面?zhèn)鞯桨ㄑ辔残伍绢^(未畫(huà)出)的根部的傳遞介質(zhì)。眾所周知，燕尾形榫頭將梁鎖定到回轉(zhuǎn)的輪殼上。
梁318的許多功能之一是將槳葉和回轉(zhuǎn)的輪殼聯(lián)接起來(lái)。如304和306虛線所示，梁具有空心凹進(jìn)去的空穴。設(shè)置這凹穴是為了容納平衡重，對(duì)槳葉繞著徑向軸線322和弦向軸線的靜態(tài)平衡。前梁凹穴304包括有一個(gè)限定在槽341內(nèi)移動(dòng)的平衡重340。因?yàn)槟?41與徑向軸線和弦向均有夾角，因此平衡重340包含有沿弦向和徑向的運(yùn)動(dòng)分量。另外，槽346內(nèi)的后平衡重342在弦向和徑向也有一運(yùn)動(dòng)分量。
前平衡重340和后平衡重342分別置于前凹穴304和后凹穴306內(nèi)。平衡重在槽內(nèi)移動(dòng)是為了實(shí)現(xiàn)槳葉的徑向平衡和弦向平衡。這種移動(dòng)可以通過(guò)將平衡重做成螺紋件在槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)。但是，也可以采用本專業(yè)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都知道的其它辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)平衡重的運(yùn)動(dòng)。也可以增加額外的平衡重以實(shí)現(xiàn)槳葉較大的質(zhì)量變化。平衡重主要是改變槳葉的質(zhì)心或矩心。
制造槳葉時(shí)，要準(zhǔn)備槳葉凹側(cè)501和凸側(cè)503的模板，如圖5和圖6所示。將單向、并排平行充填在易塑、低強(qiáng)度、低模量基體材料的纖維層鋪設(shè)在模板上并切成這層模板的形狀。在本發(fā)明實(shí)踐中使用的低模量基體材料是環(huán)氧樹(shù)脂。參看圖5和圖6，它們分別示出了槳葉凹側(cè)和凸側(cè)的模板。這些輪廓表示了槳葉每個(gè)表面橫截面的等厚度區(qū)。本質(zhì)上講，這些輪廓是與一單層纖維材料的模板一致的。例如，線500代表槳葉最內(nèi)部火的模板，而線502表示槳葉的外層模板。制作槳葉時(shí)，將單向、并排平行充填在易塑低強(qiáng)度、低模量基體材料鋪設(shè)在模板上并沿預(yù)定的纖維方向切成模板的形狀。在本發(fā)明的實(shí)踐中，是以與徑向軸線322成+80，+35，-10，+35度的的交錯(cuò)模板排列纖維的。槳葉的兩半或兩表面是彼此將每層層疊起來(lái)構(gòu)成的。因?yàn)榻n環(huán)氧樹(shù)脂層是很粘的，各層可彼此粘結(jié)在一起。這樣，槳葉的形狀便由兩半或兩個(gè)外殼組成，一個(gè)形成凸表面，一個(gè)形成凹表面。
參看圖7，第一外殼被引入模具510內(nèi)，這樣具有預(yù)成形到這外殼形狀的。漿葉梁318是利用一般有關(guān)普通技術(shù)人員都知道的辦法，利用將槳葉梁318壓緊在模具上的對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)內(nèi)，將其沿徑向軸線322對(duì)準(zhǔn)。前緣凹穴是通過(guò)將一凹穴型的泡沫件512置于埃近槳葉梁318前緣處形成的。后緣凹穴是通過(guò)將一凹穴型的泡沫件514置于與靠近槳葉梁318后緣處形成的。在梁318的每側(cè)額外添加一些粘結(jié)劑，以便可靠地將槳葉梁固定到第一外殼502上。將第二外殼503定位并與第一外殼、槳葉梁和泡沫填料對(duì)準(zhǔn)并封閉在模具內(nèi)。根據(jù)制造中使用的環(huán)氧樹(shù)脂的固化周期，將模具加熱到一預(yù)定的溫度并保溫一預(yù)定的時(shí)間。將槳葉從模具取出進(jìn)行冷卻。將多余的樹(shù)脂從槳葉邊緣和根都修整掉。對(duì)本專業(yè)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已熟知，前緣保護(hù)器是用真空裝袋法固定的。然后，將緊固件從一表面通過(guò)槳葉到另一表面進(jìn)行固定，以獲得額外的強(qiáng)度，防止槳葉元件在載荷作用下分離。當(dāng)然，存在相當(dāng)多可取的制作復(fù)合結(jié)構(gòu)的其它方法。生產(chǎn)大量槳葉的制作方法要利用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)完成。但是，很顯然，自動(dòng)化技術(shù)要完全遵照上面論述的方法。
槳葉制作之后，要對(duì)兩個(gè)力矩軸進(jìn)行靜態(tài)平衡。要將因未校準(zhǔn)的回轉(zhuǎn)槳葉的矩心引起的轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡減至最小。例如，圖8中說(shuō)明兩槳葉圍繞中心線12轉(zhuǎn)動(dòng)。如果槳葉24的矩心22與槳葉26的矩心25在徑向和軸向不對(duì)正，就會(huì)引起回轉(zhuǎn)不平衡。例如，徑向距離28大于徑向距離30，就會(huì)出現(xiàn)徑向不平衡。同樣，如果兩槳葉沒(méi)有在同一軸向位置對(duì)正，也會(huì)產(chǎn)生不平衡。軸向位置被定義為與通過(guò)矩心的垂線相交的軸線(中心線12)位置。任何不平衡都會(huì)產(chǎn)生螺旋槳系統(tǒng)的振動(dòng)，引起功率損失，或者在極端情況下，會(huì)破壞螺旋槳系統(tǒng)。因此，為了減少振動(dòng)，這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡(MW1-MW2)要最小。其中MW1是第一槳葉的質(zhì)量和重量(圖8)，MW2是第二槳葉的質(zhì)量和重量。
為了消除這些問(wèn)題，槳葉在徑向和軸向(弦向)要平衡。第一軸是徑向軸，第二軸是弦向軸。參看圖9，槳葉由一稱重裝置10夾住。這種稱重裝置可以是一種簡(jiǎn)單的平衡秤重裝置，它有一個(gè)將裝置調(diào)零的法碼12和一個(gè)測(cè)量槳葉重量的秤。首先用眾所周知的方式測(cè)量槳葉的自重。
然后確定徑向軸的矩重(moment weight)。徑向矩重等于WX1，W是自重(pan weight)，X1是支軸到矩心32的距離。矩重(moment weight)由秤14表示。因?yàn)閺较蚓刂睾妥灾厥且阎模訶1可以確定。因此螺旋漿上的一些槳葉的X1可以確定，其中Ⅰ代表第Ⅰ個(gè)槳葉。下一步是確定螺旋槳葉的弦向矩距離的分布。
參看圖10，采用同樣的秤重裝置10來(lái)確定弦向矩。將槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)90度，使之能確定矩心32的軸向位置。弦向矩重等于WY1，其中W是槳葉片的自重，Y是第1個(gè)槳葉矩心的軸向位置。軸向位置Y可以通過(guò)移動(dòng)前后平衡重來(lái)改變。對(duì)于一組槳葉，選擇一預(yù)定的Y1。然后修正每一槳葉，使矩心的軸向位置每個(gè)槳葉都相同。這是通過(guò)對(duì)每槳葉進(jìn)行仔細(xì)地定位、加減前后平衡重來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)整Y1的。槳葉經(jīng)過(guò)平衡修正使矩心的軸向位置相同以后，然后校準(zhǔn)矩心的徑向位置。這工作是通過(guò)在保持矩心的軸向位置不變的情況下，對(duì)根部的重量進(jìn)行加減來(lái)完成的。例如，假設(shè)對(duì)根部增嚕兩盎司，給前平衡重增加一盎司，對(duì)后平衡重增加一盎司。以此方法，在保持矩心軸向位置不變情況下，改變矩心的徑向位置。申請(qǐng)者發(fā)現(xiàn)，這種兩軸(雙坐標(biāo))靜態(tài)平衡方法可獲得轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉的足夠的動(dòng)態(tài)平衡。
這樣，便已說(shuō)明了構(gòu)造具有高度后掠、寬葉弦、很薄的槳葉的反轉(zhuǎn)飛機(jī)螺旋槳系統(tǒng)的方法。槳葉由一種復(fù)合的層壓材料構(gòu)成的兩個(gè)外殼制成。這復(fù)合層壓材料由一些充填在低模量基體材料的單向纖維構(gòu)成。槳葉梁安插在兩外殼之間。在槳葉梁和外殼之間加上粘結(jié)劑以提高粘結(jié)強(qiáng)度。將泡沫填料置于兩外殼之間的預(yù)定位置，以形成槳葉內(nèi)的空穴。根據(jù)基體材料的適當(dāng)固化周期利用高壓釜固化方法，將外殼、槳葉梁、泡沫填料和粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。將螺母、螺栓之類的緊固件通過(guò)槳葉聯(lián)接，以提供附加的強(qiáng)度，使槳葉在載荷作用下仍固定在一起。將前緣裝上前緣蒙皮以保護(hù)前緣。
上述方案只說(shuō)明本發(fā)明的一種實(shí)施方案，對(duì)熟悉本專業(yè)領(lǐng)域的人來(lái)說(shuō)，可以對(duì)它進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明不只局限于這里所述的實(shí)施方案，而是受申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)所規(guī)定的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種用復(fù)合材料制造槳葉的方法，復(fù)合材料具有充填在易塑、低強(qiáng)度、低模量的基體材料內(nèi)的單向高模量的纖維內(nèi)，該槳葉包括在葉尖和葉根部分后掠前緣和后掠后緣相交的第一第二表面，槳葉還包括槳葉梁。該方法包括下列步驟(a)制造模板，模板表示槳葉每個(gè)表面橫截面的等厚度區(qū)；(b)按照模板將復(fù)合材料成型，以形成第一和第二外殼；(c)在第一第二外殼之間固定葉片梁。(d)將泡沫填料放置到一預(yù)定位置，以便在外殼之間形成凹穴。(e)根據(jù)低模量基體材料的適當(dāng)固化周期，對(duì)槳葉加熱，使槳葉梁、泡沫填料，第一和第二外殼粘結(jié)在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中的粘結(jié)步驟(e)還包括將粘結(jié)劑施加到槳葉梁、泡沫填料以及第一和第二外殼的內(nèi)面、以保持槳葉結(jié)構(gòu)的整體性的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法還包括將槳葉梁夾緊在第一和第二外殼之間，以防止槳葉梁扭轉(zhuǎn)或脫離外殼的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括這樣的步驟將一些緊固件通過(guò)槳葉梁插入第一第二外殼，以便把槳葉梁固定到外殼上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該方法還包括這樣的步驟將一些緊固件在與漿葉梁的后緣和前緣鄰近的位置插入外殼內(nèi)，以便在梁和外殼之間獲得結(jié)構(gòu)的整體性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括沿漿葉前緣裝上一前緣保護(hù)層的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，其中的槳葉還包括可在徑向和弦向移動(dòng)的第一和第二平衡重，平衡重是為了確定槳葉的矩心進(jìn)行移動(dòng)的。該方法還包括下列步驟(f)在弦向的第一預(yù)定位置，通過(guò)調(diào)整第一第二平衡重，定出矩心;(g)以徑向的第二預(yù)定位置，通過(guò)修正第一和第二平衡重，定出矩心。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該方法還包括下列步驟(h)在弦向測(cè)出一組葉片的矩心位置;(i)選擇弦向一標(biāo)準(zhǔn)的矩心位置，以減少矩心位置的分散;(j)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的矩心位置，定出每一槳葉的矩心。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于該方法還包括下列步驟(k)測(cè)定徑向矩心的位置;(l)在以標(biāo)準(zhǔn)的弦向矩心位置保持矩心位置不變的情況下，選擇一徑向標(biāo)準(zhǔn)矩心位置，以減小徑向矩心位置的分散。(m)按照徑向的標(biāo)準(zhǔn)矩心位置，定出一組葉片的每個(gè)葉片的矩心。
10.一種用于保持復(fù)合材料漿葉結(jié)構(gòu)整體性的方法，該復(fù)合材料含有充填在易塑低強(qiáng)度、低模量基體材料內(nèi)的單向高模量并排并行的纖維，槳葉是高度后掠的，寬葉弦和很薄的。該方法包括下列步驟(a)提供槳葉的第一、第二外殼，每一外殼代表半個(gè)槳葉，每一外殼都有一組相應(yīng)于槳葉輪廓的復(fù)合材料疊層并具有代表排列在各個(gè)方向的復(fù)合層的纖維;(b)在外殼的內(nèi)表面施加粘結(jié)劑;(c)在第一和第二外殼之間裝置漿葉梁;(d)根據(jù)基體材料預(yù)定的固化周期，通過(guò)在高壓釜或類似設(shè)備對(duì)低模量的基體材料進(jìn)行固化，將槳葉梁和第一第二外殼粘結(jié)在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該方法還包括這樣的步驟將外殼和漿葉梁夾緊在一起，以保持槳葉的結(jié)構(gòu)整體性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，其中的夾緊步驟包括將第一第二外殼和槳葉梁通過(guò)一些緊固件將外殼和漿葉梁固定在一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的所述方法，其特征在于該方法還包括這樣的步驟在與漿葉梁前緣的鄰近處，將第一第二外殼通過(guò)一些緊固件進(jìn)行固定。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該方法還包括這樣的步驟在與槳葉梁后緣的鄰近處，將第一、第二外殼通過(guò)一些緊固件進(jìn)行固定。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于該方法還包括在徑向和弦向平衡槳葉的步驟。
16.一種利用若干復(fù)合材料層制造槳葉的方法，每一層都有充填在易塑、低模量、低強(qiáng)度基體材料內(nèi)的單向的并排平行高模量的纖維。該槳葉包括由復(fù)合材料層構(gòu)成的第一第二外殼，兩外殼在葉尖和葉根部分以及帶后掠的前，后緣處相交，槳葉還包括槳葉梁。該方法包括下列步驟(a)為每一層提供一個(gè)模板，模板表示每外殼每層槳葉的橫截面的等厚度區(qū);(b)根據(jù)模板成型復(fù)合材料層，以形成第一、第二外殼，每一外殼代表半個(gè)槳葉;(c)在第一第二外殼之間安裝槳葉梁;(d)在預(yù)定的位置放置泡沫填料，以在外殼之間形成空穴。(e)給槳葉梁、泡沫填料和第一、第二外殼的內(nèi)面填充粘結(jié)劑，以保持槳葉結(jié)構(gòu)的整體性。(f)根據(jù)低模量基本材料適當(dāng)?shù)墓袒芷冢訜針~，將槳葉梁，第一、第二外殼粘結(jié)在一起。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于該方法還包括這樣的步驟將外殼和槳葉梁夾緊在一起，以保持槳葉結(jié)構(gòu)的整體性。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于其中的夾緊步驟包括將第一外殼、槳葉梁和第二外殼穿過(guò)一些緊固件將它們固定在一起。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于該方法還包括這樣的步驟在槳葉梁前緣的鄰近處，將第一、第二外殼穿過(guò)一些緊固件進(jìn)行固定。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于該方法還包括這樣的步驟在槳葉梁后緣的鄰近處，將第一第二外殼穿過(guò)一些緊固件進(jìn)行固定。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于該方法還包括在徑向和弦向平衡槳葉的步驟。
22.一種用于平衡復(fù)材料漿葉的方法，該復(fù)合材料含有單向并排平行的高模量纖維，纖維被充填在易塑、低強(qiáng)度、低模量的基體材料內(nèi)。槳葉包括有彼此在葉尖和葉根部分后掠前緣和后掠后緣相交的第一第二表面。槳葉還包括可在徑向和弦向移動(dòng)的第一、第二平衡重，平衡重是為了確定槳葉矩心位置用的，該方法包括下列步驟(a)以弦向第一預(yù)定位置，調(diào)整第一第二平衡重，確定矩心。(b)以徑向第二預(yù)定位置，修正第一第二平衡重，確定矩心。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于該方法還包括下列步驟(c)測(cè)量一組漿葉弦向的矩心位置。(d)選擇弦向一標(biāo)準(zhǔn)矩心位置，以減小矩心位置的分散。(e)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)矩心位置，定出每一槳葉的矩心。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于該方法還包括下列步驟(f)測(cè)量徑向矩心物質(zhì);(g)在以標(biāo)準(zhǔn)的弦向矩心位置保持矩心位置不變的情況下，選擇一標(biāo)準(zhǔn)的徑向矩心位置，以減小徑向矩心位置的分散;(h)根據(jù)徑向標(biāo)準(zhǔn)矩心位置，定出一組槳葉中的每個(gè)漿葉的矩心。
全文摘要
發(fā)明一種飛機(jī)螺旋槳葉，它由兩個(gè)復(fù)合材料疊層的外殼組成，兩外殼間粘結(jié)有一金屬槳葉梁，在兩外殼之間所要求的位置放置有泡沫填料件。然而對(duì)葉片進(jìn)行徑向和弦向平衡。
文檔編號(hào)B29K105/06GK1042692SQ89103688
公開(kāi)日1990年6月6日 申請(qǐng)日期1989年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月14日
發(fā)明者喬埃·林·納爾遜, 悉尼·貝克·埃爾斯頓, 曾無(wú)恙, 馬丁·卡爾·赫姆斯沃斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司