旋翼飞行器的旋翼头部及其制造和组装方法
【专利摘要】一种旋翼飞行器的旋翼头部（20），具有机身、延伸至机身上方的旋翼主轴（21）或旋翼轴（22）。多个旋翼桨叶（23-26）从旋翼主轴/轴径向地伸出，将桨叶附连于旋翼主轴/轴的桨叶附连装置（2）允许桨叶进行拍动、俯仰以及摆振桨叶运动。流线形/空气动力学形状的毂盖（3）封围旋翼主轴/轴及桨叶附连装置。整流罩/毂盖形成用于旋翼主轴/轴的腔室并有用于每个桨叶的周向切口，这些桨叶通过周向切口从旋翼主轴/轴径向地伸出。这些切口的尺寸制成为适应桨叶与桨叶附连装置（2）在运行中遇到的所有运动。该旋翼头部用于整体旋翼飞行器的阻力减小。还涉及一种制造和组装本发明旋翼头部（20）的部件的方法。
【专利说明】旋翼飞行器的旋翼头部及其制造和组装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有权利要求1所述特征的旋翼飞行器的旋翼头部。本发明还涉及具有权利要求11所述特征的制造和装配该旋翼飞行器的旋翼头部的方法。
【背景技术】
[0002]具有流线形机身和可伸缩起落架的直升飞机的高速设计会显著地增大旋翼毂和挂架对于总寄生阻力的百分比贡献。
[0003]Wagner.S.N.在1973年的124号的AGARD (航天研究与发展咨询组)会议论文集的第8号文件的5-1至5-12页上发表的“评估直升飞机阻力的问题”的文献披露了一种旋翼头部，该旋翼头部根据机身设计，即具有还是不具有后部承载能力、伸缩轮子还是滑橇、动态还是静态进气口，贡献20-50 %的总直升飞机阻力。
[0004]通常，主轴整流罩遮盖敞口旋翼头部的斜板，而毂盖放置在主轴整流罩的末端处。因此，需要进行检查的所有构件都可通过爬上发动机罩来触及。因此，进行检查无需拆卸任何构件。
[0005]如果转动部件和静止部件之间的密封是完整的，则整个整流罩即可提供充足的阻力利益，然而密封的磨损是不可避免的。由于在旋翼转动期间在毂盖表面上会产生过大压力和不足压力，空气流入和流出整个整流罩则会产生“泵送”现象。
[0006]文献US3056456A披露了一种围绕主轴末端和桨叶附连件的整流罩。该整流罩延伸至摆振铰链的外部。毂整流罩自身闭合并且与主轴整流罩分开。这允许具有桨叶折叠机构。毂整流罩与旋翼主轴脱开并且跟随桨叶运动。复杂的弹簧机构使整流罩构件保持彼此接触，使得空气无法在整流罩内部流动。
[0007]文献US321781IA披露了一种整流罩，该整流罩覆盖旋翼毂并且用主轴整流罩密封。该旋翼头部整流罩附连于主轴，但可围绕与主轴轴线共轴的轴线自由转动。因此，该旋翼头部整流罩并不由桨叶支承，而是跟随桨叶的摆振运动。通过切到整流罩中的桨叶切口来确保桨叶拍动和俯仰。
[0008]文献US3310120A披露了一种围绕毂的闭合整流罩和具有桨叶折叠功能的桨叶套。通过滑动连接来确保不同整流罩构件、即跟随毂转动的整流罩构件和跟随桨叶摆振运动的其它整流罩构件之间的相对运动。通过桨叶和围绕这些桨叶的整流罩之间的间隙来确保桨叶摆动和俯仰。
[0009]文献US4212588A披露了空气通过桨叶切口流入和流出毂整流罩。内部分隔件将整流罩分成各个腔室，每个腔室与一个切口相对，防止空气流过整流罩并看管由此产生的阻力。
[0010]文献US4566856A描述了具有带整流罩头部的不同旋翼头部系统。
[0011]文献GB2158797A披露了空气动力学可挠曲整流罩，该整流罩用于覆盖旋翼飞行器上的旋翼连接件。
[0012]文献US7510377A披露了一种用于倾转旋翼飞行器的整流罩，其中在转动和非转动部件之间使用接触密封。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是提供一种旋翼飞行器的旋翼头部，用于整体旋翼飞行器的阻力减小。本发明的又一目的是提供一种具有寿命足够长的旋翼飞行器的阻力减小旋翼头部。
[0014]本发明的又一目的是提供一种制造和组装旋翼飞行器的此种旋翼头部的方法，使得能易于检查和维护旋翼头部的部件，例如桨距控制杆和桨叶螺栓。
[0015]该解决方案是具有本发明权利要求1所述特征的旋翼飞行器的旋翼头部。又一解决方案是具有本发明权利要求11所述特征的制造和组装直升飞机的此种旋翼头部的方法。本发明的较佳实施例由本发明的从属权利要求来体现。
[0016]根据本发明，具有机身的旋翼飞行器的旋翼头部包括旋翼主轴或旋翼轴，该旋翼主轴或旋翼轴在所述机身上方延伸到所述旋翼头部中。多个旋翼桨叶从所述旋翼主轴或旋翼轴伸出。诸如用于每个桨叶的桨叶套之类的、用于将所述桨叶附连于所述旋翼主轴或旋翼轴的装置允许所述桨叶进行拍动、俯仰以及摆振桨叶运动。整流罩或空气动力学形状的毂盖封围所述旋翼主轴或旋翼轴以及所述桨叶附连装置，所述整流罩/毂盖形成用于所述旋翼主轴或旋翼轴的腔室，并且具有用于每个桨叶的周向切口，所述桨叶穿过该周向切口从所述旋翼主轴或旋翼轴径向地伸出。所述切口尺寸制为成适应在运行中遇到的所有桨叶运动或在切口处围绕所述桨叶的所有所述桨叶附连装置的运动。所述切口中的每个都设有至少一个裙部，该至少一个裙部安装于各个所述切口的周缘。所述至少一个裙部指向桨叶，该桨叶延伸穿过具有所述至少一个裙部的所述切口。每个桨叶、即每个桨叶套都由至少一个桨叶轴颈围绕。每个桨叶轴颈都与所述至少一个裙部一起提供非接触迷宫式密封，转动部件上的所述迷宫式密封通过控制空气穿过各个、即一个或多个腔室/层级的通过而提供非接触密封作用，附带着形成受控空气涡旋以增大压损。
[0017]本发明旋转机翼飞行机器旋翼头部，即具有用于完全流线形主旋翼头部的非接触密封原理，由若干构件构成，这些构件能被分成三组:固定构件，这些固定构件属于主轴整流罩并且连接于机身结构；转动构件，这些转动构件连接于旋翼主轴，而该旋翼主轴末端接有毂盖；以及附连于桨叶的构件；这些构件遵循桨叶的转动、拍动以及俯仰运动。为了避免完全流线形毂内部的空气流动，在整流罩的固定部件和转动部件之间以及在连接于桨叶的构件和主轴末端之间设计有迷宫式密封。流线形或空气动力学形状的毂盖确保寄生阻力的减小，而迷宫式密封负责使得由于流入和流出整个整流罩的空气产生的阻力最小。
[0018]系统构造成能够通过拧开若干螺栓而快速地拆卸毂盖，以便进行视觉和人工检查。本发明的旋翼头部可应用于任何现有的旋翼头部系统。
[0019]本发明的优点是:
[0020]减小毂的寄生阻力，还减小旋翼头部和桨叶附连区域的湍流。
[0021]增加旋翼飞行器的升力。
[0022]增加尾翼效率并减小由于旋翼毂尾流与尾翼“尾部摇动”相互作用产生的振动。
[0023]增大相同发动机功率输出下的旋翼飞行器的速度。
[0024]减小匀速飞行器的燃料消耗。
[0025]保护旋翼头部部件不受外来物体(例如，风沙侵蚀)的影响。[0026]旋翼头部部件之间无需任何接触密封，由此不产生磨损或磨蚀。
[0027]允许易于拆卸毂盖，由此能够用肉眼且人工地检查旋翼头部。
[0028]与同等标准的“敞口 ”毂盖和主轴整流罩相比，重量只略有增大。
[0029]对于系统寿命没有不利影响会。
[0030]易于执行非接触式完全流线形主旋翼的维护和强制性飞行前检查。
[0031 ] 此种系统作一些小修改就可以翻新改进。
[0032]本发明的系统能应用在不同的旋翼头部系统上，例如无轴承、无铰链、球柔性、完全铰链式。
[0033]不管桨叶数量如何，本发明的系统都能应用在旋翼头部上。
[0034]本发明的集成设计产生最小的生产成本和公差。
[0035]根据本发明的较佳实施例，迷宫式密封是非接触式的，从而空气能在毂盖的外裙部和内裙部以及桨叶轴颈之间流动并进入完全流线形旋翼头部的内部。
[0036]根据本发明的又一较佳实施例，提供非转动主轴整流罩，所述主轴整流罩基本上沿着与整流罩/毂盖的界面而与整流罩/毂盖共轴。非转动主轴整流罩设有主轴整流罩唇部，而毂盖设有毂盖唇部，所述主轴整流罩唇部和所述毂盖唇部设置成提供旋翼头部的转动部件和用于本发明旋翼头部的非转动主轴整流罩之间的密封功能。主轴整流罩唇部和下部毂盖唇部提供一级迷宫式密封，以阻止空气进入毂盖的内部容积。
[0037]根据本发明的又一较佳实施例，所述整流罩/毂盖包括至少一个下部裙部，该至少一个下部裙部设置成用于与所述至少一个桨叶轴颈形成非接触迷宫式密封，以改善已通过主轴整流罩唇部获得的密封效率。下部裙部、主轴整流罩唇部以及毂盖唇部的相应功能彼此对应。
[0038]根据本发明的又一较佳实施例，肋部从内侧安装于毂盖，将毂盖内部的容积分成与旋翼桨叶同样多的腔室(本示例中是四个)，以防止空气在毂盖内部自由地流动并同时增加毂盖刚度。除了在相对于彼此进行相对运动是毂盖和主轴整流罩之间提供迷宫式密封以夕卜，毂盖内部分出的容积额外地减小“泵送效应”。
[0039]根据本发明的又一较佳实施例，毂盖通过可释放连接构件连接于旋翼主轴。能通过拆除检修盖、拧开若干螺栓并提升毂盖来拆卸毂盖。可释放连接构件允许容易地通过肉眼并且人工检查毂盖内部的部件。
[0040]根据本发明又一较佳实施例，透明窗口或可拆除维护盖应用在毂盖上以及主轴整流罩上以允许进行飞行前检查。附加的窗口/维护盖在整流罩中设计成检查给定的斜板和桨距杆。
[0041]根据本发明又一较佳实施例，制造和组装旋翼头部的部件的方法包括以下步骤:
[0042]在一个多段式阴模中制造毂盖、毂盖唇部、上部内裙部、下部内裙部以及连接构件，
[0043]由纤维加强聚合物制造整个整流罩，即检修盖、桨叶轴颈、肋部、上部外裙部、下部外裙部、主轴整流罩唇部以及毂盖唇部，
[0044]将上部外裙部和肋部永久地粘结于基础毂盖，
[0045]通过拧开以及拆除检修盖来拆除/安装毂盖，以够及将连接构件、上部内裙部以及下部内裙部固定于旋翼主轴的螺钉，以及[0046]连接主轴整流罩和主轴整流罩唇部，该主轴整流罩和主轴整流罩唇部由具有蜂窝结构的碳纤维制成。本发明的方法能够易于拆卸或打开本发明的完全流线形旋翼头部，以能够易于检查并维护旋翼头部的各部件，例如桨距控制杆和桨叶螺栓。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]将参照下述说明和附图来描述本发明的较佳实施例。
[0048]图1示出根据本发明的具有整流罩的旋翼飞行器的旋翼头部的示意总体图，
[0049]图2示出不具有桨叶轴颈的、图1所示旋翼飞行器的旋翼头部的示意总体图，
[0050]图3示出根据本发明的具有整流罩的旋翼飞行器的旋翼头部的示意俯视图，
[0051]图4示出根据本发明的具有整流罩的旋翼飞行器的旋翼头部的、沿着通过主轴轴线的垂直平面剖取的剖视图，
[0052]图5示出根据本发明的具有整流罩的旋翼飞行器的旋翼头部的、沿着正交于主轴轴线的平面剖取的剖视图，
[0053]图6示出根据本发明的旋翼飞行器的旋翼头部的、沿着通过主轴的垂直平面剖取的剖视图，并示出整流罩的密封细节，
[0054]图7示出根据本发明的旋翼飞行器的旋翼头部的剖视图，并示出整流罩的又一些密封细节，
[0055]图8示出根据本发明的旋翼飞行器的旋翼头部的剖视图，并示出整流罩的又一些密封细节，
[0056]图9示出根据本发明的旋翼飞行器的旋翼头部的剖视图，并示出整流罩的又一些密封细节，
[0057]图10示出根据本发明的旋翼飞行器的旋翼头部的剖视图，并示出整流罩的又一些密封细节，
[0058]图11示出旋翼飞行器的旋翼头部的剖视图，并示出图9所示整流罩的又一些密封细节的变型，
[0059]图12示出旋翼飞行器的旋翼头部的剖视图，并示出图8所示整流罩的又一些密封细节的变型，以及
[0060]图13示出根据本发明的旋翼飞行器的旋翼头部的剖视图，并示出整流罩的又一种密封。
【具体实施方式】
[0061]参见图1-4，旋翼飞行器(未示出)的旋翼头部20安装在机身(未示出)的顶部。旋翼主轴21或旋翼轴22向上延伸穿过主轴整流罩1，高过所述机身并进入所述旋翼头部20。非转动主轴整流罩I设有向上定向的主轴整流罩唇部12，该主轴整流罩唇部与所述旋翼主轴21或旋翼轴22共轴。主轴整流罩I由具有蜂窝状芯部的玻璃纤维加强塑料制成。主轴整流罩唇部12由碳纤维加强塑料制成。
[0062]垂直平面沿着旋翼主轴21或旋翼轴22的轴线，而正交平面垂直于旋翼飞行器的旋翼头部的所述主轴或轴的轴线。
[0063]四个旋翼桨叶23-26都通过可分桨叶附连装置径向地安装于旋翼主轴21或旋翼轴22，用以随着旋翼头部20 —起转动。所述桨叶附连装置包括四个桨叶套2，该四个桨叶套分别是所述桨叶23-26中每个桨叶的一部分。
[0064]流线形/空气动力学形状的毂盖3安装于旋翼主轴21，用以随着所述旋翼轴22 —起转动。所述流线形/空气动力学形状的毂盖3和桨叶轴颈6 (参见图5)封围所述旋翼主轴21或旋翼轴22、桨距控制杆附连件30 (参见图7)以及所述桨叶套2包括在旋翼主轴21或旋翼轴22和桨叶轴颈6之间的部分。所述毂盖3设有大致圆形的检修盖4，该检修盖基本上共轴地位于所述旋翼主轴21或旋翼轴22上方。所述毂盖3藉由帽形连接构件5共轴地螺纹连接于所述旋翼主轴21或旋翼轴22。连接构件5由纤维加强聚合物、例如碳纤维加强塑料制成。
[0065]所述毂盖3设有毂盖唇部13，该毂盖唇部朝向主轴整流罩I定向并且大致与所述旋翼主轴21或旋翼轴22共轴。所述下部毂盖唇部13与上部主轴整流罩帽盖12相互作用以作为一级迷宫式密封，以阻止空气进入或离开毂盖3。
[0066]所述毂盖3相应地具有分别用于各个所述桨叶23-26的周向切口，以使得具有所述相应桨叶套2的所述四个桨叶23-26能从所述旋翼主轴21或旋翼轴22径向地伸至毂盖3的外部。所述切口的尺寸制成为适应具有所述桨叶套2的所述桨叶23-26在运行中遇到的所有运动，即拍动、俯仰和摆振桨叶运动。所述桨叶23-26的摆振桨叶运动通过摆振衰减器27来衰减，这些摆振衰减器安装于桨叶套2的、靠近旋翼主轴21的自由端部。
[0067]各个所述切口设有上部外裙部8和上部内裙部9，该上部外裙部和上部内裙部沿着各个所述切口的大致上周缘安装在毂盖3上。各个所述切口还设有下部外裙部10和下部内裙部11。所述下部外裙部10和所述下部内裙部11中的每个裙部都藉由两点机械连接形式，例如螺钉(未示出)安装于各个所述切口的一个侧部28，穿过相关联桨叶23-26的下方以及所述主轴整流罩I的上方，而到达与各个所述切口的侧部28相对的侧部29。下部外裙部10和下部内裙部11可释放地安装于相对侧部29，并且可枢转地安装于(未示出)所述切口的一个侧部28。各个裙部8-11都指向桨叶23-26，且这些桨叶延伸穿过具有所述裙部8-11的所述切口。裙部8-11由碳纤维加强塑料制成。
[0068]上部裙部8、9与下部裙部10、11都连结在一起。通过拆卸毂盖3并且拧开可释放两点机械连接形式，下部裙部10、11能绕固定螺钉枢转而为桨叶套2留出通道，使得毂盖3能与下部裙部10、11 一起拆除。随着毂盖3转动的下部裙部10、11与静止的主轴整流罩唇部12相互作用用作密封。
[0069]桨叶轴颈6安装在每个相关联的桨叶附连装置上，即桨叶23-26上靠近切口的桨叶套2上。每个桨叶轴颈6设置成从桨叶套2向外延伸到毂盖3的内裙部9、11和外裙部
8、10之间，以提供非接触两级迷宫式密封，来阻止空气流过毂盖3的切口。桨叶轴颈6由碳纤维加强塑料制成。
[0070]裙部8-11和桨叶轴颈6设计成在它们穿过相应切口时并不限制桨叶23-26的运动。裙部8-11中分别朝向相关联桨叶23-26中一个定向的每个周缘是极限飞行条件中所有可能的桨叶运动以及变形的包络线，使得相应的桨叶套2并不触碰裙部8-11。桨叶轴颈6的每个周缘分别从相关联桨叶23-26中的一个朝向裙部8-11之间的相应间隙定向，从而允许极限飞行条件中的所有可能桨叶运动和变形，使得桨叶轴颈6的相应周缘既不触碰裙部8-11又不触碰相应切口的内周缘。所考虑的桨叶角在-18.6至+25°的俯仰角之间、+5.1至11.6°的襟翼角之间以及+0.9至7.1°的摆振角之间变化。迷宫式密封是非接触式的，使得空气能在相应的外裙部8、10、桨叶轴颈6以及内裙部9-11之间流动，以进入并离开旋翼头部20的转台状腔室。
[0071]毂盖3的碳纤维层、毂盖唇部13、上部内裙部9、下部内裙部11以及连接构件5沿载荷方向定向，并且局部地补充有蜂窝芯部用于改进刚度。
[0072]参见图5，相对应的特征利用图1-4所示的附图标记来指代。沿着图4的剖线A-A剖取的水平剖视图示出旋翼主轴21，且所附连的桨叶23-26径向地延伸通过毂盖3中的切口。肋部7设置在旋翼主轴21和毂盖3之间。肋部7由碳纤维加强塑料制成。
[0073]桨叶轴颈6从每个桨叶套2延伸到上部裙部8、9之间。
[0074]参见图6，相对应的特征利用图1-5所示的附图标记来指代。沿着图3的剖线G-G剖取的垂直剖视图示出穿过主轴整流罩I的旋翼主轴21，而所附连的桨叶23-26径向地延伸通过毂盖3中的切口。
[0075]桨叶轴颈6从每个桨叶套2朝向非接触迷宫式密封的上部外裙部8和上部内裙部9之间并且朝向下部外裙部10和基本上U形的下部内裙部11之间延伸。
[0076]参见图7，相对应的特征利用图1-6所示的附图标记来指代。图5的细部C放大剖视图示出所附连的桨叶26与周围的桨叶套2的截面，该桨叶径向地延伸穿过毂盖3中的切口。肋部7从毂盖3朝向旋翼主轴(未示出)延伸。用于桨距控制杆(未示出)的桨距控制杆附件30与桨叶套2成一体。
[0077]弧形桨叶轴颈6从桨叶套2朝向迷宫式密封的上部外裙部8和上部内裙部9之间延伸。上部外裙部8连结于多边形上部内裙部9。
[0078]参见图8，相对应的特征利用图1-7所示的附图标记来指代。图6的细部E放大剖视图示出所附连的桨叶24与周围的桨叶套2的截面，该桨叶24径向地延伸穿过毂盖3中的切口。摆振衰减器27安装于桨叶套2。
[0079]弧形桨叶轴颈6从桨叶套2朝向非接触迷宫式密封的上部外裙部8和上部内裙部9之间延伸。上部外裙部8连结于多边形的上部内裙部9。上部内裙部9和桨叶轴颈6之间具有上部间隙15，该上部间隙具有40mm(±35mm)的最小距离。
[0080]参见图9，相对应的特征利用图1-8所示的附图标记来指代。图4的细部B放大剖视图示出非转动主轴整流罩I和转动毂盖3的截面。
[0081]上部主轴整流罩唇部12从主轴整流罩I沿着毂盖唇部13径向向外延伸，该毂盖唇部朝向主轴整流罩I定向。所述下部毂盖唇部13与上部主轴整流罩唇部12相互作用以用作非接触迷宫式密封。上部主轴整流罩唇部12和毂盖唇部13之间具有下部间隙14，该下部间隙具有20mm(± 15mm)的最小距离。
[0082]参见图10，相对应的特征利用图1-9所示的附图标记来指代。图6的细部H放大剖视图示出非转动主轴整流罩I和转动桨叶轴颈6的截面。
[0083]上部主轴整流罩唇部12从主轴整流罩I大致地沿着桨叶轴颈6且在该桨叶轴颈6的径向外部朝向桨叶套2延伸。基本上U形的下部内裙部11设有大致水平的基部和朝向毂盖3向上定向的唇部。桨叶轴颈6从桨叶套2朝向下部内裙部11延伸，该下部内裙部具有大致水平的基部，且该下部内裙部11的径向内侧唇部朝向毂盖3向上定向。所述主轴整流罩唇部12和下部内裙部11与桨叶轴颈6相互作用以用作非接触迷宫式密封。[0084]参见图11，相对应的特征利用图1-10所示的附图标记来指代。图4的又一细部B放大剖视图示出非转动主轴整流罩唇部12和转动毂盖3的截面。
[0085]上部主轴整流罩唇部12从主轴整流罩I沿着毂盖唇部13径向向外延伸，该毂盖唇部13朝向主轴整流罩I定向。所述下部毂盖唇部13与上部主轴整流罩唇部12相互作用以用作非接触迷宫式密封，其中在上部主轴整流罩唇部12和毂盖唇部13之间具有下部间隙14。
[0086]附加裙部31从毂盖3径向向外并且从主轴整流罩12径向向外粘结在转动毂盖3的底部上。所述至少一个附加裙部31与主轴整流罩I的非转动主轴整流罩唇部12互锁，以增强迷宫式密封的功能。
[0087]附加的内侧裙部32从毂盖唇部13径向向内粘结于非转动主轴整流罩1，允许转动毂盖3进行任何垂直运动。
[0088]参见图12，相对应的特征利用图1-11所示的附图标记来指代。图6的细部E放大剖视图示出所附连的桨叶24与周围的桨叶套2的另一截面，该桨叶径向地延伸穿过毂盖3中的切口。摆振衰减器27安装于桨叶套2。
[0089]弧形桨叶轴颈6从桨叶套2朝向非接触迷宫式密封的上部外裙部8和上部内裙部9之间延伸。上部外裙部8连结于多边形的上部内裙部9。
[0090]附加的上部外裙部33从上部外裙部8径向向外并且从桨叶轴颈6径向向外粘结于转动毂盖3。附加的桨叶轴颈34粘结成从桨叶24朝向粘结于转动的毂盖3的附加上部外裙部33和上部外裙部8之间径向突出。附加的桨叶套轴颈35粘结成从桨叶套2朝向粘结于转动毂盖3的上部内裙部9和摆振衰减器27之间径向突出。
[0091]所述至少一个附加的上部外裙部33与桨叶24的附加桨叶轴颈34互锁，以增强迷宫式密封的功能。
[0092]参见图13，相对应的特征利用图1-12所示的附图标记来指代。穿过旋翼主轴21和桨叶23的示意剖视图示出所附连的桨叶24与周围的桨叶套2的另一种密封，该桨叶24径向地延伸穿过毂盖3中的切口。
[0093]弧形桨叶轴颈6从桨叶套2朝向非接触迷宫式密封的下部外裙部10和下部内裙部11之间延伸。下部外裙部10连结于下部内裙部11。
[0094]设有两个上部桨叶轴颈6.2、6.3。桨叶轴颈6和径向外侧上部桨叶轴颈6.2用作扰流板，以使任何空气流偏离桨叶套2。径向内侧上部桨叶轴颈6.3连同新定位的上部外裙部8和上部内裙部9 一起是迷宫式密封的一部分。径向内侧上部桨叶轴颈6.3以IOmm的最小距离放置在摆振衰减器27前方。桨叶轴颈6的横向运动、例如拍打和摆振以及变形小于图6所示的桨叶轴颈6，例如在25mm而非40mm的范围内，因为上部桨叶轴颈6.2和6.3都放置在距离摆振衰减器仅仅大约260mm径向距离的径向位置处，使得桨叶轴颈6.3和上部裙部8-9之间具有较小的距离，由此增强迷宫式密封的效果。上部桨叶轴颈6.3和上部内裙部9可以位于两个层级。
[0095]旋翼头部部件的制造和组装:
[0096]毂盖3、毂盖唇部13、上部内裙部9、下部内裙部11以及连接构件5在一个多段式阴模中制造以确保它们正确对准。各部件的碳纤维层沿载荷方向定向，并且局部地补充有蜂窝芯部以具有更大的刚度。整个整流罩的所有其它部件，即检修盖4、桨叶轴颈6、肋部7、上部外裙部8、下部外裙部10、主轴整流罩唇部12以及毂盖唇部13都由碳加强聚合物，例如固体碳纤维层压件制成。上部外裙部8和肋部7永久地粘结于基础毂盖3。
[0097]毂盖3的切口、构件8-11以及13使得毂盖3能沿垂直方向拆除，而无需拆除永久地粘结于桨叶套2的桨叶轴颈6。为了拆除/安装整个毂盖3、连接构件5、上部内裙部9以及下部内裙部11，须拧开检修盖4并将检修盖4从毂盖3拆除，以够及将连接构件5固定于旋翼主轴21的螺钉。主轴整流罩I和主轴整流罩唇部12由具有蜂窝结构的碳纤维制成以提闻刚度。
[0098]附图标记列表
[0099]1.主轴整流罩
[0100]2.桨叶套
[0101]3.毂盖
[0102]4.检修盖
[0103]5.连接构件
[0104]6.桨叶轴颈
[0105]7.肋部
[0106]8.上部外裙部
[0107]9.上部内裙部
[0108]10.下部外裙部
[0109]11.下部内裙部
[0110]12.主轴整流罩唇部
[0111]13.毂盖唇部
[0112]14.主轴整流罩和毂盖之间的下部间隙
[0113]15.桨叶轴颈和上部内裙部之间的上部间隙
[0114]20.旋翼头部
[0115]21.旋转主轴
[0116]22.旋翼轴
[0117]23 桨叶
[0118]24 桨叶
[0119]25 桨叶
[0120]26 桨叶
[0121]27摆振衰减器
[0122]28 侧部
[0123]29相对侧部
[0124]30桨距控制杆附连件
[0125]31附加裙部
[0126]32附加内裙部
[0127]33附加上部外裙部
[0128]34附加桨叶轴颈
[0129]35附加桨叶套轴颈
【权利要求】
1.一种旋翼飞行器的旋翼头部(20)，所述旋翼飞行器具有机身、旋翼主轴(21)或旋翼轴(22)、多个旋翼桨叶(23-26)、桨叶附连装置(2)以及流线形/空气动力学形状的毂盖(3)，所述旋翼主轴(21)或旋翼轴(22)延伸至所述机身上方，所述多个桨叶从所述旋翼主轴(21)或旋翼轴(22 )径向伸出，所述桨叶附连装置用于将所述桨叶(23-26 )附连于所述旋翼主轴(21)或旋翼轴(22 )以允许所述桨叶(23-26 )的桨叶运动和变形，而所述流线形/空气动力学形状的毂盖(3)封围所述旋翼主轴(21)或旋翼轴(22)和所述桨叶附连装置(2)， 所述整流罩/毂盖(3 )形成用于所述旋翼主轴(21)或旋翼轴(22 )的腔室并且具有用于每个桨叶(23-26)的周向切口，所述桨叶(23-26)通过所述周向切口从所述旋翼主轴(21)或旋翼轴(22)径向地伸出，所述切口的尺寸制成为适应所述桨叶(23-26)与所述桨叶附连装置(2)在运行中遇到的运动和变形，且所述切口中的每个都设有至少一个裙部(8-11)，所述至少一个裙部安装于各个所述切口的周缘，且所述至少一个裙部(8-11)指向所述桨叶(23-26)，所述桨叶延伸穿过具有所述至少一个裙部(8-11)的所述切口，其中，每个所述桨叶(23-26)都由至少一个桨叶轴颈(6)围绕，其特征在于，每个所述桨叶轴颈(6)与所述至少一个裙部(8-11) —起提供非接触迷宫式密封。
2.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，所述桨叶运动包括拍动、俯仰以及摆振运动。
3.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，所述桨叶附连装置是桨叶套(2)，所述桨叶套(2)围绕各个所述桨叶(23-26)，并且所述桨叶轴颈(6)安装在所述桨叶套(2)周围。
4.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，所述非接触迷宫式密封包括至少一个外裙部(8、10)以及至少一个内裙部(9、11)，所述至少一个外裙部和所述至少一个内裙部安装于所述毂盖(3)以与所述桨叶轴颈(6)相互作用。
5.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，设有主轴整流罩(I)、主轴整流罩唇部(12 )以及毂盖唇部(13 )，所述主轴整流罩(I)沿着与所述整流罩/毂盖(3 )的界面与所述整流罩/毂盖(3 )大致共轴，并且所述主轴整流罩唇部(12)和所述毂盖唇部(13 )提供密封功能。
6.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，所述整流罩/毂盖(3)包括至少一个下部裙部(10、11 )，所述至少一个下部裙部设置成以与所述至少一个桨叶轴颈(6)形成所述非接触迷宫式密封。
7.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，肋部(7)安装在所述毂盖(3)内部，并且所述肋部将所述毂盖(3)内部的容积分成与所述旋翼桨叶(23-26) —样多的腔室。
8.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，所述切口的尺寸制成为适应所述桨叶与在所述切口处围绕所述桨叶(23-26)的所述桨叶附连装置(2)的所有运动。
9.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，所述毂盖(3)通过可释放连接构件(5)连接于所述旋翼主轴(21)。
10.如权利要求1所述的旋翼头部(20)，其特征在于，透明窗口或可拆除维护盖应用在所述毂盖(3 )和所述主轴整流罩(I)上。
11.一种制造和组装如前述权利要求中任一项所述的旋翼头部(20)的部件的方法，所述方法包括以下步骤:在一个多段式阴模中制造所述毂盖(3)、所述毂盖唇部(13)、所述上部内裙部(9)、所述下部内裙部(11)以及所述连接构件(5)， 由纤维加强聚合物制造所述整流罩/毂盖(3)，即所述检修盖(4)、所述桨叶轴颈(6)、所述肋部(7)、所述上部外裙部(8)、所述下部外裙部(10)、所述主轴整流罩唇部(12)以及所述毂盖唇部(13)， 将所述上部外裙部(8)和所述肋部(7)永久地粘结于所述整流罩/毂盖(3)， 通过拧开以及拆除所述检修盖(4)来拆除/安装所述毂盖(3)，以够及将所述连接构件(5)、所述上部内裙部(9)以及所述下部内裙部(11)固定于所述旋翼主轴(21)的螺钉，以及连接所述主轴整流罩(I)和所述主轴整流罩唇部(12)，所述主轴整流罩和所述主轴整流罩唇部由具有蜂 窝结构的碳纤维制成。
【文档编号】B64C27/32GK103786882SQ201310475958
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】A·德阿拉西奥, S·莫雷斯, U·德内克, G·昆茨－费切纳, D·施密克, C·韦勒, H-P·克拉姆 申请人:尤洛考普特德国有限公司