一种直升机旋翼桨叶

技术领域

本发明属于旋翼桨叶技术领域，涉及一种直升机旋翼桨叶。

背景技术

现有的复合材料桨叶是由金属叶柄和包裹在金属叶柄内、外的复合材料组成。叶柄跟泡沫芯的连接处为圆形，泡沫芯与叶柄的连接薄弱，不易定位，铺层时容易错位，导致叶片出现不可修复的缺陷，只能做废品，废品率高；叶片强度低，为了达到强度要求，需要铺装的碳梁层数加大，无形中增加了叶片的整体体积和重量；且现有桨叶的制作方法，桨叶前、后缘的碳梁铺层是相同的，要想达到前缘强度，后缘碳梁铺层也很厚，导致整体桨叶的重量很重。直升机要求飞行动力大，结构安全可靠和重量轻，所以对旋翼桨叶要求重量轻，强度高，尤其是叶片前缘的强度要求非常高，现有的方法制作的桨叶不能达到直升机对旋翼桨叶的要求。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种直升机旋翼桨叶，该旋翼桨叶直径小，强度高，重量轻，尤其是前缘部分的强度非常高，完全达到直升机对旋翼桨叶的要求。

为实现本发明的目的，本发明的技术解决方案是：一种直升机旋翼桨叶，包括叶柄、泡沫芯、碳梁、后缘条和蒙皮；所述叶柄为一体金属件，头部一端为直径较大的圆柱，接着是一段直径变小的圆台，再接着是一段直径最小的圆柱，再接着是一段直径变大的圆台，最后是一段最大直径的圆柱，在直径变大的圆台与最大直径的圆柱之间有过渡弧面；头部较大直径的圆柱上有外螺纹和一端部的键槽，另一端端面中心开锥形槽；在直径变大的圆台上沿叶柄的径向开连接通孔；所述泡沫芯与桨叶叶身弯曲形状相同，其叶柄端有与叶柄锥形槽完全匹配的锥形端头，其前缘端有凸起的截面为V型的尖部；泡沫芯的锥形端头插接在叶柄锥形槽内，其余部分偏向桨叶后缘部位；所述碳梁位于桨叶叶身的前缘部位，其远离前缘的一端为与泡沫芯的V型尖部完全匹配的截面为V型的槽，其由多层碳纤维预浸布在泡沫芯V型尖部铺装制成，其叶柄端铺装到只剩下叶柄螺纹部分，另一端到叶尾；所述后缘条位于桨叶叶身的后缘部位，是由多层碳纤维预浸布在泡沫芯后缘端铺装制成的薄碳纤维带，其叶柄端铺装到只剩下叶柄螺纹部分，另一端到叶尾；所述蒙皮包裹在除叶柄螺纹部分的其它所有部分；在与叶柄的连接通孔相对应的泡沫芯、碳梁、后缘条和蒙皮上都留有相同相贯通的连接通孔形成桨叶与桨箍连接的螺栓连接孔。

进一步优选地，所述叶柄的过渡弧面的直径为50mm，其最大直径的圆柱长为5mm。

进一步优选地，所述叶柄的直径最小的圆柱与直径变大的圆台之间有过渡弧面A。

进一步优选地，从桨叶叶身垂直桨叶轴线的截面面积上看，所述碳梁面积占整个截面面积的25—40%。这个碳梁面积既能保证桨叶的强度，又能使桨叶质量轻。

进一步优选地，所述蒙皮由3-10层内为碳纤维预浸布、外为玻璃纤维预浸布组成。玻璃纤维预浸布在外层，可以是一层或多层，层数越多，抗腐蚀性越强，但成本越高。

本发明桨根的金属叶柄只有在后端面上开有锥形槽，其结构简单，强度高，可以做的直径较小，其锥形槽内连接泡沫芯，连接可靠度高，其后端部设置的过渡弧面又使铺装固定在其外面的碳梁、后缘条和蒙皮的固定稳固性好，不容易脱出，尤其是前端也设置过渡弧面A的碳梁、后缘条和蒙皮的固定稳固性更好。由于桨叶叶柄头部有外螺纹和键槽，桨叶与桨箍连接端有螺栓连接孔，可以使桨叶可旋转地固定在桨毂上的结构简单，采用的零部件少，连接可靠性高，连接强度高，相应降低了桨毂的体积和重量。由于碳梁只位于桨叶较厚的前缘部位支撑，碳梁支撑力度大，能满足桨叶对前缘强度的要求，泡沫芯偏向桨叶后缘，薄的后缘部位只由薄碳纤维带后缘条支撑，由于桨叶对后缘的要求低，后缘条就能达到强度要求，这样，在满足桨叶的强度要求下，能大大降低桨叶的重量。

总之，本发明桨叶直径小，强度高，重量轻，尤其是前缘部分的强度非常高，完全达到直升机对旋翼桨叶飞行动力大，结构安全可靠和重量轻的要求。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的AA剖面图；

图3为图1的BB剖面图；

图4为本发明中叶柄的主视图；

图5为本发明中叶柄的主视放大图；

图6为本发明中泡沫芯的主视图；

图7为本发明中碳梁的主视图；

图8为本发明中后缘条的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1—图8所示，本实施例包括叶柄1、泡沫芯8、碳梁7、后缘条9和蒙皮6。所述叶柄1为一体金属件，头部一端为直径较大的圆柱18，接着是一段直径变小的圆台12，再接着是一段直径最小的圆柱13，再接着是一段直径变大的圆台14，最后是一段最大直径的圆柱17，在直径变大的圆台14与最大直径的圆柱17之间有过渡弧面16。头部较大直径的圆柱18上有外螺纹11和一端部的键槽10，另一端端面中心开锥形槽15。在直径变大的圆台14上沿叶柄7的径向开连接通孔。所述泡沫芯8与桨叶叶身2弯曲形状相同，其叶柄1端有与叶柄锥形槽15完全匹配的锥形端头19，其前缘3端有凸起的截面为V型的尖部21。泡沫芯8的锥形端头19插接在叶柄锥形槽15内，其余部分偏向桨叶后缘4部位。所述碳梁7位于桨叶叶身2的前缘3部位，其远离前缘3的一端为与泡沫芯8的V型尖部21完全匹配的截面为V型的槽20，其由多层碳纤维预浸布在泡沫芯V型尖部21铺装制成，其叶柄端铺装到只剩下叶柄螺纹部分，另一端到叶尾5。所述后缘条9位于桨叶叶身2的后缘4部位，是由多层碳纤维预浸布在泡沫芯8后缘4端铺装制成的薄碳纤维带，其叶柄端铺装到只剩下叶柄螺纹部分，另一端到叶尾5。所述蒙皮6包裹在除叶柄螺纹部分的其它所有部分。在与叶柄1的连接通孔相对应的泡沫芯8、碳梁7、后缘条9和蒙皮6上都留有相同相贯通的连接通孔形成桨叶与桨箍连接的螺栓连接孔。

优选地，所述叶柄1的过渡弧面16的直径为50mm，其最大直径的圆柱17长为5mm。优选地，所述叶柄1的直径最小的圆柱13与直径变大的圆台14之间有过渡弧面A 23。

优选地，从桨叶叶身2垂直桨叶轴线的截面面积上看，所述碳梁7面积占整个截面面积的25—40%。

优选地，所述蒙皮9由3-10层内为碳纤维预浸布、外为玻璃纤维预浸布组成。

当然，本发明还有其它多种实施例，在不违背本发明精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于等同技术的改进，属于本发明权利要求的保护范围。