用于飛行器發(fā)動機的推進器葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及用于飛行器發(fā)動機的推進器葉片并且還涉及用于飛行器的推進器。
[0002]本發(fā)明的目的是提供下述用于飛行器發(fā)動機的推進器葉片，該推進器葉片使在其破裂或完全從其轂釋放時對飛行器造成的危害減至最小。
[0003]本發(fā)明的另一目的是提供下述用于飛行器發(fā)動機的推進器葉片，該推進器葉片符合由適航管理局所需的關(guān)于葉片沖擊的標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。
【背景技術(shù)】
[0004]以往，已經(jīng)利用不同材料和結(jié)構(gòu)來制造推進器葉片。這兩種構(gòu)想均已從木質(zhì)葉片演變至復(fù)合材料，同時葉片構(gòu)型不斷復(fù)雜化。
[0005]如所已知的，葉片安裝在推進器上，其中，葉片靠近飛行器結(jié)構(gòu)、用于飛行器正確操作的重要系統(tǒng)并且還靠近相對的推進器而定位。推進器發(fā)動機中的葉片除了葉片的折衷位置之外未由整流罩或機艙覆蓋。兩種情況一一即處于對于飛行器正常操作而言的潛在風(fēng)險位置中以及未被保護一一意味著適航當(dāng)局最近已經(jīng)考慮到了葉片沖擊。
[0006]葉片可以部分地或完全地破裂或從推進器轂全部地釋放。在幾乎所有的這些情形下，這由于沖擊而導(dǎo)致飛行器結(jié)構(gòu)和/或其系統(tǒng)的嚴(yán)重損壞，并且導(dǎo)致隨之發(fā)生的由于破裂的或釋放的葉片引起的發(fā)動機的不平衡情況。
[0007]因此，適航當(dāng)局已經(jīng)要求飛行器制造商和發(fā)動機供應(yīng)商考慮由于葉片釋放引起的沖擊情境，以便能夠承受該沖擊，特別是在飛行器航行時。因而，由于釋放而帶來的災(zāi)難性后果的風(fēng)險必須被減至最小。
[0008]因此，理想的是提供下述技術(shù)手段，該技術(shù)手段符合適航性要求以確保葉片已經(jīng)部分地或完全地釋放的飛行器的連續(xù)安全飛行和著陸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明通過提供一種用于飛行器發(fā)動機的推進器葉片來克服上述缺陷，其中，該推進器葉片使在葉片沖擊情形下對飛行器造成的損壞減至最小。
[0010]本發(fā)明的一方面涉及用于飛行器發(fā)動機的推進器葉片，該葉片包括位于一端處的根部、位于葉片的另一端處的稍部、以及位于相反兩側(cè)處并且在根部與稍部之間延伸的前緣和后緣，其中，所述葉片被蒙皮覆蓋并且包括位于所述葉片內(nèi)部的環(huán)形翼梁。根據(jù)本發(fā)明，葉片還包括氣囊系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、觸發(fā)器以及葉片蒙皮構(gòu)型，該葉片蒙皮構(gòu)型用于允許至少一個囊穿過葉片蒙皮構(gòu)型。氣囊系統(tǒng)包含在葉片內(nèi)并且包括至少一個囊和至少一個氣體生成器，其中，所述至少一個氣體生成器與至少一個囊流體連通以對所述至少一個囊進行充氣。檢測系統(tǒng)適于檢測葉片的一部分的斷裂。觸發(fā)器適于在由檢測系統(tǒng)檢測到斷裂時激活至少一個氣體生成器。葉片蒙皮構(gòu)造成用于允許所述至少一個囊穿過葉片蒙皮以在所述至少一個囊通過氣體生成器而充氣時在葉片外側(cè)膨脹。
[0011]本發(fā)明提供了一種氣囊系統(tǒng)，該氣囊系統(tǒng)集成在葉片內(nèi)用于使在所述葉片部分地或完全地釋放時對飛行器造成的損壞減至最小。除了氣囊系統(tǒng)之外，本發(fā)明的葉片構(gòu)造成用于使囊在葉片外側(cè)達到完全打開狀態(tài)并且設(shè)置有用于在部分葉片釋放的情形下或完全葉片釋放的情形下實現(xiàn)有效檢測的器件。
[0012]優(yōu)選地，通過在葉片蒙皮中設(shè)置至少一個易斷線以允許囊穿過葉片蒙皮，本發(fā)明的葉片實現(xiàn)了囊穿過葉片蒙皮。因而，易斷線確保囊的完全打開狀態(tài)。另外，易斷線提供了最可能的斷裂線，并且由此提供了用于囊輸出和定位的受控路徑。這樣，本發(fā)明使得能夠保護葉片的所選擇區(qū)域，而所選擇區(qū)域?qū)?yōu)選地對應(yīng)于葉片的與沖擊情境相關(guān)的更關(guān)鍵區(qū)域。所述關(guān)鍵區(qū)域是涉及作用于飛行器機身的沖擊的最可能區(qū)域。主要關(guān)鍵區(qū)域?qū)?yīng)于葉片的稍部、前緣和后緣。由此，葉片的主銳利元件可以由一個或若干個囊覆蓋。
[0013]另外，充氣的囊用作能量吸收器，從而減小可能傳遞至飛行器結(jié)構(gòu)的能量的量。因而，囊在沖擊中用作緩沖器，從而有助于使沖擊情境的危害減至最小。
[0014]此外，囊在其充氣時用作空氣動力學(xué)制動器，以實現(xiàn)減速。囊充氣增大了由葉片承受的阻力，從而減小沖擊速率并且因此減小沖擊能量。
[0015]另外，本發(fā)明的葉片包括用于在破裂被檢測到時激活囊的充氣的裝置。為此，葉片包括用于檢測一部分葉片或整個葉片的斷裂的檢測系統(tǒng)、以及用于在破裂被檢測到時激活氣體生成器的觸發(fā)器。這樣，檢測由適當(dāng)?shù)娜~片執(zhí)行，從而在需要的情況下觸發(fā)囊的膨脹。因而，本發(fā)明實現(xiàn)了用于飛行器的推進器的專用并且成本有效的解決方案，因為僅需替換受損的葉片。
[0016]本發(fā)明通過在葉片中部署解決方案而提供了一體的并且緊湊的解決方案。因而，本發(fā)明避免了在葉片安裝至飛行器的推進器上時對葉片周圍結(jié)構(gòu)中的任意結(jié)構(gòu)執(zhí)行任意修改。因此，本發(fā)明優(yōu)選地與常規(guī)飛行器設(shè)計相結(jié)合。這使葉片的安裝容易并且限制了本發(fā)明涉及的成本。
[0017]進一步地，本發(fā)明提供了在葉片釋放情形下的快速響應(yīng)。因而，本發(fā)明實現(xiàn)了在葉片沖擊飛行器之前對飛行器的保護，由此使由葉片釋放引起的損壞減至最小。
【附圖說明】
[0018]為了更好地理解本發(fā)明，出于示例性和非限制性的目的提供以下附圖，其中:
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的葉片的示意圖。
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的葉片的示意圖。
[0021 ]圖3示出了圖2的實施方式的示意圖，其中，囊完全膨脹。
[0022]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的葉片的示意圖。
[0023]圖5a至5e示出了包含在圖4中示出的葉片中的囊的膨脹的不同階段。
[0024]圖6示出了包括至少兩個根據(jù)本發(fā)明的葉片的飛行器的推進器的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的葉片I的示意性立體圖。通常，葉片I包括兩個端部(即根部2和稍部3)以及在所述兩個端部之間延伸的兩個相對的邊緣(即前緣4和后緣5)。而且，葉片I由蒙皮6覆蓋并且包括位于葉片I內(nèi)的環(huán)形翼梁7，所述翼梁7是葉片I的結(jié)構(gòu)部件并且在所述翼梁7內(nèi)填充有泡沫。另外，本發(fā)明的葉片I包括氣囊系統(tǒng)、至少一個易斷線11、檢測系統(tǒng)以及觸發(fā)器10，所述至少一個易斷線11位于葉片I的蒙皮6上以允許氣囊系統(tǒng)在葉片外側(cè)膨脹。
[0026]如所示出的，氣囊系統(tǒng)集成在葉片I內(nèi)并且包括至少一個囊8以及用于所述至少一個囊8的充氣的至少一個氣體生成器9。檢測系統(tǒng)與觸發(fā)器10通信以對檢測產(chǎn)生響應(yīng)，其中，觸發(fā)器10進而與至少一個氣體生成器9通信以執(zhí)行囊8的充氣。
[0027]圖1中示出的實施方式的氣囊系統(tǒng)包括一個氣體生成器9和一個囊8。氣體生成器9與囊8流體連通以實現(xiàn)囊8的充氣。該流體連通可以借助于管17提供。
[0028]根據(jù)優(yōu)選實施方式，氣體生成器9安置于翼梁7內(nèi)。因而，本發(fā)明利用了翼梁7的構(gòu)型，這是因為將氣體生成器9定位于翼梁7內(nèi)避免了為氣體生成器9的位置提供空間的需要。
[0029]如圖1所示并且根據(jù)另一優(yōu)選實施方式，囊8包含在葉片I的稍部3內(nèi)。因而，在發(fā)生葉片釋放的情況下，稍部3將被囊8覆蓋和保護。
[0030]為了允許囊8的充氣和在葉片I外側(cè)的完全擴大，稍部3可以在其葉片蒙皮6處設(shè)置有易斷線11以允許葉片蒙皮6破裂。替代性地，稍部3可以以可分離的方式安裝在葉片I中，其中，圍繞稍部3的相對于葉片I的剩余部分的安裝/拆卸表面設(shè)置有易斷線U。在此情形下，還提供了用于囊8的出口，因為囊8將在稍部3分離時穿過開口離開稍部3。
[0031]另外，圖1示出了根據(jù)另一優(yōu)選實施方式的檢測系統(tǒng)。所述檢測系統(tǒng)包括電氣封閉回路12，該電氣封閉回路12沿葉片跨度的一部分、優(yōu)選地沿葉片的整個跨度延伸。在此實施方式中，觸發(fā)器10電連接至封閉回路12以在回路12開通時激活氣體生成器9。此系統(tǒng)允許檢測完全葉片釋放和部分葉片釋放，只要回路12延伸達到釋放區(qū)域即可。
[0032]根據(jù)另一優(yōu)選實施方式，氣體生成器9安置成與葉片I的根部2相距為葉片跨度的至少四分之三的距離。因而，氣體生成器9安置成與靠近根部2相比更靠近稍部3，這是因為在大多數(shù)情況下，葉片I的分離部分是稍部3。同時，此定位利用了通過使用葉片的最寬部段來定位氣體生成器9的優(yōu)點。
[0033]圖2示出了葉片I的示意性立體圖，該葉片I包括具有三個囊8和兩個氣體生成器9的氣囊系統(tǒng)。根據(jù)另一優(yōu)選實施方式，囊8中的一個囊8沿葉片I的前緣4安置于翼梁7外側(cè)，其中，所述前緣4包括一個易斷線11。
[0034]如圖3所示，將囊8定位在前緣4處允許在檢測系統(tǒng)檢測到葉片I的至少一部分的破裂的情況下覆蓋此緣。因而，很大程度上減小了由于前緣4對飛行器的沖擊而引起的潛在損壞。
[0035]此外，根據(jù)另一優(yōu)選實施方式，圖2中描繪的囊8中的兩個囊8沿葉片I的后緣5安置于翼梁7外側(cè)，其中，所述后緣5包括一個易斷線11。
[0036]同樣，如圖3所示，將囊8定位在后緣5處允許在檢測系統(tǒng)檢測到葉片破裂的情況下覆蓋此緣。這樣，很大程度上減小了由于后緣5對飛行器的沖擊引起的潛在損壞。
[0037]在這兩種情況下，在前緣4和后緣5處分別設(shè)置有易斷線11以允許對應(yīng)的囊8穿過葉片蒙皮6，從而在囊8通過氣體生成器9充氣時囊8在葉片I外側(cè)完全膨脹。
[0038]如圖2所示，葉片I可以設(shè)置有兩個氣體生成器9?？梢允褂枚鄠€氣體生成器9來在同樣設(shè)置有多個囊8的情況下對不同囊進行充氣，或出于冗余的目的在氣體生成器9出故障的情