专利名称：增强的翼型体的制作方法
技术领域：
本发明涉及增强的翼型体，且具体地涉及在其内部具有增强构件的翼型体，所述增强构件横向于所述翼型体的纵向方向延伸且在张力下工作以避免翼型体的翼型外表面在运行期间变形。所述翼型体可以是但不限于风轮机叶片、飞机机翼、直升机叶片等。
背景技术：
常规的风轮机叶片包括通常分为多个外壳的翼型蒙皮和诸如板梁或翼梁的桁梁。 桁梁能够是单个梁，但通常使用两个桁梁。翼型蒙皮的在蒙皮的相反两侧处在两个桁梁之间延伸的部分被表示为盖帽或盖帽部分。两个桁梁与通常具有增加的厚度的盖帽部分一起形成所谓的箱形轮廓。一些类型的风轮机叶片被设计具有箱形轮廓形式的加强杆(spar)，该加强杆被单独制造且在组装时被结合在形成翼型蒙皮的预制外壳之间。翼型蒙皮通常由纤维增强塑料、玻璃纤维和/或其他材料的层压件制成。通常，翼型蒙皮由两个外壳制成，两个外壳被组装以形成蒙皮。在风轮机叶片的运行期间，风轮机叶片以相对于摆振方向(flapwise)的一定角度承受载荷。通常将叶片上的这一载荷分解为载荷在挥舞方向(edgewise)上的分量和在摆振方向上的分量。摆振方向是与穿过叶片的横截面的横轴基本垂直的方向。因此，摆振方向也可以理解为气动升力作用在叶片上的方向或相反/反向方向。挥舞方向的载荷发生在与摆振方向垂直的方向上。叶片进一步受到扭转载荷，扭转载荷主要是气动载荷和惯性载荷。这些载荷能够使叶片在叶片的扭转固有频率下经受谐振运动或颤振；参见图1，标示了载荷和方向。在运行期间，翼型体，例如为风轮机叶片形式的翼型体，主要在摆振方向上受到载荷作用。力导致翼型体沿其纵向延伸部的弯曲。在风轮机叶片的情况下，翼型体通常朝风轮机的塔架弯曲。所述弯曲导致箱形轮廓的如图2和4所示的椭圆化或扁平化，并且还能够引起翼型体的屈曲失效。在翼型体沿着其纵向延伸部弯曲时，盖帽中的一个在翼型体的纵向方向上被压缩。当压缩超出一定极限时，盖帽被迫使偏离其原始形状，并且形成屈曲图案，其中该极限取决于相关的盖帽的厚度、曲率、材料和材料取向。如果摆振方向上的载荷且因此压缩进一步增大，翼型体会突然溃缩。在常规的风轮机叶片中，通常增加盖帽的厚度以增大盖帽的主要抵抗叶片的沿叶片的纵向延伸部的弯曲的强度。叶片的失效由若干个分别的因素确定。然而，一个非常重要的因素是盖帽的抗屈曲性。如果发生屈曲或正在发生时，翼型体的横截面的曲率可以例如如图3和4所示地变换。此外，在常规的风轮机叶片中，由沿着叶片的纵向延伸部的弯曲导致的破碎压力而导致的椭圆化在翼型蒙皮的通常为层压材料的材料中引起多轴应力状态。这会导致材料的层间裂纹、基质裂化、脱层(de-lamination)、表层脱胶等的形成，且因此这一结构在每次叶片受力时越来越弱化。层间裂纹也使盖帽的抗屈曲性降低，并且可因此导致叶片的屈曲失效的风险增大
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种翼型体，该翼型体在不增加自身重量的情况下，具有增加的抵抗翼型的变形的强度。因此，翼型体设有前缘和后缘，该前缘和后缘沿着翼型体的纵向延伸部延伸且限定翼型体的剖面弦线(profile chord)。剖面弦线是包含翼型体的前缘和后缘且在前缘和后缘之间沿着翼型体的纵向延伸部延伸的假想表面。在横截面中，剖面弦线是连接翼型体的前缘和后缘的直线。翼型体包括翼型蒙皮，翼型蒙皮形成翼型体的外表面且限定翼型体的内部容积。隔离构件在翼型体内连接至蒙皮且从蒙皮延伸进入翼型体的内部容积中。另外，至少一个增强构件安装在翼型体的内部，且所述至少一个增强构件中的每一个横向于翼型体的纵向方向或纵向延伸部延伸并且在张力下工作以增强蒙皮抵抗向内挠曲的能力。所述至少一个增强构件中的每一个在翼型体的内部容积内在剖面弦线的与隔离构件连接至蒙皮的连接部相同的一侧处连接至蒙皮。另外，所述至少一个增强构件中的每一个在与蒙皮相距一定距离处连接至间隔构件。隔离构件必须能够维持在蒙皮的内表面和所述至少一个增强构件连接至隔离构件的连接部之间的距离且不必承载任何其他载荷。隔离构件能够由任何合适材料制成且便利地，隔离构件由与蒙皮的连接至隔离元件的部分例如盖帽相同的材料制成，诸如增强塑料，诸如玻璃纤维。隔离构件可以沿着翼型体的大致整个延伸部延伸。隔离构件可以连接至单个增强构件；或隔离构件可以连接至多个增强构件。多个隔离构件可以设置在翼型体中。多个隔离构件可以在其之间设有相互的横向距离。翼型体可以例如组成竖直轴风轮机的风轮机叶片，诸如Darrieus风轮机、星型风轮机(wind star turbine)等,或组成水平轴风轮机的风轮机叶片,诸如通常具有三叶片、有时两叶片或甚至单叶片的(且具有配重的)的通用现代风轮机等。翼型体还可以组成航空工业中使用的翼型装置或机翼，诸如直升机叶片、飞机机翼等。翼型体不仅可以在气流中工作，也可以在水流中工作，水流包括河流，小溪、潮汐流、海洋流、波浪运动、海浪表面流等。翼型体的例如由外壳形成的蒙皮可以包括例如层压材料形式的复合材料，例如增强塑料。材料可以包括玻璃纤维和/或碳纤维和/或其他耐用且柔性的材料，材料通常具有高的强度/重量比。蒙皮也可以由木材制成，例如竹子、桦木、层压板等，或者由基于具有高纤维素含量的植物纤维的另一材料制成，诸如韧皮纤维，诸如亚麻、黄麻等。这些纤维可以被用作在复合材料诸如增强塑料中的增强物。材料还可至少部分地包括轻量化金属或合金。蒙皮也可以由上述材料的组合物制成。
蒙皮通常可以具有层压结构或夹层结构。每一个增强构件利用翼型体内的至少两个连接部进行连接，即利用至少一个第一连接部在与隔离构件相距一定横向距离处连接至翼型蒙皮，且利用至少一个第二连接部在与翼型蒙皮相距一定距离处连接至隔离构件。在翼型体中，在摆振方向上向内的力，例如破碎压力，接近所述第一和第二连接部向内朝翼型体的内部容积推动翼型蒙皮。向内变形直接导致在与第一和第二连接部连接的相应的增强构件中的张力，且由于相应的增强构件具有强度以提供抵抗张力的抗力，相应的增强构件通过抑制在其第一连接部和第二连接部之间的距离增加而基本阻止变形。
因此，每一个增强构件理想地具有高的抗拉强度，同时每一个增强构件不需要能够抗压缩力。优选地，每一个增强构件具有直的形状，例如拉伸丝、杆、板等的形状。如果增强构件的形状不是直的，那么增强构件的形状在受到张力时可能被拉直，这将导致增强构件的第一和第二连接部之间的距离增加；且明显地，这不是所期望的。由于增强构件仅需要具有高的抗拉强度，即增强构件不需要承载其他载荷；增强构件优选地为薄的，使得增强构件的重量和成本能够保持在最低。增强构件的厚度优选地小于蒙皮的最大厚度的10倍，更优选地小于蒙皮的最大厚度的5倍，依然更加优选小于蒙皮的最大厚度的2倍，又更优选地小于蒙皮的最大厚度的I. 5倍，甚至更优选地小于蒙皮的最大厚度，依然更优选地小于蒙皮的最大厚度的O. 75倍，最优选地小于蒙皮的最大厚度的O. 5倍。优选地，每一个增强构件被预张紧至理想水平，从而确保每一个增强构件被完全拉伸且具有平直的形状，使得每一个增强构件将直接抑制蒙皮的变形。优选地，在所述至少一个第二连接部的隔离构件的相反侧处且在剖面弦线的与所述至少一个第二连接部相同的一侧处，增强构件中的至少一个利用至少一个第三个连接部进一步连接至翼型蒙皮。因此，隔离构件在运行期间对称地受载荷，因此降低了隔离构件的及其连接至翼型蒙皮的连接部的所需强度。优选地，在增强构件和隔离构件之间的连接部位于隔离构件的自由端，从而在隔离构件处，于增强构件和蒙皮的的内表面之间设置了最大距离。在翼型蒙皮的内表面上的第二连接部和可能的第三连接部原理上可以定位在内表面上的适于增强翼型体的任意位置处。第一连接部、第二连接部和第三连接部可以包括任何合适类型的连接部，例如焊接的、粘接的、熔接的、熔融连接的或其他简单的机械连接部。每一个增强构件可以利用连接部直接与翼型蒙皮或隔离构件连接；或者，增强构件可以包括附加的连接部或连接部分，该附加的连接部或连接部分被构造成与连接至翼型蒙皮的内表面或隔离构件的连接部接合或协作。附加的连接部或连接部分必须足够刚性以在经受张力时维持其形状，从而适当地与增强构件协作，以防止在第一连接部和相应的第二连接部和第三连接部之间的距离增加。所述至少一个增强构件与间隔构件协作，以显著地增加翼型体的整体强度，这是因为增大了抵抗椭圆化和屈曲的抗力。另外，降低或消除了层压材料中的多轴向应力，从而也增大了抵抗层间裂纹和基体破裂的形成的抗力。因此，与具有相同强度但不具有所述至少一个增强构件的常规翼型体相比，由于所述至少一个增强构件的存在，可以显著地减小翼型蒙皮的材料的尺寸，从而降低了重量，降低了作用在具有翼型体的单元的其它可能部分上的动态载荷，提高了翼型体的操纵和运输特性，并且降低了材料成本。翼型体也可以包括一个或更多桁梁。具有一个或更多个桁梁的风轮机叶片是众所周知的。常规的桁梁具有沿叶片的纵向延伸部的纵向延伸部和大致垂直于叶片的剖面弦线的横向延伸部。所述一个或更多个常规桁梁主要沿叶片的纵向延伸部加强叶片。桁梁也可以称作是腹板(web)。常规的桁梁或腹板可以由能够承载载荷的任意类型的伸长结构构件组成，诸如梁或加强杆，例如成形为I形剖面，优选地由纤维增强塑料或其它合适材料制成。通常，桁梁沿着叶片的基本整个长度延伸。翼型体的桁梁可以嵌入在翼型体的蒙皮中或形成翼型体的蒙皮的一部分。例如，至少一个桁梁可在翼型体内部设置成连接到翼型体的蒙皮的内表面，以主要地沿着翼型体的纵向延伸部加强和增强翼型体。桁梁或腹板是能够承载载荷的伸长结构元件，诸如梁或加强杆，例如成形为I形剖面或U形剖面，优选地由纤维增强塑料或其它合 适材料制成。所述至少一个桁梁或腹板中的每一个可沿着翼型体的大致整个长度延伸。然而，桁梁可沿着翼型体的纵向延伸部分为分开的多个桁梁，例如为了便于操纵和运输。翼型体可以包括两个桁梁。两个桁梁与翼型蒙皮的在这两个桁梁之间延伸的那些部分一起形成所谓的箱形轮廓。在下文中，箱形轮廓的顶部和底部标示为盖帽。通常，盖帽比蒙皮的其余部分具有增加的厚度。 翼型体可以包括箱式桁梁或箱式梁。箱式桁梁或箱式梁可适于在其内侧上容纳各种类型的器械，例如测量仪器、控制机构和/或系统和用于为翼型体内或上的机构提供动力的伺服马达。所述至少一个桁梁的侧面的厚度可沿其纵向延伸部或横向延伸部或沿两者一起变化，并且桁梁的横截面的周长或形状或这两个也可沿其纵向延伸部变化。箱式桁梁或箱式梁的横截面可具有任意多边形形状，诸如大致矩形、正方形、三角形等形状，或横截面可以是圆形、卵形、椭圆形等。优选地，箱式桁梁或箱式梁的横截面为矩形或大致正方形。隔离构件可以在盖帽中的一个处连接至蒙皮，优选地在或接近相应盖帽的中央纵向轴线处或附近连接至蒙皮。优选地，隔离构件连接至具有大曲率半径的盖帽的内表面，诸如大致平坦的盖帽。相应地，至少一个增强构件中的每一个或至少一个可以在例如具有箱形轮廓的盖帽中的一个处或附接，并且优选地在盖帽中的一个的边缘处或附近连接至翼型体的内表面。例如，至少一个增强构件中的每一个或至少一个可与相应的桁梁一起连接至盖帽。增强构件的连接至盖帽中的一个或连接到其附近的连接部抑制相应的盖帽的屈曲和椭圆化。所述至少一个增强构件可以具有杆或棒的形状，并且可以具有任何合适的截面，例如大致圆形或多边形的横截面，诸如大致矩形、方形、三角形、圆形、卵形、椭圆形等；然而，横截面优选地为矩形且平坦的。增强构件可以是实心的或中空的或其任意适当的组合。替代地，增强构件可包括金属丝、绳子、缆索、丝线或纤维。它们可以单独地应用，或可以以多个单独元件的形式一起应用，形成“更厚的”构件。
增强构件可以由任何合适材料制成。目前，纤维增强塑料是优选的。增强构件可以包括具有非常高刚度和强度的纤维，例如玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酸胺纤维、聚乙烯纤维、PBO (聚对苯撑苯并二恶唑)纤维等。增强构件也可以由木材制成，诸如竹子、桦木、层压板等，或由基于具有高纤维素含量的植物纤维的另一材料制成，诸如韧皮纤维，诸如亚麻、黄麻等。这些纤维可以被用作在复合材料例如增强塑料中的增强物，或可以以金属丝或杆的形式使用。增强构件也可以由钢、轻金属合金等制成。增强构件可以进一步由上述材料的组合物制成。
增强构件可以例如由可收缩材料例如可收缩塑料材料制成，使得当增强构件被安装在翼型体中的其目标位置时，可以例如通过加热构件而预张紧增强构件。具有在其第一和第二连接部之间的纵向延伸部的增强构件，诸如具有杆的形状的增强构件，优选地沿着翼型体的挥舞方向大致垂直于翼型体的纵向方向或纵向延伸部延伸；然而，例如为了易于制造，为了补偿运行期间的扭曲等，增强构件的纵向延伸部可与翼型体的纵向延伸部形成不同的角度。所述至少一个增强构件可以具有成形为板型的部分。增强构件的板状部分可以是实心的或中空的或其任意组合。板状材料可以包括金属、金属合金、木材、层压板、薄板、玻璃纤维、碳纤维以及其他合适材料中的任何材料，其他合适材料诸如是例如一种或更多种复合材料。增强构件的板状部分可以进一步被设置为包括由一个或更多个金属丝、绳子、缆索、丝线或纤维的网织品或幅材。增强构件的板状部分可以包括纺织或织物材料。织物材料可以由例如但不限于碳纤维、或芳族聚酸胺纤维、或玻璃纤维等材料制成，由此提供高强度和轻量化。上述材料也可以结合到任何构造。因此，所述至少一个增强构件可以是层压结构或夹层结构。增强构件的板状部分可以包括一个或多个切除部。所述切除部可以制成任何合适类型的图案。所述切除减低材料成本和重量。另外，切除部可以为任何附加布线或其他装置提供通道而且也降低整体重量。所述至少一个增强构件和隔离构件可以固定地互连。这一互连可以包括任意适当类型的接头，例如前述的焊接、粘接、熔接或熔融连接。所述至少一个增强构件和隔离构件可以可释放地互连。所述可释放互连可以包括任意适当类型的接头，诸如搭扣配合、压配合、槽舌连接或其他简单的机械连接。可释放互连可以用于提供具有提高的灵活程度的翼型体。在所述至少一个增强构件和翼型蒙皮的内表面之间限定的容积可以至少部分地用填料材料填充。填料材料可以包括一种或更多种物质。该物质可以具有不同的物理、化学或机械特性且可以混合以提供一种或更多种专有特征，诸如绝缘能力、刚性、轻量化、高或低的导电性等。例如，填料材料的膨胀可以向相应的增强构件提供预张紧。填料材料可以包括由聚亚安酯和异氰酸盐的混合物制成的在混合时膨胀的泡沫。优选地，填料材料可以是发泡材料，发泡材料的特征例如在于轻量化，形成适当表面的便捷的工作特性，适当表面易于例如通过与纤维或纤维带进一步层压而被进一步处理。具体地，发泡材料可以包括具体地能够吸收压力的PVC或基于PVC的材料。具体地，发泡材料可以设置为预制的或预成形的元件，元件具有第一表面，该第一表面基本对应翼型蒙皮的沿着翼型蒙皮的内表面的曲率；和第二表面，该第二表面基本为平的或平坦的。然后，预成型的发泡元件的第二表面可以形成用于增强构件的板状部分的均匀的和对齐的基底。提供预成形的发泡元件能够是特别有利的，这是因为发泡材料然后可用作用于增强构件的定位和用于相关部分的整体构造的模具或模腔。这意味着能够不再需要例如玻璃纤维的定制模具，而定制模具用于构造相关部分，由此减少了相关部分的制造成本。填料材料，例如发泡元件，例如预成形的发泡元件，可以构成隔离构件。填料材料还可以或替代地包括被例如注入到、喷射到或吹塑到空间中的流体或气体材料。流体或气体材料可以具有例如当暴露至空气时硬化的性质。在包括流体或气体填料材料的实施例中，相关装置可设置成与例如增强构件连接，以保持材料。盖帽中的至少一个，优选地在翼型体的横向横截面中具有最大曲率半径的盖帽，可以制成为分开的盖帽部分。分开的盖帽部分可以在单独的制造过程中制造出来，并且然后提供于在翼型体中的连接。分开的盖帽部分的外表面与所述蒙皮基本对齐，使得组装时，翼型体的外表面具有平滑的翼型表面。 分开的盖帽部分可以形成大致沿着翼型体的长度延伸的单个元件，或分开的盖帽部分可分为多个更短的部分，以便于更简易的操纵和组装。多个增强构件或单个增强构件的材料能够以如下方式布置，即当翼型体在摆振方向上受到载荷作用时，多个增强构件或材料承载翼型体中的剪力。剪力将使翼型体扭转，且因此使翼型体的弯曲和扭转耦合。这一效果可以优选地但不唯一地通过将多个增强构件以相对于翼型体的纵向延伸部的小于90°的角度布置而实现。如果使用纤维增强材料或纺织物的板，纤维方向相对于翼型体的纵向轴线必须小于90°但大于0°。弯曲和扭转的耦合能够用于在阵风或类似极限气动状况期间改变翼型体的迎角。翼型体的卸载将会降低翼型体中的最大应力并且因此使得轻量化。弯曲和扭转的耦合还可优化翼型体的动力输出。至少一个增强构件可以装配有有源压电装置等，或可以由有源压电装置等组成，有源压电装置可以通过电压、电流、电场或磁场致动，因此增强构件的长度发生改变且/或应力被施加在增强构件上。由此，可以改变翼型的表面的曲率且因此改变翼型的气动特性。增强构件可以装配有无源装置，或由无源装置组成，无源装置例如是阻尼器，以进一步抑制翼型体的变形和振动。利用这些装置，可以优化翼型体的性能。所述翼型体可以进一步包括用于将翼型体与另一构造相连的一个或更多个连接器。例如，当翼型体是风轮机叶片时，叶片被连接至风轮机的轮毂。所述翼型体可以进一步包括其他内部装置或外部装置，所述其他的内部装置或外部装置适于用在相关结构中，其中内部设备或外部设备成为相关结构的部分。翼型体还可以组成承载构造的一部分，诸如风轮机的塔架。另外，提供了用于制造具有至少一个增强构件的翼型体的方法，包括下列步骤(a)提供翼型体的翼型蒙皮的至少一部分，(b)提供隔离构件，(C)将隔离构件连接至蒙皮的内表面，(d)提供一个增强构件，
(e)在与蒙皮相距一定距离处，利用至少一个第一连接部将增强构件连接至隔离构件，并且在与隔离构件相距一定距离处且在剖面弦线的与隔离构件连接至蒙皮的连接部相同的一侧处，利用至少一个第二连接部将增强构件连接至蒙皮。上述方法可进一步包括下列步骤(f)以理想的张力量将增强构件预张紧。优选地，对多个增强构件重复步骤(d)和(e)且可能地重复步骤(f)。上述方法可以进一步包括如下步骤(g)在隔离构件的相对于至少一个第二连接部的相反侧处以及在与剖面弦线的与隔离构件连接至蒙皮的连接部相同的一侧上，利用至少一个第三连接部将增强构件中的至少一个连接至蒙皮。 上述方法可以进一步包括如下步骤(h)将填料材料填充在位于至少一个增强构件和翼型蒙皮的内表面之间的空间中。所述方法可以进一步包括步骤设置至少一根桁梁，并且将所述桁梁连接至所述蒙皮的内表面。所述方法可以优选地包括构建一种或多种类型的纤维材料的多个层。桁梁以及在桁梁和蒙皮之间的连接部可以是那些已经提到的桁梁或连接部中的一个或更多个。这同样适应于所设置的一个或更多所述增强构件及其与翼形蒙皮的内表面相连的连接部。具体地但不唯一地，所述至少一个增强构件中的每一个或所述至少一个增强构件中的至少一些可以连接到或接近翼型体的盖帽中的一个的内表面。在蒙皮的内表面，例如盖帽中的一个的内表面，与至少一个增强构件之间的空间可以有利地用填料材料至少部分地填充。所述填料材料优选地是基本固体的材料，例如发泡材料。发泡材料优选地被预先成形，以装配在位于增强构件和所述内表面之间的空间中。由此，填料材料可以为至少一个增强构件提供坚实的基底，以及另外提供例如帽部分的改进的刚度。填料材料可以在至少一个增强构件的连接之前设置在空间中，或者反之亦然。增强构件的准备可以优选地作为翼型体的制造过程的部分执行。然而，也可以执行随后的装配。具体地，如果至少一个增强构件设置为分开的盖帽的部分，则随后在分开的组装步骤中将包括所述至少一个增强构件的盖帽与蒙皮和可能地桁梁装配是优选的。这不仅可以节省生产时间，而且还允许提高对分开的盖帽的材料特性的质量控制且便于将至少一个增强构件预张紧至理想水平。另外，翼型体可以分部分进行制造且如果合适的话现场组装。还可以更新或替换在现有翼型体上的盖帽部分。
下面，将参照表示在图的实例性实施例更详细地描述本发明，其中图I是翼型体的横截面的示意图，示出了在运行期间由作用在翼型体上的弯矩导致的作用在翼型体上的破碎压力，图2是翼型体的横截面的形成箱形轮廓的部分的示意图，且示出了由破碎压力导致的潜在的变形(椭圆化)(变形状态由虚线示出)，图3是箱形轮廓的示意性透视图，示出了图4所示的三个横截面且进一步示出了在箱形轮廓的纵向方向上的屈曲线(虚线)，图4是箱形轮廓的示意性截面图，示出了在图3中指示的箱形轮廓的三个横不同截面，图5是箱形轮廓的盖帽部分的横截面的部分的示意图，原理上示出了由例如破碎压力导致的多轴向应力和压缩力以及裂纹的形成，图6是翼型体的桁梁和蒙皮的放大示意性截面图， 图7以透视图的形式示出了具有单个桁梁的翼型体，该单个桁梁由虚线指示，且位置E标示图8中详细示出的翼型体的部分，图8以透视图的形式示出了在图7中指示为E的翼型体的部分，图9以透视图的形式示出了具有两个桁梁的翼型体，该两个桁梁由虚线指示，且位置F标示图10中详细示出的翼型体的部分，图10以透视图的形式示出了图9中的翼型体的在F处标示的部分，图11是示出了具有与桁梁相连的增强构件的翼型体的示意性截面图，图12以透视图的方式示出了具有多个增强构件的翼型体的部分，图13以截面图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件与隔离构件集成且连接至蒙皮的内表面，图14以截面图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件与桁梁组合且连接至蒙皮的内表面，图15以截面图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件连接至两个桁梁和蒙皮的内表面以及用于预张紧的两个膨胀构件，图16以截面图的形式示出了具有两个增强构件的箱形轮廓，这两个增强构件中的每一个连接至隔离构件和蒙皮的内表面，图17以截面图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件与相应的盖帽集成且连接至两个桁梁和蒙皮的内表面，图18以截面图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件与隔离构件集成且通过两个桁梁连接至蒙皮的内表面，图19以截面图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件与隔离构件集成且通过两个桁梁连接至蒙皮的内表面，图20以截面图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件由可移动的隔离构件支撑且连接至两个桁梁和蒙皮的内表面，图21是具有板状部分或层压部分的增强构件的示意性顶视图，该板状部分或层压部分设有切除部，图22以透视图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件具有沿着翼型体的纵向延伸部延伸的板状部分，图23以透视图的形式示出了分开的增强的盖帽部分，
图24以透视图的形式示出了安装在翼型体中的图23的分开的盖帽部分，图25以透视图的形式示出了具有多个增强构件的分开的增强的盖帽部分，所述多个增强构件由绕盖帽部分和隔离构件缠绕的金属丝形成，图26以透视图的形式示出了具有增强构件和两个隔离构件的翼型体，图27以透视图的形式示出了具有增强构件和两个隔离构件的另一个翼型体，图28以透视图的形式示出了风轮机叶片形式的翼型体，图29以透视图的形式更详细地示出了图28的风轮机叶片的部分，图30示出了与图29和图28中的风轮机叶片类似的风轮机叶片；然而，该风轮机叶片具有不同的增强构件布置，和
图31以透视图的形式示出了具有增强构件的翼型体，该增强构件被布置用以增强蒙皮的吸入侧的平坦尾部。
具体实施例方式现在将在下文中参考附图更全面地描述具有至少一个增强构件的翼型体，附图中示出了各种示例。为清楚的原因，附图是示意性的并进行了简化，并且附图仅示出了对于本发明的理解重要的细节，而略去了其它细节。本发明可通过附图中未示出的不同形式实施，并且不应被认为局限于本文中阐述的示例。相反，提供这些示例是为了使本公开透彻并完整，并使本领域技术人员将全面理解本发明的范围。在全文中，同样的附图标记指示同样的元件。图I示出了具有蒙皮2的常规翼型体1，该蒙皮2具有前缘3和后缘4。另外示出了箱形轮廓5和箱形轮廓5的盖帽部分6。盖帽部分6组成箱形轮廓5的顶部部分和底部部分。虚线标示剖面弦线7。在前缘在前面的情况下，大致沿着剖面弦线7移动穿过流体的翼型体I在摆振方向上即大致垂直于剖面弦线7的方向上产生力，该力称作升力。升力的方向在图I中向上。翼型体I的面向升力相反方向的一侧记作翼型体I的压力侧，即图I中的翼型体的底侧，且翼型体I的面向升力方向的一侧记作翼型体I的吸入侧，即图I中的翼型体I的顶侧。如前所述，翼型体主要在摆振方向上由气动力和惯性力施加载荷。摆振方向在图I中由箭头A图示。该力导致翼型体I沿其纵向延伸部弯曲且产生箭头B标示的破碎压力。除了可能在尺寸方面不同之外，图I中图示的横截面在沿着该翼型体的纵向延伸部在翼型体的尖端部分和翼型体根部部分之间的任何位置处是相似的。图2示出了箱形轮廓5的横截面的部分，示出了具有由翼型体的弯曲而导致的具有椭圆化特征的箱形轮廓5的变形的示例。在图2中，箱形轮廓5的卸载形状由实线5a标示，而加载或椭圆化(展平)形状由虚线5b标示。由增加的载荷导致的箱形轮廓5的可能的进一步变形的方向由箭头C标不。图3以透视图的形式示出了箱形轮廓5的一部分，并且一同示出了在图4中比较示出的三个位置处的横截面5c、5d、5e。另外用波纹状弯曲虚线L图示了箱形轮廓5的屈曲图案。屈曲导致箱形轮廓5的横截面的形状沿着箱形轮廓5的纵向延伸部变化。图4示出了在图3中标示的横截面5c、5d、5e,图示了箱形轮廓5的横截面的形状沿着箱形轮廓的纵向延伸部的可能变化。横截面5d和5e是加载的或椭圆化箱形轮廓的横截面。横截面5c是箱形轮廓5的卸载横截面。图4图示了在翼型体的运行期间施加至箱形轮廓的力如何导致箱形轮廓的横截面形状动态地变化且因此引起翼型的疲劳。图5更详细地示出了箱形轮廓的盖帽部分6的横截面。箭头D标示了由翼型体的弯曲导致的变形例如椭圆化产生的在盖帽部分6的层压材料中的多轴向应力。另外标示了在蒙皮2中的层间裂纹8的实例，该层间裂纹8潜在地由叠层中的多轴向应力例如交变拉伸和压缩而产生。多轴向应力可以导致分层、层内基体开裂、基体脱粘等。图6更详细地示出了蒙皮2和箱形轮廓5及其互连的实例的横截面。如所图示的，蒙皮2可以由具有玻璃纤维的层压板9制成。箱形轮廓5的盖帽部分6进一步包括具有与蒙皮相同材料的或另一材料的层10，诸如碳纤维增强材料。玻璃纤维的层9和碳纤维的层10利用具有粘合材料例如胶合剂的层11粘合在一起。图7以透视图示意性地图示了风轮机叶片I形式的翼型体1，该风轮机叶片I具有翼形蒙皮2，该翼形蒙皮2形成翼型体I的外表面且包围翼型体I的内部容积，且具有沿着该翼型体I的纵向延伸部从翼型体I的尖端12至翼型体I的根部13延伸的前缘3和尾缘4。翼型体I具有由虚线标示的单个内部祐1梁14。E标示了在图8中被更详细地图示出 的翼型体I的部分的位置。E可以沿着翼型体I的纵向延伸部定位在翼型体I的尖端12和根部13之间的任何位置处，且除了尺寸差别，与图8相同，尺寸差别由风轮机叶片I从根部13向尖端12的渐缩而引起。图8更详细地图示了在图7示出的翼型体I的部分。翼型体I的所示部分在图7中定位在E处。所示的翼型体I具有玻璃纤维蒙皮21/2，该玻璃纤维蒙皮包围翼型体I的内部容积。桁梁14增强蒙皮2并且具有大致平坦形状，并且大致沿着翼型体I的整个纵向延伸部在蒙皮2的大致在翼型体I的摆振方向上的上部和相对于剖面弦线的反向下部之间延伸。图9以透视图示意性地图示了风轮机叶片I形式的翼型体1，该风轮机叶片I具有翼形蒙皮2，该翼形蒙皮2形成翼型体I的外表面且包围翼型体I的内部容积，且具有沿着该翼型体I的纵向延伸部从翼型体I的尖端12至翼型体I的根部13延伸的前缘3和尾缘4。翼型体I具有由虚线标示的箱形轮廓5。F标示了在图10中被进一步详细地图示出的翼型体I的部分的位置。F可以沿着翼型体I的纵向延伸部定位在翼型体I的尖端12和根部13之间的任何位置处，且除了尺寸差别，与图10相同，该尺寸差别由风轮机叶片I从根部13向尖端12的渐缩而引起。图10更详细地图示了在图9示出的翼型体I的部分。翼型体I的所示部分在图9中定位在F处。所示的翼型体I具有玻璃纤维蒙皮2，该玻璃纤维蒙皮2包围翼型体I的内部容积。带有两个桁梁14和两个盖帽部分6的箱形轮廓5增强蒙皮2。箱形轮廓5具有大致矩形形状，并且大致沿着翼型体I的整个纵向延伸部在蒙皮2的大致在翼型体I的摆振方向上的上部和相对于剖面弦线的反向下部之间延伸。图11示意性地示出了与图9和10所示的翼型体相类似的翼型体I的箱形轮廓5的横截面；但还具有增强构件20和间隔构件22。该箱形轮廓5包括两个桁梁14，该两个桁梁14在翼型体I内、沿着翼型体I的纵向延伸部并且在具有垂直于翼型体I的纵向方向或延伸部的相互横向距离的情况下延伸。桁梁14具有用于连接至蒙皮2的内表面的凸缘26。在图11中，翼型体的前缘在右侧且后缘在左侧。所图示的蒙皮2的和箱形轮廓5的盖帽部分6位于翼型体的吸入侧，且该盖帽部分6具有大曲率半径且几乎是平坦的。为增强平坦盖帽部分6，主要抵抗破碎压力，隔离构件22安装在翼型体的内部在两个桁梁14之间。间隔构件22具有凸缘，该凸缘抵靠着且优选地粘合到蒙皮2的盖帽部分6，且从盖帽6延伸至翼型体I的内部容积中。增强构件20也安装在翼型体I的内部，使得该增强构件20横向于翼型体I的纵向延伸部延伸且在张力下工作以增强蒙皮2抵抗向内挠曲的能力。如图11所示，增强构件20在盖帽6的边缘处或附近在第一和第三连接部24处连接至蒙皮2，且在从形成第二连接部的盖帽6处抵靠着隔离构件22。盖帽6的向内挠曲将会增加在隔离构件22处的增强构件20与多个连接部24中的每一个之间的距离；然而，增强构件20具有高拉伸强度且因此阻止这样的距离增加，且因此增加了蒙皮抵抗破碎压力的强度。在所图示的示例中，增强构件20通过桁梁14连接至蒙皮2，该桁梁14中的每一个具有与蒙皮2的盖帽部分的内表面粘合的凸缘26。增强构件20可以由能够承受载荷的任何类型的结构构件组成。在间隔构件22和蒙皮2之间。增强构件20可以具有杆、板、管等的形状，且可以能够抵抗压缩力和张力。
因为增强构件20不需要能够抵抗压缩力，增强构件20可以是金属丝、绳索、丝线、纤维或纤维网等。增强构件20可以具有任何合适的横截面，例如基本圆形或多边形横截面，诸如基本矩形、正方形、三角形、圆形、卵形、椭圆形等，优选是矩形且平坦的。增强构件可以由任何合适材料制成。目前优选纤维增强塑料。增强构件20可以包括具有非常高刚性和强度的纤维，例如玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酸胺纤维、聚乙烯纤维、PBO纤维(聚对苯撑苯并二恶唑)等。增强构件20还可以由木材制成，例如竹子、桦木、层压板等，或者由基于具有高纤维素含量的植物纤维的另一材料制成，诸如韧皮纤维，诸如亚麻、黄麻等。这些纤维可以被用作在复合材料诸如增强塑料中的增强物，或可以以金属丝或杆的形式使用。增强构件20也可以由上述材料的组合物制成。增强构件20也可以由钢、轻金属合金等制成。增强构件20仅需要具有高抗拉强度；即优选地，增强构件20不需要承载其他载荷，使得增强构件可以是薄的，因此其重量和成本保持为最小。增强构件的厚度优选地小于蒙皮的最大厚度的10倍，更优选地小于蒙皮的最大厚度的5倍，依然更加优选小于蒙皮的最大厚度的2倍，又更优选地小于蒙皮的最大厚度，依然更优选地小于蒙皮的最大厚度的
O.75倍，甚至更优选地小于蒙皮的最大厚度的O. 5倍。增强构件20利用与桁梁14连接至蒙皮2的各个连接部28接近的连接部24连接至桁梁14。连接部24和28可以包括任何合适类型的接头，例如焊接、粘接、熔接、熔融连接或其他简单的机械连接。相互协作的连接部24、28和互连部分必须足够刚性以在经受张力时维持其形状，以适当地与增强构件20协作，防止在蒙皮2上的连接部28关于彼此和关于隔离构件22和增强构件20的相互连接部移位。连接部24可以是可释放的连接部，该可释放的连接部可以包括任意适当类型的接头，诸如搭扣配合、压配合、槽舌连接或其他简单的机械连接，例如如图11所示的栓接。可释放的互连连接可以用于向翼型体提供增加的灵活性。
当气动翼型被摆振方向和挥舞方向上的力施加载荷时，增强构件20固定和维持外壳的形状基本不变。因此，翼型体I的整体强度显著增加，包括抵抗破碎压力和屈曲的抗力。由于在翼型体I内包括有增强构件20，与常规的翼型体相比，用于蒙皮2的材料的尺寸可进一步显著减小，且因此便于降低作用在具有该翼型体的系统的其他部分上的动态载荷，改进了翼型体I的操纵特性和运输特性，且降低了材料成本。增强构件20提高了翼型体I的气动效率，因为与常规翼型体相比，该翼型体I的设计形状在更高程度上得以保持。增强构件20可以大致沿着翼型体I的整个纵向延伸部或沿着翼型体I的整个纵向延伸部的主要部分延伸；或，如在图12中所示，其中为了图示的目的，蒙皮2的部分已经被切除，两个或更多个增强构件20可以沿着翼型体I的纵向延伸部的至少部分以间隔的关 系定位。在相邻的增强构件20之间的间距可以优选地小于20XD，更优选地小于10XD，最优选地小于5 XD，其中D是隔离构件与增强构件20连接至蒙皮2的连接部中的一个之间的侧向间距或挥舞方向间距。对于两个或更多个相邻增强构件，参数D的值可以是相同的。然而，因为翼型体I的横截面的宽度通常朝翼型体I的尖端降低，与翼型体I的尖端更接近的增强构件的间距Dl将会小于与翼型体I的根部更接近的增强构件的间距D2。在两个相邻增强构件20之间的最终的最大间距可以优选地基于两个间距的最小值即间距D2计算，或基于Dl和D2的平均值计算。已经发现对于满足这一关系的最终的间距D的值，存在在增强构件承受剪力的能力、翼型体I的总重和翼型体I的刚性之间的良好平衡。然而，两个增强构件20之间的最大间距可以替代地基于其他需求，例如但不仅限于针对特别强固的翼型体设计的需求，例如当翼型体I趋于承受重复的恶劣天气条件时，诸如当翼型体I竖立在公海上以作为海上风轮机的一部分时。增强构件20可以仅定位在翼型体I的某些部分中，可能不具有任何预定的或计算的最大距离。具体地但不唯一地，增强构件20可以位于盖帽6中的预期或建立主要变形的位置处。增强构件20可以装配有有源压电装置等，或可以由有源压电装置等组成，有源压电装置可以通过电压、电流、电场或磁场致动，因此增强构件的长度发生改变且/或应力被施加在增强构件上。由此，可以改变翼型的表面的曲率且因此改变翼型的气动特性。增强构件可以装配有无源装置，或由无源装置组成，该无源装置例如是阻尼器，以进一步抑制翼型体I的变形和振动。利用这些装置，可以优化翼型体的性能。在增强构件20和蒙皮2之间的空间30可以部分地或基本完全地用填料材料填充。优选地，每一个增强构件20预张紧至所期望的水平，确保每一个增强构件20完全地拉伸且具有直的形状，使得每一个增强构件20将会直接抵抗蒙皮的变形。倘若增强构件20处于选定位置，则图11所示的横截面的位置可以是沿着翼型体I的纵向延伸部的任何位置。在横截面中示出的元件的尺寸可以作为横截面的纵向位置的函数变化。例如，风轮机叶片通常从叶片的根部朝叶片的尖端减缩。因此，横截面的尺寸随着到尖端的距离减小而减小。图13示意性地示出了与图11的横截面类似的翼型体I的横截面，但在图12中，翼型体I不具有桁梁，且增强构件20和隔离构件22已经集成为单个机械单元。增强构件20具有凸缘，该凸缘在蒙皮2的盖帽部分6的各个边缘处或附近被粘合至蒙皮2的内表面。隔离构件22还具有用于与蒙皮2的盖帽部分6的内表面抵接的凸缘，该凸缘不需要但可以粘合至蒙皮2的内表面。除此之外，图11和图12的描述对于图13也是有效的。图14示意性地示出了与图11的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图14中，翼型体I具有单个桁梁14，该桁梁14组成隔离构件22。增强构件20在蒙皮2的盖帽部分6的各个边缘处或附近胶合至蒙皮2的内表面。另外组成隔离构件22的桁梁14具有凸缘，该凸缘粘合至蒙皮2的内表面。增强构件20不紧固至单个桁梁14。而是，桁梁14设有开口或孔32，且增强构件20穿过开口 32延伸且在开口 32内抵靠着桁梁14。除此之外，图11和图12的描述对于图14也是有效的。图15示意性地示出了与图11的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图15中，增强构件20和桁梁14在蒙皮2的盖帽部分6的各个边缘处或附近具有与蒙皮2的内表面相连的共同的连接部24和28，即蒙皮2和增强构件20和桁梁14在各个连接部24处粘合 在一起。另外，两个相似的膨胀构件29定位在隔离构件22的相反侧上在盖帽部分6和增强构件20之间，这两个相似的膨胀构件29中的每一个与增强构件20 —起沿着翼型体的纵向延伸部延伸且用填料材料填充，该填料材料膨胀以预张紧增强构件20。填料材料可例如包括由聚亚安酯和异氰酸盐的混合物制成的泡沫，这一混合物在混合时膨胀。除此之外，图11和图12的描述对于图15也是有效的。图16示意性地示出了翼型体I的箱形轮廓5的横截面，该翼型体I具有两个增强构件20，该两个增强构件20中的每一个在一端连接至相应的隔离构件22。隔离构件22彼此抵接且以背靠背的方式胶合在一起。另外，增强构件20中的每一个在相反端部处具有凸缘，该凸缘用于通过粘合与箱形轮廓5的盖帽部分6的内表面相连。箱形轮廓15的桁梁14具有夹层构造，该夹层构造被层压至盖帽部分6。除此之外，图11和图12的描述对于图16也是有效的。图17示意性地示出了与图11的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图17中，增强构件20和桁梁14在蒙皮2的盖帽部分6的各个边缘处或附近具有与蒙皮2的内表面相连的共同的连接部24和28，即蒙皮2和增强构件20和桁梁14在各个连接部24处粘合在一起。除此之外，图11和图12的描述对于图17也是有效的。图18示意性地示出了与图11的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图18中，增强构件20和隔离构件22已经集成为单个机械单元。另外，增强构件20至桁梁14的机械连接部已经被胶合连接部24代替，该胶合连接部24靠近桁梁14连接至蒙皮2的各个连接部28。隔离构件22具有用于与蒙皮2的盖帽部分6的内表面抵接的凸缘，该凸缘不需要但可以粘合至蒙皮2的内表面。除此之外，图11和图12的描述对于图18也是有效的。图19示意性地示出了与图11的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图19中，增强构件20和隔离构件22已经集成为单个机械单元。另外，增强构件20连接至桁梁14的机械连接部已经被粘合连接部24代替，该胶合连接部24靠近桁梁14连接至蒙皮2的各个连接部28。隔离构件22具有用于与蒙皮2的盖帽部分6的内表面抵接的凸缘，该凸缘不需要但可以粘合至蒙皮2的内表面。除此之外，图11和图12的描述对于图19也是有效的。
图20示意性地示出了与图11的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图20中，隔离构件22是柱形管，该柱形管既不紧固至蒙皮2的内表面也不紧固至增强构件20，从而使得隔离构件可以响应于力例如破碎压力而在蒙皮2的内表面上移动或滚动，因此使隔离构件22自身的变形最小。隔离构件22与增强构件20 —起沿着翼型体的纵向延伸部延伸，即隔离构件22的数目优选地等于增强构件20的数目；然而，隔离构件22的数目可以少于增强构件20的数目，使得每一个隔离构件22抵接多个增强构件20。另外，增强构件20连接至祐1梁14的机械连接部已经被连接至蒙皮2的粘合连接部24和连接至祐1梁14的粘合连接部28代替。除此之外，图11和图12的描述对于图20也是有效的。图21是增强构件20的板状部分的示意性顶视图，该增强构件20进一步包括在增强构件20中的以一定图案形式分布的切除部34。也示出了增强构件20连接至蒙皮2和隔离构件22的各个连接部22和24。图22以透视图的形式示出了包括增强构件20的翼型体I的部分，该增强构件20在隔离构件22和连接至蒙皮2的各个连接部之间是板状的且该增强构件20与隔离构件22 一起沿着翼型体I的大致整个纵向延伸部延伸。因此，增强构件20具有屋脊的形状，该形状具有在隔离构件22处的顶点处相交的两个板状部分。增强构件20位于蒙皮2的内表面和各个桁梁12之间，且在盖帽部分6的各个边缘处或附近利用连续的纵向连接部24连接至桁梁14和连接至蒙皮的内表面。除此之外，图11和图12的描述对于图22也是有效的。图23是分开的增强的盖帽部分6的示意性透视图。该盖帽部分6在其与翼型体I的蒙皮2或可能地桁梁14组装之前被单独地制造出来。分开的盖帽部分6是与翼型体I的其他部分的制造分开制造且随后与翼型体I的其他部分组装起来的单独的构件。分开的增强的盖帽部分6包括隔离构件22和增强构件20，该增强构件20在隔离构件22的每一侧上呈板状。分开的增强的盖帽部分6具有基本平坦的或平的外表面。图24是组装了图23所示的分开的盖帽部分6的翼型体I的透视图。有利地，整个分开的盖帽部分6或分开的盖帽部分6的一部分可以在现有盖帽部分失效的情况下被更新或替换。现有盖帽部分可以通过合适的切除步骤被移除，且然后新的配合盖帽部分可以被粘合或另外地连接至现有翼型体I。盖帽部分6的外表面可以形成翼型体I的外表面，或可以提供新的蒙皮2以覆盖具有盖帽部分的区域，例如具有被替换的盖帽部分的区域。图25图示了分开的增强的盖帽部分的示意性透视图，类似图23和24所示的分开的盖帽部分，这一分开的增强的盖帽部分6在其与翼型体I的蒙皮2或可能地桁梁14组装之前被单独地制造出来。图25的顶部示出了从翼型体内看到的盖帽部分，且图25的底部示出了从翼型体的外部看到的盖帽部分。所图示的盖帽部分6具有由绕盖帽部分6和隔离构件22牵拉或缠绕的金属丝36形成的多个增强构件20。为维持盖帽部分6的平滑的气动外表面，金属丝36可以具有小的直径或具有平坦形状的横截面。另外，盖帽部分6可以具有凹槽以用于容纳金属丝36，且更进一步，金属丝36可以由层压件覆盖。优选地，金属丝36在翼型体I的内部容积中且在盖帽部分6的外表面上形成的角度几乎是垂直于翼型体I的纵向方向或纵向延伸部，但又略有不同，原因在于金属丝以同时基本恒定的速度沿着盖帽部分6的纵向延伸部缠绕盖帽部分6。金属丝36可以粘合至盖帽部分6的外表面。金属丝36优选地包括具有非常高刚性和强度的纤维，诸如但不限于芳族聚酸胺纤维。图26示意性地示出了与图17的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图26中，翼型体I具有两个隔离构件22，这两个隔离构件22在所示横截面中布置成具有相互的横向间距。除此之外，图11和图12的描述对于图26也是有效的。图27示意性地示出了与图26的横截面类似的翼型体I的横截面，但是在图27中，翼型体I具有两个增强构件20，这两个增强构件20中的每一个在所示的横截面中抵接隔离构件22中的相应一个隔离构件，并且在一端处连接至蒙皮2和桁梁14中的相应一个桁梁且在其另一端处连接至各个隔离构件22中的另一个和蒙皮2。除此之外，图11和图12的描述对于图27也是有效的。图28示出了风轮机叶片I形式的翼型体1，该风轮机叶片I用于三叶片的水平轴风轮机。为了图示目的，蒙皮2的一部分已经被切除，以使多个增强构件20可见。增强构件20从叶片的根部13至叶片的尖端12沿着叶片I的纵向延伸部定位。
图29以放大的形式示出了图28的叶片I的在移除蒙皮2的情况下的部分，以更详细地示出多个增强构件20的布置。图17更详细地示出了增强构件20中的一个，且因此图17的描述(包括图11和图12的描述)对于图29也是有效的。图30以放大的形式示出了与图28和图29所示的叶片类似的另一叶片I的部分；但具有多个增强构件20的不同布置，其中每一个增强构件20在隔离构件22的一侧处从隔离构件22延伸至蒙皮2的内表面，且其中增强构件沿着叶片I的纵向延伸部以空间关系布置，使得相邻的增强构件在隔离构件22的相反侧附接至蒙皮2的内表面。除此之外，图28和图29的描述(包括图11和图12的描述)对于图30也是有效的。图31示意性地示出了翼型体I的横截面，其中已经布置一个或更多个增强构件20以用于增强蒙皮2的在翼型体I的吸入侧在后边缘4和最后的桁梁14之间的基本平坦尾部。除此之外，图11-30的描述对于图30也是有效的。尽管已经结合具体实施例描述了本发明，但不应以任何方式认为本发明局限于所提出的实施例。本发明的范围由所附权利要求书阐述。在权利要求书的上下文中，术语“包括”不排除其他可能的元件或步骤。另外，提及的参照诸如不定冠词等也不应该理解为排除多个。在权利要求书中关于图中所示元件使用附图标记也不应该理解为限制本发明的范围。另外，在不同的权利要求中提到的各个特征有利地组合是可能的，且在不同的权利要求中提及这些特征并不排除特征的组合是不可能的或是有利的。
权利要求
1.翼型体(I)，所述翼型体(I)具有沿着所述翼型体(I)的纵向延伸部延伸且限定剖面弦线(7)的前缘(3)和后缘(4)，所述翼型体(I)包括 翼型蒙皮(2)，所述翼型蒙皮(2)形成所述翼型体(I)的外表面且包围所述翼型体(I)的内部容积， 至少一个增强构件(20)，所述至少一个增强构件(20)利用所述翼型体(I)的内部容积内的第一连接部连接至所述蒙皮(2)且横向于所述翼型体(I)的纵向方向延伸， 其特征在于 所述翼型体(I)还具有隔离构件(22)，所述隔离构件(22)在所述剖面弦线(7)的与所述第一连接部相同的一侧并且在与所述第一连接部相距一定侧向距离处连接至所述蒙皮(2)，该连接在所述蒙皮(2)的位于所述翼型体(I)的内部容积内的基本平坦部分处进行，并且所述隔离构件(22)从所述蒙皮(2)延伸进入所述翼型体(I)的内部容积中，并且其中 所述至少一个增强构件(20)在所述翼型体(I)的内部容积内、与所述蒙皮(2)相距一定距离处利用第二连接部连接至所述隔离构件(22)，并且在张力下工作，以增强所述蒙皮(2)抵抗向内挠曲的能力，并且其中 所述至少一个增强构件(20)还在所述隔离构件(22)的与所述第一连接部相反的一侧处且在所述剖面弦线(7)的与所述隔离构件(22)连接至所述蒙皮(2)的连接部相同的一侧利用第三连接部连接至所述蒙皮(2)。
2.根据权利要求I所述的翼型体(I)，其中所述至少一个增强构件(20)中的一个利用所述第一连接部连接至所述蒙皮(2)，并且所述至少一个增强构件(20)中的另一个利用所述第三连接部连接至所述蒙皮(2)且相对于所述至少一个增强构件中的利用所述第一连接部的所述一个沿着所述翼型体(I)的纵向方向移位。
3.根据权利要求I或2所述的翼型体，其中所述至少一个增强构件(20)包括多个伸长的增强构件(20)，所述多个伸长的增强构件(20)横向于所述翼型体(I)的纵向方向延伸且沿着所述翼型体(I)的纵向延伸部以间隔关系定位。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体(I)，其中所述至少一个增强构件(20)从由金属丝、绳索、丝线、纤维和织网构成的组中选择。
5.根据权利要求1-3中的任意一项所述的翼型体，其中所述至少一个增强构件(20)还在压缩下工作，以增强所述蒙皮(2)抵抗向内挠曲的能力。
6.根据权利要求5所述的翼型体(I)，其中所述至少一个增强构件(20)具有从由杆、棒、板和管构成的组中选择的元件的形状。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体(I)，所述翼型体(I)还包括桁梁(14)，所述桁梁(14)在所述翼型体(I)内且沿着所述翼型体(I)的纵向延伸部延伸，并且所述桁梁(14)连接至所述蒙皮(2)，其中所述隔离构件(22)形成所述桁梁(14)的一部分。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体(I)，其中所述蒙皮(2)的一部分构成所述隔离构件(22)。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体(I)，所述翼型体(I)还包括两个桁梁(14)，所述两个桁梁(14)在所述翼型体(I)内沿着所述翼型体(I)的纵向延伸部延伸，且具有与所述翼型体(I)的纵向方向垂直的相互距离，并且所述两个桁梁(14)连接至所述蒙皮(2)，其中所述隔离构件(22)位于所述两个桁梁(14)之间，且其中 所述至少一个增强构件(20)在接近所述桁梁(14)与所述蒙皮(2)相连的各连接部的位置处连接至所述蒙皮(2)。
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体(I)，还包括多个间隔构件(22)。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体(I)，其中在所述至少一个增强构件(20)和所述蒙皮(2)之间的空间被至少部分地填充填料材料。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体(I)，其中所述至少一个增强构件(20)和所述蒙皮(2)的一部分构成独立的盖帽部分。
13.具有叶片的风轮机，所述叶片是根据前述权利要求中的任意一项所述的翼型体⑴。
14.具有机翼的飞机，所述机翼是根据权利要求1-14中的任意一项所述的翼型体(I)。
15.用于制造翼型体的方法，包括下列步骤 (i)提供翼型体的翼型蒙皮的至少一部分， (J)提供隔离构件， (k)将所述隔离构件连接至所述蒙皮的内表面， (I)提供至少一个增强构件， (m)在与所述隔离构件相距一定距离处并且在剖面弦线的与所述隔离构件连接至所述蒙皮的连接部相同的一侧处，将所述至少一个增强构件连接至所述蒙皮的内表面， (η)在与所述蒙皮相距一定距离处将所述至少一个增强构件连接至所述隔离构件，以及 (ο)在与步骤(e)中的所述连接部的所述隔离构件的相反侧、在与所述隔离构件相距一定距离处并且在所述剖面弦线的与所述隔离构件连接至所述蒙皮的连接部相同的一侧处，将所述至少一个增强构件连接至所述蒙皮的内表面。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括下列步骤 (P)以理想的张力量将所述增强构件预张紧。
17.根据权利要求15或16所述的方法，进一步包括下列步骤 (q)将填料材料设置在所述至少一个增强构件和所述翼型蒙皮的内表面之间的空间中。
18.根据权利要15-17中的任意一项所述的方法，进一步包括下列步骤 (r)设置至少一根桁梁，并且将所述桁梁连接至所述蒙皮的内表面。
19.根据权利要求15-18中的任意一项所述的方法，其中所述步骤(a)、(b)、(d)和(j)中的至少一个步骤包括构建多个纤维材料层。
全文摘要
本发明涉及一种翼型体，该翼型体具有前缘和后缘，所述前缘和后缘沿着翼型体的纵向延伸部延伸且限定剖面弦线，该翼型体包括形成翼型体的外表面且包围翼型体的内部容积的翼型蒙皮，在翼型体内部连接至所述蒙皮并且从所述蒙皮延伸进入翼型体的内部容积中的隔离构件，以及至少一个增强构件，所述至少一个增强构件在张力下工作以增强蒙皮抵抗向内挠曲的能力，且所述至少一个增强构件在翼型体的内部容积中在所述剖面弦线的一侧连接至蒙皮，该侧与所述隔离构件连接至蒙皮的连接部所在的那一侧相同，并且所述至少一个增强构件在与蒙皮相距一定距离处连接至隔离构件。
文档编号B64C3/00GK102884309SQ201080054935
公开日2013年1月16日 申请日期2010年11月30日 优先权日2009年12月2日
发明者芬德·莫霍尔特·詹森 申请人:布拉德纳公司