用于飞行器发动机的推进器叶片的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及用于飞行器发动机的推进器叶片并且还涉及用于飞行器的推进器。
[0002]本发明的目的是提供下述用于飞行器发动机的推进器叶片，该推进器叶片使在其破裂或完全从其毂释放时对飞行器造成的危害减至最小。
[0003]本发明的另一目的是提供下述用于飞行器发动机的推进器叶片，该推进器叶片符合由适航管理局所需的关于叶片冲击的标准和安全要求。
【背景技术】
[0004]以往，已经利用不同材料和结构来制造推进器叶片。这两种构想均已从木质叶片演变至复合材料，同时叶片构型不断复杂化。
[0005]如所已知的，叶片安装在推进器上，其中，叶片靠近飞行器结构、用于飞行器正确操作的重要系统并且还靠近相对的推进器而定位。推进器发动机中的叶片除了叶片的折衷位置之外未由整流罩或机舱覆盖。两种情况一一即处于对于飞行器正常操作而言的潜在风险位置中以及未被保护一一意味着适航当局最近已经考虑到了叶片冲击。
[0006]叶片可以部分地或完全地破裂或从推进器毂全部地释放。在几乎所有的这些情形下，这由于冲击而导致飞行器结构和/或其系统的严重损坏，并且导致随之发生的由于破裂的或释放的叶片引起的发动机的不平衡情况。
[0007]因此，适航当局已经要求飞行器制造商和发动机供应商考虑由于叶片释放引起的冲击情境，以便能够承受该冲击，特别是在飞行器航行时。因而，由于释放而带来的灾难性后果的风险必须被减至最小。
[0008]因此，理想的是提供下述技术手段，该技术手段符合适航性要求以确保叶片已经部分地或完全地释放的飞行器的连续安全飞行和着陆。
【发明内容】
[0009]本发明通过提供一种用于飞行器发动机的推进器叶片来克服上述缺陷，其中，该推进器叶片使在叶片冲击情形下对飞行器造成的损坏减至最小。
[0010]本发明的一方面涉及用于飞行器发动机的推进器叶片，该叶片包括位于一端处的根部、位于叶片的另一端处的稍部、以及位于相反两侧处并且在根部与稍部之间延伸的前缘和后缘，其中，所述叶片被蒙皮覆盖并且包括位于所述叶片内部的环形翼梁。根据本发明，叶片还包括气囊系统、检测系统、触发器以及叶片蒙皮构型，该叶片蒙皮构型用于允许至少一个囊穿过叶片蒙皮构型。气囊系统包含在叶片内并且包括至少一个囊和至少一个气体生成器，其中，所述至少一个气体生成器与至少一个囊流体连通以对所述至少一个囊进行充气。检测系统适于检测叶片的一部分的断裂。触发器适于在由检测系统检测到断裂时激活至少一个气体生成器。叶片蒙皮构造成用于允许所述至少一个囊穿过叶片蒙皮以在所述至少一个囊通过气体生成器而充气时在叶片外侧膨胀。
[0011]本发明提供了一种气囊系统，该气囊系统集成在叶片内用于使在所述叶片部分地或完全地释放时对飞行器造成的损坏减至最小。除了气囊系统之外，本发明的叶片构造成用于使囊在叶片外侧达到完全打开状态并且设置有用于在部分叶片释放的情形下或完全叶片释放的情形下实现有效检测的器件。
[0012]优选地，通过在叶片蒙皮中设置至少一个易断线以允许囊穿过叶片蒙皮，本发明的叶片实现了囊穿过叶片蒙皮。因而，易断线确保囊的完全打开状态。另外，易断线提供了最可能的断裂线，并且由此提供了用于囊输出和定位的受控路径。这样，本发明使得能够保护叶片的所选择区域，而所选择区域将优选地对应于叶片的与冲击情境相关的更关键区域。所述关键区域是涉及作用于飞行器机身的冲击的最可能区域。主要关键区域对应于叶片的稍部、前缘和后缘。由此，叶片的主锐利元件可以由一个或若干个囊覆盖。
[0013]另外，充气的囊用作能量吸收器，从而减小可能传递至飞行器结构的能量的量。因而，囊在冲击中用作缓冲器，从而有助于使冲击情境的危害减至最小。
[0014]此外，囊在其充气时用作空气动力学制动器，以实现减速。囊充气增大了由叶片承受的阻力，从而减小冲击速率并且因此减小冲击能量。
[0015]另外，本发明的叶片包括用于在破裂被检测到时激活囊的充气的装置。为此，叶片包括用于检测一部分叶片或整个叶片的断裂的检测系统、以及用于在破裂被检测到时激活气体生成器的触发器。这样，检测由适当的叶片执行，从而在需要的情况下触发囊的膨胀。因而，本发明实现了用于飞行器的推进器的专用并且成本有效的解决方案，因为仅需替换受损的叶片。
[0016]本发明通过在叶片中部署解决方案而提供了一体的并且紧凑的解决方案。因而，本发明避免了在叶片安装至飞行器的推进器上时对叶片周围结构中的任意结构执行任意修改。因此，本发明优选地与常规飞行器设计相结合。这使叶片的安装容易并且限制了本发明涉及的成本。
[0017]进一步地，本发明提供了在叶片释放情形下的快速响应。因而，本发明实现了在叶片冲击飞行器之前对飞行器的保护，由此使由叶片释放引起的损坏减至最小。
【附图说明】
[0018]为了更好地理解本发明，出于示例性和非限制性的目的提供以下附图，其中:
[0019]图1示出了根据本发明的实施方式的叶片的示意图。
[0020]图2示出了根据本发明的另一实施方式的叶片的示意图。
[0021 ]图3示出了图2的实施方式的示意图，其中，囊完全膨胀。
[0022]图4示出了根据本发明的另一实施方式的叶片的示意图。
[0023]图5a至5e示出了包含在图4中示出的叶片中的囊的膨胀的不同阶段。
[0024]图6示出了包括至少两个根据本发明的叶片的飞行器的推进器的示意图。
【具体实施方式】
[0025]图1示出了根据本发明的叶片I的示意性立体图。通常，叶片I包括两个端部(即根部2和稍部3)以及在所述两个端部之间延伸的两个相对的边缘(即前缘4和后缘5)。而且，叶片I由蒙皮6覆盖并且包括位于叶片I内的环形翼梁7，所述翼梁7是叶片I的结构部件并且在所述翼梁7内填充有泡沫。另外，本发明的叶片I包括气囊系统、至少一个易断线11、检测系统以及触发器10，所述至少一个易断线11位于叶片I的蒙皮6上以允许气囊系统在叶片外侧膨胀。
[0026]如所示出的，气囊系统集成在叶片I内并且包括至少一个囊8以及用于所述至少一个囊8的充气的至少一个气体生成器9。检测系统与触发器10通信以对检测产生响应，其中，触发器10进而与至少一个气体生成器9通信以执行囊8的充气。
[0027]图1中示出的实施方式的气囊系统包括一个气体生成器9和一个囊8。气体生成器9与囊8流体连通以实现囊8的充气。该流体连通可以借助于管17提供。
[0028]根据优选实施方式，气体生成器9安置于翼梁7内。因而，本发明利用了翼梁7的构型，这是因为将气体生成器9定位于翼梁7内避免了为气体生成器9的位置提供空间的需要。
[0029]如图1所示并且根据另一优选实施方式，囊8包含在叶片I的稍部3内。因而，在发生叶片释放的情况下，稍部3将被囊8覆盖和保护。
[0030]为了允许囊8的充气和在叶片I外侧的完全扩大，稍部3可以在其叶片蒙皮6处设置有易断线11以允许叶片蒙皮6破裂。替代性地，稍部3可以以可分离的方式安装在叶片I中，其中，围绕稍部3的相对于叶片I的剩余部分的安装/拆卸表面设置有易断线U。在此情形下，还提供了用于囊8的出口，因为囊8将在稍部3分离时穿过开口离开稍部3。
[0031]另外，图1示出了根据另一优选实施方式的检测系统。所述检测系统包括电气封闭回路12，该电气封闭回路12沿叶片跨度的一部分、优选地沿叶片的整个跨度延伸。在此实施方式中，触发器10电连接至封闭回路12以在回路12开通时激活气体生成器9。此系统允许检测完全叶片释放和部分叶片释放，只要回路12延伸达到释放区域即可。
[0032]根据另一优选实施方式，气体生成器9安置成与叶片I的根部2相距为叶片跨度的至少四分之三的距离。因而，气体生成器9安置成与靠近根部2相比更靠近稍部3，这是因为在大多数情况下，叶片I的分离部分是稍部3。同时，此定位利用了通过使用叶片的最宽部段来定位气体生成器9的优点。
[0033]图2示出了叶片I的示意性立体图，该叶片I包括具有三个囊8和两个气体生成器9的气囊系统。根据另一优选实施方式，囊8中的一个囊8沿叶片I的前缘4安置于翼梁7外侧，其中，所述前缘4包括一个易断线11。
[0034]如图3所示，将囊8定位在前缘4处允许在检测系统检测到叶片I的至少一部分的破裂的情况下覆盖此缘。因而，很大程度上减小了由于前缘4对飞行器的冲击而引起的潜在损坏。
[0035]此外，根据另一优选实施方式，图2中描绘的囊8中的两个囊8沿叶片I的后缘5安置于翼梁7外侧，其中，所述后缘5包括一个易断线11。
[0036]同样，如图3所示，将囊8定位在后缘5处允许在检测系统检测到叶片破裂的情况下覆盖此缘。这样，很大程度上减小了由于后缘5对飞行器的冲击引起的潜在损坏。
[0037]在这两种情况下，在前缘4和后缘5处分别设置有易断线11以允许对应的囊8穿过叶片蒙皮6，从而在囊8通过气体生成器9充气时囊8在叶片I外侧完全膨胀。
[0038]如图2所示，叶片I可以设置有两个气体生成器9。可以使用多个气体生成器9来在同样设置有多个囊8的情况下对不同囊进行充气，或出于冗余的目的在气体生成器9出故障的情