出了绘制有各种参数的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意性视图，各种参数典型地用来限定翼型的几何形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸力侧54，在使用期间一一即，在转子的旋转期间一一它们一般地分别面朝上风(或逆风)侧和下风(或顺风)侧。翼型50具有翼弦60，其带有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的翼弦长度c。翼型50具有厚度t，其限定为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿翼弦60变化。从对称轮廓的偏差由弧线62给出，弧线62为穿过翼型轮廓50的中线。中线可通过从前缘56到后缘58绘制内切圆来找到。中线跟随这些内切圆的中心，且与翼弦60的偏差或距离称为弧高f。不对称还可通过使用称为上弧高(或吸力侧弧高)和下弧高(或压力侧弧高)的参数来限定，它们分别限定为离翼弦60和吸力侧54和压力侧52的距离。
[0062]翼型轮廓常由以下参数特征化:翼弦长度c、最大弧高f、最大弧高f的位置df、最大翼型厚度t (其为沿中弧线62的内切圆的最大直径)、最大厚度t的位置dt、以及鼻部半径(未示出)。这些参数典型地限定为与翼弦长度c的比。因此，局部相对叶片厚度t/c给定为局部最大厚度t与局部翼弦长度c之间的比。此外，最大压力侧弧高的位置dp可用作设计参数，且当然最大吸力侧弧高的位置也可用作设计参数。
[0063]图4示出了叶片的一些其它几何参数。叶片具有总叶片长度L。如图2中所示，根部端位于位置r=0处，且末梢端位于r=L处。叶片的肩部40位于位置r=Lw处，且具有等于肩部40处的翼弦长度的肩部宽度W。根部的直径限定为D。此外，叶片设有限定为Ay的预弯曲，其对应于从叶片的俯仰轴线22的平面外偏转。
[0064]现代风力涡轮机叶片常可在长度上超过30或40米，具有若干米的叶片根部直径。风力涡轮机叶片通常针对相对长的寿命来设计，且设计成经受相当大的结构和动态负载。
[0065]参考图5(a)，根据本发明的叶片10形成为三个分离的区段或部分:根部区段70、主板区段72和末梢区段74。为了提供改善的叶片构造，根部区段70形成为具有大致承载负载的翼梁结构的叶片区段，主板区段72包括承载负载的空气动力壳，且末梢部分74包括由一体模制或一次射出制造过程形成的一体成型的末梢元件。一旦制造了分离的叶片部分70、72、74，则这些部分可随后组装来形成风力涡轮机叶片10，图5(b)。
[0066]通过提供此类三重混合或三方混合(triple-hybrid)的叶片构造，三个不同的制造方法的具体优点可利用于优点具有最大影响的叶片的那些位置处，同时减小了途径的不利方面。
[0067]在根部端处，承载负载的翼梁构造允许使用结构翼梁盒或翼梁梁(spar girder),结构翼梁盒或翼梁梁具体地设计来吸收操作期间由风力涡轮机叶片经历的相当大的力矩和弯曲力。适合的空气动力整流罩或壳可附连到翼梁盒上，以提供在叶片的根部端区段处的适合的翼型轮廓。叶片10的根部部分70可包括叶片10的长度的内侧33%，且/或可从叶片10的根部端16延伸至叶片10的最大翼弦的位置，即，肩部40。将理解的是，根部部分可延伸超过最大翼弦的位置或可并不延伸超过最大翼弦的位置。
[0068]对于主板区段72，承载负载的壳构造的使用意味着有效和证实的叶片构造可利用于叶片10的主空气动力表面，且其可以以最低成本和制造难度来实施。主板部分72可形成从叶片的根部端算起的风力涡轮机叶片的长度的中间三分之二，例如，从根部端的叶片的长度的33%到97%之间。另外地或备选地，主板区段72形成大致从叶片的最大翼弦的点到沿距根部端16的风力涡轮机叶片的长度的大约75%到95%之间(优选大约80%到90%之间)的点的风力涡轮机叶片的部分。一方面，主板部分72延伸至沿距根部端16的风力涡轮机叶片10的长度大约85%的点。
[0069]对于叶片10的末梢端，由于分离的末梢部分74在闭合模具中使用一次射出过程形成，这消除了叶片末梢端14的区域中的粘合剂连结线的存在，减小了由粘合剂引起的叶片的重量。此外，由于末梢部分74基本上为开口端锥形元件，不存在关于模制之后从末梢部分74除去内模具的问题。
[0070]将理解的是，分离的部分70、72、74可使用任何适合的联结方法来联结，例如，粘合剂连结、螺接、铆接、卡扣配合联接等。另外地或备选地，风力涡轮机叶片10可包括联接部件(未示出)，其定位在根部部分70与主板部分72之间，和/或主板部分72与末梢部分74之间，联接部件布置成将相应的叶片部分牢固地连接在一起，例如，作为联接套环或凸缘，和/或布置成在承载负载的翼梁盒与承载负载的壳之间联接且在操作期间在叶片部分之间有效地传递叶片负载的元件。另外地或备选地，分离的连接元件可定位在叶片的内部，在相邻叶片部分之间延伸。连接元件可提供相邻部分之间的附加连结表面，用于使用粘合剂连结、螺接、铆接等。优选地，所述分离的连接元件提供为腹板部件，例如，抗剪腹板，其在叶片的相对内表面之间延伸。
[0071]参考图6，示出了根据本发明的风力涡轮机叶片10的根部部分70的两个实施例的横截面视图。根部部分70包括承载负载的翼梁盒或梁76，其大致沿根部部分70的长度延伸，翼梁盒具有上表面76a和下表面76b以及在它们之间延伸的两个侧表面77。翼梁盒76包括大致矩形的横截面，其可随着翼梁盒76延伸远离根部端16而在横截面大小上渐缩。翼梁盒76可使用任何适合的技术形成，例如，作为丝卷绕的翼梁、拉挤元件或拉挤元件的组件等。
[0072]空气动力整流罩或壳78适配至翼梁盒76上或围绕翼梁盒76，以向根部部分70提供空气动力轮廓。将理解的是，整流罩78大致为不承载负载的。
[0073]在图6(a)中，整流罩78提供为围绕翼梁盒76的外部适配的两部分壳。图6 (a)的整流罩78包括上吸力侧壳78a和下压力侧壳78b。壳78a、78b通过将上壳78a附连到翼梁盒76的上表面76a上和将下壳78b附连到翼梁盒76的下表面76b上来附接到翼梁盒76上，其中壳78a、78b自身在叶片10的相应前缘18和后缘20处装固在一起。壳78a、78b可使用任何适合的手段(例如，粘合剂连结、螺接、铆接等)附接到翼梁盒76和/或彼此上。装固的壳78a、78b形成叶片10的根部部分70处的空气动力轮廓，其可取决于叶片10的内侧区段的空气动力要求而沿根部部分70的长度变化。
[0074]尽管图6(a)图示了其中整流罩78提供为分离的压力侧板和吸力侧板的实施例，但将理解的是，可使用任何其它构造的整流罩。例如，整流罩78可形成或铸造为单件覆盖物或护套，翼梁盒76可插入且随后装固到单件覆盖物或护套中。
[0075]在备选实施例中，整流罩78可由大致形成叶片前缘的第一壳和大致形成叶片后缘的第二壳形成，其中相应的壳的自由端在翼梁盒76的相应的上表面76a和下表面76b附近彼此重叠。壳的重叠端然后可装固到彼此和内部地定位的翼梁盒76上，以形成整流罩78。此类布置提供了在位于远离叶片10的前缘18的整流罩中具有任何连结线的优点。
[0076]图6(b)中图示了根据本发明的风力涡轮机叶片10的根部部分70的另一个实施例。在此实施例中，翼梁盒76的上表面76a和下表面76b形成叶片10的根部部分70的外表面的一部分，其中第一整流罩80形成附接到翼梁盒76的一侧上的根部部分70的前缘，并且第二整流罩82形成附接到翼梁盒76的相对侧上的根部部分70的后缘。在图6(b)中所示的实施例中，后缘整流罩82图示为由上压力侧半部82a和分离的下吸力侧半部82b形成，上半部82a和下半部82b布置成在根部部分70的后缘20处联结在一起。
[0077]将理解的是，整流罩78、80、82可由相对柔性的材料形成，具有内部地定位的整流罩78、80、82的多个相对回弹性的结构肋(未示出)，肋作用为向柔性材料提供结构支承。在此情况中，肋可牢固地附接到翼梁盒76上，以形成内骨架结构来支承外整流罩