一種帶翼尖噴氣功能的復合材料槳葉的制作方法

本發明屬于旋翼槳葉設計技術領域，具體涉及一種帶翼尖噴氣功能的復合材料槳葉。

背景技術：

目前，常規構型直升機已經不能滿足對垂直起降、大速度前飛功能的需求，各種新構型組合式飛行器成為大家研究的熱點。一種含翼尖噴氣旋翼、螺旋槳、機翼的組合式飛行器既可以實現垂直起降，又能實現大速度前飛。

與常規直升機旋翼相比，翼尖噴氣旋翼，消除了沉重的齒輪傳動系統，并且不再需要尾槳反扭矩系統，有效減小了系統的復雜性，具有簡單易用、結構質量輕的特點。

現有的具有翼尖噴氣功能的復合式飛行器中，翼尖噴氣旋翼使用的多是金屬槳葉，中空的金屬大梁有利于傳輸管路的鋪放和翼尖噴氣機構的安裝。但是金屬槳葉零部件較多，維護起來不太方便；另外，金屬槳葉存在壽命短、可靠性低的弊端。

復合材料優異的疲勞強度、多路傳載、緩慢的裂紋擴展特性和簡易的模壓成型工藝等，在槳葉上得到了充分發揮。但是復合材料與金屬結構存在相容性問題，如何將噴氣裝置固定于復合材料翼尖上、以及如何進行管路件布置都存在一定的技術難度，很容易產生強度、氣動等問題。

目前，直升機旋翼槳葉大都采用復合材料進行設計和制造，因此這里設計一種可以實現翼尖噴氣功能的復合材料旋翼槳葉。

技術實現要素：

本發明的目的：為了解決上述問題，本發明提出了一種帶翼尖噴氣功能的復合材料槳葉，通過合理的結構和選材設計，解決復合材料槳葉與金屬結構相容性問題，實現金屬結構與復合材料的固定連接。

本發明的技術方案：一種帶翼尖噴氣功能的復合材料槳葉，包括：槳葉本體、襯套、根部轉接頭、金屬管、金屬填塊、金屬蒙皮、推進器接頭、螺栓、夾板、推進器；

所述槳葉本體的根部設置有襯套，所述槳葉本體靠近翼尖的腔體內設置有金屬填塊，所述金屬填塊表面與槳葉本體的蒙皮平齊，所述金屬蒙皮套接在金屬填塊與槳葉本體的蒙皮連接處；

所述槳葉本體內部設置有金屬管，所述金屬管從槳葉本體的根部以45°進入槳葉本體的腔體內，穿過金屬填塊與位于槳葉翼尖處的推進器連接；

所述金屬管一端通過根部轉接頭與供氣軟管連接，另一端通過推進器接頭與推進器連接；

所述推進器與夾板的一端連接，所述夾板另一端通過螺栓固定在金屬填塊上，槳葉本體通過襯套與槳轂連接。

優選地，所述金屬管及金屬填塊預先設置復合材料槳葉本體內部并通過模壓方式一體成型。

優選地，所述根部轉接頭一端為擴口式結構，另一端設置有波紋式管結構。

優選地，所述金屬管沿槳葉中心線鋪設，且包裹在大梁帶中。

優選地，所述金屬填塊設置有圓形通孔，所述圓形通孔與金屬管配合。

優選地，所述金屬填塊設置有固定槽，所述固定槽能夠固定大梁帶。

優選地，所述金屬蒙皮和夾板配合開孔，螺栓依次穿過夾板和金屬蒙皮固定在金屬填塊上。

優選地，所述金屬管通過預留的管接頭與所述根部轉接頭連接。

本發明的技術有益效果：本發明通過將復合材料模壓技術、金屬結構件、管路件融合設計，實現具有翼尖噴氣功能的復合材料槳葉。該槳葉與金屬槳葉相比，零件數量少、壽命高、維護方便、可靠性高。

附圖說明

圖1為本發明一種帶翼尖噴氣功能的復合材料槳葉的一優選實施例的結構示意圖；

圖2為圖1所示實施例的根部結構示意圖；

圖3為圖1所示實施例的翼尖結構示意圖；

圖4為圖1所示實施例的金屬填塊結構示意圖；

其中，1-槳葉本體，2-襯套，3-根部轉接頭，4-金屬管，5-金屬填塊，6-金屬蒙皮，7-推進器接頭，8-螺栓，9-夾板，10-推進器,51-圓形通孔，52-固定槽。

具體實施方式

為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。

下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，請參閱圖1至圖4；

本發明涉及一種帶翼尖噴氣功能的復合材料槳葉，在復合材料槳葉設計的基礎上，通過融合金屬結構件、管路件設計，實現液體燃料從槳葉根部傳送到槳尖推進器中，并最終實現噴氣功能。

主要包括槳葉本體1、襯套2、根部轉接頭3、金屬管4、金屬填塊5、金屬蒙皮6、螺栓8、及推進器組件；

槳葉本體1是本發明的基礎結構，金屬管4及金屬填塊5預先設置在由常規復合材料制作的槳葉本體1內部，并通過模壓方式一體成型。

所述槳葉本體1靠近翼尖的腔體內設置有金屬填塊5，所述金屬填塊5設置有圓形通孔51和固定槽52，所述圓形通孔51與螺栓8配合，金屬填塊5內置于復合材料槳葉1端部，其上、下表面與槳葉本體1的蒙皮內表面貼合，是槳葉本體1與金屬蒙皮6、夾板9進行螺栓8連接的基礎。

金屬填塊5進行挖槽設計設置固定槽52，通過將槳葉本體1大梁帶纏繞鋪放，對金屬填塊5、金屬蒙皮6和推進器10提供離心力。

槳葉本體1內部設置有金屬管4，金屬管4從槳葉本體1的根部過渡區以45°夾角進入槳葉本體1的內部，沿著槳葉中心線布置并包裹于槳葉本體1的大梁帶中，通過金屬填塊5的圓形通孔51穿出槳葉本體1的翼尖端面。槳葉中心線位置翼型厚度最大，擁有最佳的設計空間；金屬管4在槳葉本體1內部始終包裹于大梁帶中，并通過金屬填塊5的固定槽52固定，大梁帶優良的塑性變形可以減小槳葉揮舞時金屬管4對槳葉本體1內部結構的破壞。

可以理解的，本實施例中金屬管壁厚為1mm，外徑8mm。

金屬蒙皮6包裹在槳葉本體1的外側、夾板9的內側，起到外形美觀和減少氣動阻力的作用。

可以理解的是：本實施例中金屬蒙皮6厚度為1mm。

根部轉接頭3可以實現金屬管4與供氣軟管的轉接，根部轉接頭3的一端為擴口式管接頭結構，可以與金屬管4實現擴口式連接，另一端為波紋式結構，通過卡箍可以與供氣軟管連接，有較好的密封效果。

推進器組件主要由推進器接頭7、夾板9、推進器10組成。夾板9一端與槳葉本體1通過4個連接螺栓8固定，配備自鎖螺母和緊固膠防松，金屬填塊5提供支撐，夾板9另一端與推進器10采取焊接連接方式固定；推進器接頭7焊接在推進器10上，推進器接頭7與金屬管4連接端為擴口式管接頭結構，可以與金屬管4進行擴口式連接，這種連接方式可以承受較大壓強。

槳葉本體1的根部的表面設置有兩個襯套2，槳葉本體1通過雙襯套2與槳轂連接，并將載荷傳遞給槳轂。

推進器10內部有催化床，可以將從機身傳輸過來的過氧化氫液體燃料分解成氣體，并伴隨著巨大熱量產生，高溫氣體從推進器10噴口高速噴出，從而推動旋翼轉動。

綜上所述，本發明一種帶翼尖噴氣功能的復合材料槳葉通過將復合材料、金屬結構、管路件相融合，實現液體燃料從槳葉根部傳送到槳尖推進器中。槳葉結構零件數量少、可靠性高，并且通過合理的管路連接方式設計，保證管路可以承受足夠的壓強。

最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。