CN105730680A - 用于螺旋桨叶片的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自毁装置(1)，该自毁装置(1)适于安装在螺旋桨叶片(10)中，自毁装置(1)包括：检测器件(2)，该检测器件(2)适于检测螺旋桨叶片(10)的释放；警告器件(3)，该警告器件(3)适于在检测器件(2)检测到螺旋桨叶片(10)的释放的情况下发送释放警报；以及毁坏器件(4)，该毁坏器件(4)适于在接收到来自警告器件(3)的释放警报的情况下破坏螺旋桨叶片(10)。本发明还提供了一种发动机(20)和一种飞行器(30)。
Description
技术领域
本发明涉及具有无涵道(unducted)螺旋桨叶片的发动机的领域，并且更特别地涉及包括在发动机中的叶片。
背景技术
包括在螺旋桨和风扇中的叶片通常在恶劣的条件下工作。虽然小心地设定设计参数和安全界限，但是叶片可能会破裂并且从毂部释放也不是没有可能的。在这种情况下，该叶片可能会影响其他叶片或飞行器的其他部件，从而引起对其他叶片或飞行器的其他部件的一些损坏。
一些飞行器由包括无涵道螺旋桨叶片的发动机提供动力。这些发动机借助于吊架接合至飞行器结构。这些发动机可以位于翼部中，例如位于上单翼(highwing)下面或者机身的后端上。在这些发动机位于机身的后端上的情况下，由于支承这些发动机的吊架通常不是很长，因此发动机并且因而螺旋桨叶片很接近机身结构。因此，叶片释放或断裂在这些情况下是非常危险的，原因在于叶片释放或断裂可能会导致机身结构或甚至与机身结构相对的发动机的严重损坏。
在现有技术状态中提出的解决方案包括对可预测地受到从螺旋桨释放的叶片的冲击的机身部件的加固。然而，该解决方案导致飞行器结构的重量增加并且导致不是很安全的状况，原因在于高速下的释放叶片可能会绘制出并非可容易预测的轨迹。由于重量是飞行器设计的关键问题，因此该缺点在该技术领域中非常重要。
发明内容
本发明通过下述方面提供了针对上述问题的解决方案：根据权利要求1所述的自毁装置、根据权利要求8所述的螺旋桨叶片、根据权利要求12所述的发动机、以及根据权利要求13所述的飞行器。在从属权利要求中，限定了本发明的优选实施方式。
在本发明的第一方面中，本发明提供了一种自毁装置，该自毁装置适于安装在螺旋桨叶片中，该自毁装置包括：
检测器件，该检测器件适于检测螺旋桨叶片的释放，
警告器件，该警告器件适于在检测器件检测到螺旋桨叶片的释放的情况下发送释放警报，以及
毁坏器件，该毁坏器件适于在接收到来自警告器件的释放警报的情况下破坏螺旋桨叶片。
该自毁装置适于安装在螺旋桨叶片中，由此提供了用以在必要时使螺旋桨叶片破裂为碎片的方式。
在特定实施方式中，检测器件包括至少一个校准的加速度计。
在特定实施方式中，检测器件包括回路，该回路沿着螺旋桨叶片的跨度布置，使得可能发生的叶片释放将导致回路断开以及警告器件发送释放警报。
在特定实施方式中，毁坏器件包括至少一个爆炸载荷。
在特定实施方式中，毁坏器件包括多个爆炸载荷。在特定实施方式中，爆炸载荷以覆盖螺旋桨叶片的整个跨度的方式布置。在特定实施方式中，爆炸载荷为爆炸线。
具有多个爆炸载荷而不是仅一个爆炸载荷提供了若干优势。一方面，释放/破裂的叶片比在仅具有一个爆炸载荷的情况下破裂为更多个碎片。这些较小的碎片将冲击机身，但是这些冲击的能量将比在较大的碎片的情况下小得多。另一方面，该解决方案允许将总爆炸载荷分成若干较小的爆炸载荷，使得每个爆炸涉及较小能量。当在非常接近机身结构而操作的叶片中使用本发明时，重要的是要确保每个爆炸的能量低于在不使用这样的装置的情况下整个叶片或叶片碎片引起的冲击能量。
在特定实施方式中，毁坏器件包括用于发起冲击波的器件。
在本发明的第二方面中，本发明提供了一种包括根据本发明的第一方面的自毁装置的螺旋桨叶片。
有利地，包括这种自毁装置的螺旋桨叶片适于在被部分地或全部地释放时被破坏，使得释放的叶片或部分的毁坏与所述释放的叶片或部分的冲击相比总是对机身危害较小。
在特定实施方式中，检测器件包括沿着螺旋桨叶片的跨度布置的多个加速度计。
有利地，将加速度计位于螺旋桨叶片的稍端附近确保了螺旋桨叶片的部分破碎和全部释放两者均被检测器件检测到，并且因此，毁坏器件实现了其避免螺旋桨叶片的大的碎片到达机身的目的。
在特定实施方式中，螺旋桨叶片由纤维复合材料制成并且毁坏器件为与复合材料的纤维交织的爆炸线。
有利地，该实施方式确保了叶片的毁坏，原因在于复合材料的纤维为螺旋桨叶片提供主要的机械性能。
在特定实施方式中，螺旋桨叶片包括蒙皮和加强元件，并且毁坏器件接近加强元件定位。
在特定实施方式中，螺旋桨叶片包括：蒙皮；环形加强杆，该环形加强杆基本上沿着螺旋桨叶片的跨度延伸；以及泡沫，该泡沫覆盖蒙皮和环形加强杆的内部空间，并且毁坏器件为遵循绕环形加强杆成螺旋形状而定位的爆炸线。
在特定实施方式中，螺旋桨叶片包括：蒙皮；环形加强杆，该环形加强杆基本上沿着螺旋桨叶片的跨度延伸；以及泡沫，该泡沫覆盖蒙皮和环形加强杆的内部空间，并且毁坏器件为接近环形加强杆定位的爆炸线。
在特定实施方式中，检测器件和毁坏器件两者均包含于由加强元件界定的区域中。在特定实施方式中，检测器件和毁坏器件两者均包含在由加强元件界定的区域外侧。
有利地，这些实施方式确保了叶片的毁坏，原因在于毁坏器件位于接近为螺旋桨叶片提供主要机械性能的元件的位置。
在特定实施方式中，检测器件包括沿着螺旋桨叶片的跨度布置的回路，并且回路的一部分布置在螺旋桨毂中。
在本发明的第三方面中，本发明提供了一种包括根据本发明的第二方面的螺旋桨叶片的发动机。
在本发明的第四方面中，本发明提供了一种包括根据本发明的第三方面的发动机的飞行器。
本具体说明(包括权利要求书、说明书和附图)中所描述的所有特征和/或所描述的方法的所有步骤可以以除了这样的特征和/或步骤相互排斥的组合之外的任意组合的方式进行组合。
附图说明
鉴于根据通过参照附图仅作为示例给出且不限于此的本发明的优选实施方式而变得明显的本发明的详细描述，将更清楚地理解本发明的这些特征和优势以及其他特征和优势。
图1示出了根据本发明的用于螺旋桨的自毁装置的第一实施方式。
图2示出了根据本发明的用于螺旋桨的自毁装置的第二实施方式。
图3示出了包括根据本发明的用于螺旋桨的自毁装置的第一实施方式的螺旋桨叶片。
图4示出了包括根据本发明的用于螺旋桨的自毁装置的第二实施方式的螺旋桨叶片。
图5示出了包括根据本发明的用于螺旋桨的自毁装置的第三实施方式的螺旋桨叶片。
图6示出了根据本发明的发动机。
图7示出了根据本发明的飞行器。
具体实施方式
根据本发明的每个自毁装置，包括：检测器件，该检测器件适于检测螺旋桨叶片的释放；警告器件，该警告器件适于在检测器件检测螺旋桨叶片的释放的情况下发送释放警报；以及毁坏器件，该毁坏器件适于在接收到来自警告器件的释放警报的情况下破坏螺旋桨叶片。
在图1中示出的实施方式中，自毁装置1的检测器件2为多个加速度计，并且毁坏器件4为两个爆炸线，所述两个爆炸线借助于警告器件3而连接至加速度计。在叶片被部分或完全释放的情况下，检测器件将检测到具有比预定触发值大的分量的加速度矢量，该加速度矢量不是由于旋转运动中制动的加速度引起，并且因此，警告器件3将启动毁坏器件4。加速度计被预先校准以设定适当的触发值，超过该适当的触发值，警告器件3启动毁坏器件4。
在图2中示出的实施方式中，检测器件2是电子回路。回路的一部分将被放置在叶片的预期被释放的部分中，并且回路的另一部分将被放置在螺旋桨毂中，该螺旋桨毂不会被释放。在叶片释放的情况下，回路将变为断开的，并且检测到断开回路状态的警告器件3将启动毁坏器件4。在该实施方式中，毁坏器件4为线性布置的多个爆炸载荷。在不同的实施方式中，根据不同的模式来布置爆炸载荷。检测器件适于沿着转子叶片的整个跨度放置，这允许对叶片的全部释放和部分破裂两者进行检测。
在另一实施方式中，毁坏器件是用于在被激活时发起冲击波的器件。该实施方式特别适于具有单块式结构的叶片，原因在于冲击波对于破坏该类型的叶片特别有效。
检测器件和毁坏器件的任意组合适于存在于根据本发明的自毁装置的不同实施方式中。
在特定实施方式中，螺旋桨叶片由复合材料制成，并且毁坏器件是与叶片的复合材料的纤维结构交织的爆炸线。在特定实施方式中，叶片包括覆盖整个叶片跨度的环形加强杆，并且毁坏器件接近环形加强杆定位。在进一步的特定实施方式中，毁坏器件为遵循绕环形加强杆成螺旋形状而定位的爆炸线。
图3示出了包括根据图1中示出的实施方式的自毁装置1的螺旋桨叶片10。毁坏器件4为沿着螺旋桨叶片10的跨度布置的爆炸线。在该特定实施方式中，螺旋桨叶片包括：蒙皮13；环形加强杆11，该环形加强杆11基本上沿着螺旋桨叶片10的跨度延伸；以及泡沫14，该泡沫覆盖蒙皮和环形加强杆11的内部空间，并且该爆炸线位于螺旋桨叶片的加强区的内侧。在该特定实施方式中，检测器件2包括沿着螺旋桨叶片10的跨度布置的多个加速度计。由于多个加速度计中的至少一个加速度计位于螺旋桨叶片10的稍端附近，因此螺旋桨叶片10的部分破裂和全部释放两者均被检测器件2检测到。
图4示出了包括根据图1中示出的实施方式的自毁装置的另一螺旋桨叶片。在该图中示出的实施方式中，螺旋桨叶片10包括：蒙皮13；环形加强杆11该环形加强杆11基本上沿着螺旋桨叶片10的跨度延伸；以及泡沫14，该泡沫覆盖蒙皮和环形加强杆11的内部空间，并且毁坏器件4为遵循绕环形加强杆11成螺旋形状而定位的爆炸线。在该特定实施方式中，检测器件2包括沿着螺旋桨叶片10的跨度布置的多个加速度计。多个加速度计中的至少一个加速度计位于螺旋桨叶片10的稍端附近，使得螺旋桨叶片10的部分破裂和全部释放两者均被检测器件2检测到。在未示出的不同实施方式中，毁坏器件4为遵循环形加强杆11的内侧中的螺旋形状而定位的爆炸线。
图5示出了包括根据图2中示出的实施方式的自毁装置1的螺旋桨叶片10。回路的一部分被放置在螺旋桨叶片10的预期被释放的部分中，这意味着回路的一部分被放置在叶片的远离毂部12的一半中，并且回路的另一部分被放置在螺旋桨毂12中，该螺旋桨毂12不会被释放。
图6示出了包括根据图3中示出的实施方式的螺旋桨叶片的发动机20。
图7示出了包括如图5中所示的发动机20的飞行器30。
Claims (15)
1.一种自毁装置(1)，所述自毁装置(1)适于安装在螺旋桨叶片(10)中，所述自毁装置(1)包括：
检测器件(2)，所述检测器件(2)适于检测所述螺旋桨叶片(10)的释放，
警告器件(3)，所述警告器件(3)适于在所述检测器件(2)检测到所述螺旋桨叶片(10)的释放的情况下发送释放警报，以及
毁坏器件(4)，所述毁坏器件(4)适于在接收到来自所述警告器件(3)的释放警报的情况下破坏所述螺旋桨叶片(10)。
2.根据权利要求1所述的自毁装置(1)，其中，所述检测器件(2)包括至少一个校准的加速度计。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的自毁装置(1)，其中，所述检测器件(2)包括回路，所述回路沿着所述螺旋桨叶片的跨度布置，使得可能发生的叶片释放将导致所述回路断开以及所述警告器件(3)发送释放警报。
4.根据前一项权利要求所述的自毁装置(1)，其中，所述毁坏器件(4)包括多个爆炸载荷。
5.根据前一项权利要求所述的自毁装置(1)，其中，所述多个爆炸载荷以基本上覆盖所述螺旋桨叶片的整个跨度的方式布置。
6.根据权利要求4至5中的任一项所述的自毁装置(1)，其中，所述爆炸载荷为爆炸线。
7.一种螺旋桨叶片(10)，所述螺旋桨叶片(10)包括根据前述权利要求中的任一项所述的自毁装置(1)。
8.根据前一项权利要求所述的螺旋桨叶片(10)，其中，所述检测器件(2)包括沿着所述螺旋桨叶片(10)的跨度布置的多个加速度计。
9.根据权利要求7或8中的任一项所述的螺旋桨叶片(10)，其中，所述螺旋桨叶片(10)由纤维复合材料制成，并且所述毁坏器件(4)为与所述复合材料的纤维交织的爆炸线。
10.根据权利要求7或8中的任一项所述的螺旋桨叶片(10)，其中，所述螺旋桨叶片(10)包括蒙皮(13)和加强元件，并且所述毁坏器件接近所述加强元件定位。
11.根据权利要求10所述的螺旋桨叶片(10)，其中，所述加强元件包括环形加强杆(11)和泡沫(14)，所述环形加强杆(11)基本上沿着所述螺旋桨叶片(10)的跨度延伸，所述泡沫覆盖所述蒙皮(13)和所述环形加强杆(11)的内部空间，并且所述毁坏器件(4)为遵循绕所述环形加强杆(11)成螺旋形状而定位的爆炸线。
12.根据权利要求10所述的螺旋桨叶片(10)，其中，所述加强元件包括环形加强杆(11)和泡沫(14)，所述环形加强杆(11)基本上沿着所述螺旋桨叶片(10)的跨度延伸，所述泡沫覆盖所述蒙皮和所述环形加强杆(11)的内部空间，并且所述毁坏器件(4)为接近所述环形加强杆(11)定位的爆炸线。
13.根据权利要求7或8中的任一项所述的螺旋桨叶片(10)，其中，所述检测器件(2)包括沿着所述螺旋桨叶片(10)的跨度布置的回路，并且所述回路的一部分布置在螺旋桨毂(12)中。
14.一种发动机(20)，所述发动机(20)包括根据权利要求7至13中的任一项所述的螺旋桨叶片(10)。
15.一种飞行器(30)，所述飞行器(30)包括根据权利要求14所述的发动机(20)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160706 |