CN108100299A - 一种旋翼模型桨叶 - Google Patents

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黄建萍
李新民
邓建军
陈垚锋
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Abstract

本发明涉及直升机旋翼桨叶表面压力测量领域，特别涉及一种旋翼模型桨叶，包括：位于桨叶前缘中间位置的盒型梁；分别位置盒型梁的前端、中间以及后端的泡沫填充层；布置在盒型梁上下表面的复材加强带；保型层，位于第一泡沫填充层、复材加强带以及第三泡沫填充层的外表面，以形成桨叶的骨架；橡胶填充层，具有凹槽，铺设在保型层的外表面；金属毛细管，布置在凹槽中；蒙皮，铺设在橡胶填充层的外表面，作为桨叶最外层；碳纤维复合材料加强带，布置在桨叶的后缘；测压孔，沿垂直于蒙皮表面方向贯穿金属毛细管；设备安装槽，用于安装测压设备。本发明的旋翼模型桨叶，能够增加测压点的数量，降低试验故障率，获得精确的桨叶表面压力分布结果。

Description

一种旋翼模型桨叶
技术领域
本发明涉及直升机旋翼桨叶表面压力测量领域，特别涉及一种旋翼模型桨叶。
背景技术
直升机旋翼桨叶表面压力分布是旋翼气动研究的关键之一，能否精确测量旋翼桨叶表面压力分布直接影响旋翼气动性能分析。
目前国内外都是采用在桨叶表面布置微型压力传感器的方式测量桨叶表面压力分布，但在旋翼模型高速旋转时，微型压力传感器容易损坏，而且微型压力传感器价格比较昂贵，限制了桨叶表面测压点数。
发明内容
本发明的目的设计一种旋翼模型桨叶，以解决现有旋翼桨叶表面压力测试装置存在的至少一个问题。
本发明的技术方案是：
一种旋翼模型桨叶，包括：
盒型梁，位于所述桨叶前缘中间位置；
第一泡沫填充层，位于所述盒型梁的前端；
第二泡沫填充层，位于所述盒型梁的中间；
第三泡沫填充层，位于所述盒型梁的后端；
复材加强带，布置在所述盒型梁的上下表面；
保型层，位于所述第一泡沫填充层、复材加强带以及第三泡沫填充层的外表面，以形成所述桨叶的骨架；
橡胶填充层，铺设在所述保型层的外表面，且在所述橡胶填充层上沿径向开设有多个凹槽；
金属毛细管，布置在所述橡胶填充层的凹槽中；
蒙皮，铺设在所述橡胶填充层的外表面，作为所述桨叶最外层；
碳纤维复合材料加强带，布置在所述桨叶的后缘；
测压孔，沿垂直于所述蒙皮表面方向贯穿所述金属毛细管，使得所述金属毛细管与桨叶外表面大气连通；
设备安装槽，沿径向开设在所述桨叶的中间，且位于所述第三泡沫填充层位置处，用于安装测压设备，其中，所述测压设备通过软管与所述金属毛细管连通，以测量桨叶表面压力。
可选的，所述蒙皮由一层或两层玻纤布构成。
可选的，所述测压设备为压力传感器和/或温度传感器。
可选的，所述的旋翼模型桨叶还包括：
上盒盖和下盒盖，分别可拆卸地固定在所述设备安装槽的上下表面，以构成所述桨叶的上下型面。
可选的，所述的旋翼模型桨叶还包括：
加强框，设置在设备安装槽的周围。
发明效果：
本发明的旋翼模型桨叶，通过桨叶结构设计将毛细管布置在桨叶表面，在保证桨叶结构强度的情况下，可以透过蒙皮材料加工测压孔，增加测压点的数量，降低试验故障率，获得精确的桨叶表面压力分布结果。
附图说明
图1是本发明旋翼模型桨叶总体结构示意图；
图2是本发明旋翼模型桨叶其中一个位置的剖视图；
图3是本发明旋翼模型桨叶中设备安装槽处的剖视图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图1至图3对本发明旋翼模型桨叶做进一步详细说明。
本发明提供了一种旋翼模型桨叶，包括盒型梁1、泡沫填充层、复材加强带3、保型层4、橡胶填充层5、金属毛细管6、蒙皮7、碳纤维复合材料加强带8、测压孔以及设备安装槽9。
盒型梁1位于桨叶前缘中间位置；泡沫填充层包括第一泡沫填充层21、第二泡沫填充层22以及第三泡沫填充层23，其中，第一泡沫填充层21位于盒型梁1的前端；第二泡沫填充层22位于盒型梁1的中间；第三泡沫填充层23位于盒型梁1的后端。
复材加强带3布置在盒型梁1的上下表面；
保型层4位于第一泡沫填充层21、复材加强带3以及第三泡沫填充层23的外表面，以形成桨叶的骨架。
橡胶填充层5铺设在保型层4的外表面，且在橡胶填充层5上沿径向开设有多个凹槽；其中，多个金属毛细管6分别布置在橡胶填充层5的凹槽中，本实施例中，优选金属毛细管6的外径为1.4mm，内径为1.1mm。
蒙皮7铺设在橡胶填充层5的外表面，作为桨叶最外层，即多个金属毛细管6是布置在桨叶蒙皮7下面。蒙皮7的材料和布置层数均可以根据需要进行适合的选择，本实施例中，优选蒙皮7由一层或两层玻纤布(由玻璃纤维与树脂固化产生)构成，从而能透过蒙皮7看清蒙皮下的金属毛细管6，这样便于在金属毛细管6上打用于测压的测压孔。
碳纤维复合材料加强带8布置在桨叶的后缘；
测压孔沿垂直于蒙皮7表面方向贯穿金属毛细管6，使得金属毛细管6与桨叶外表面大气连通。
设备安装槽9沿径向开设在桨叶的中间，且位于第三泡沫填充层23位置处，用于安装测压设备，其中，测压设备通过软管与金属毛细管6连通，以测量桨叶表面压力。测压设备可以根据需要进行选择，本实施例中，测压设备为压力传感器和/或温度传感器，即可以分别对压力和温度进行测试，也可以同时进行测试。
本发明的旋翼模型桨叶，通过桨叶结构设计将毛细管布置在桨叶表面，在保证桨叶结构强度的情况下，可以透过蒙皮材料加工测压孔，增加测压点的数量，降低试验故障率，获得精确的桨叶表面压力分布结果。
本发明的旋翼模型桨叶还可以包括上盒盖、下盒盖以及加强框。
上盒盖和下盒盖分别可拆卸地固定在设备安装槽9的上下表面，以构成桨叶的上下型面。加强框设置在设备安装槽9的周围，起到加强作用。
综上所述，本发明的桨叶整体结构，主要以复合材料和泡沫为主要材料，在桨叶表面薄蒙皮下布置有金属毛细管，在毛细管与桨叶产生的间隙中填充有橡胶层，对桨叶的主要承力部位均有相应的复材加强框，桨叶后缘的碳纤维复合材料加强带用于增加桨叶的摆振刚度。
本发明制作过程。
第一步，将保型层4以下的部分通过模具进行预固化，将设备框(设备安装槽9成型的框体结构)、泡沫填充、盒型梁1和各加强梁与保型层预固化，形成一个桨叶基本的翼型结构，保证桨叶翼型的准确性；第二步，通过设计的毛细管定位夹具将金属毛细管6的位置在保型层4外表面确定，布置上橡胶填充层5进行预胶结；第三步，使用相应的薄蒙皮模具制作薄蒙皮7；第四步，将第二步与第三步成型的半成品，通过相应的模具进行最后的胶结，放入热压罐中进行最后的固化；第五步，通过专门的打孔夹具，对成型后的桨叶表面的测压孔进行最后的加工，最终获得旋翼模型桨叶表面压力测量桨叶。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种旋翼模型桨叶，其特征在于，包括：
盒型梁(1)，位于所述桨叶前缘中间位置；
第一泡沫填充层(21)，位于所述盒型梁(1)的前端；
第二泡沫填充层(22)，位于所述盒型梁(1)的中间；
第三泡沫填充层(23)，位于所述盒型梁(1)的后端；
复材加强带(3)，布置在所述盒型梁(1)的上下表面；
保型层(4)，位于所述第一泡沫填充层(21)、复材加强带(3)以及第三泡沫填充层(23)的外表面，以形成所述桨叶的骨架；
橡胶填充层(5)，铺设在所述保型层(4)的外表面，且在所述橡胶填充层(5)上沿径向开设有多个凹槽；
金属毛细管(6)，布置在所述橡胶填充层(5)的凹槽中；
蒙皮(7)，铺设在所述橡胶填充层(5)的外表面，作为所述桨叶最外层；
碳纤维复合材料加强带(8)，布置在所述桨叶的后缘；
测压孔，沿垂直于所述蒙皮(7)表面方向贯穿所述金属毛细管(6)，使得所述金属毛细管(6)与桨叶外表面大气连通；
设备安装槽(9)，沿径向开设在所述桨叶的中间，且位于所述第三泡沫填充层(23)位置处，用于安装测压设备，其中，所述测压设备通过软管与所述金属毛细管(6)连通，以测量桨叶表面压力。
2.根据权利要求1所述的旋翼模型桨叶，其特征在于，所述蒙皮(7)由一层或两层玻纤布构成。
3.根据权利要求1所述的旋翼模型桨叶，其特征在于，所述测压设备为压力传感器和/或温度传感器。
4.根据权利要求1所述的旋翼模型桨叶，其特征在于，还包括：
上盒盖和下盒盖，分别可拆卸地固定在所述设备安装槽(9)的上下表面，以构成所述桨叶的上下型面。
5.根据权利要求1所述的旋翼模型桨叶，其特征在于，还包括：
加强框，设置在设备安装槽(9)的周围。
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