CN116097005A - 包括可变桨距螺旋桨轮叶的飞行器涡轮发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及如下的组件，该组件包括螺旋桨叶片(10)以及该组件的用于对叶片(10)的桨距成角度地调节的系统(34)，该系统包括由环形壁(44)径向界定的碗部(42)，该环形壁围绕用于对叶片(10)的桨距进行调节的轴线(A)延伸，碗部(42)包括底部壁(46)，根部(14)的自由下端部(28)轴向地装配到底部壁(46)的互补的容纳部(56)中，以围绕桨距调节轴线(A)可旋转地连接碗部(42)和叶片(10)，其特征在于，叶片(10)的根部(14)包括第一限制面(70A)，第一限制面在根部的下端部(28)断裂的情况下与碗部(42)的第一邻接面(72A)接合以限制叶片(10)的旋转。

Description

包括可变桨距螺旋桨轮叶的飞行器涡轮发动机

技术领域

本发明涉及飞行器涡轮发动机的领域，特别地涉及这些涡轮发动机的包括可变桨距轮叶的推进螺旋桨。

背景技术

飞行器涡轮发动机螺旋桨可以为涵道式(例如在风扇的情况下)或者为无涵道式(例如在开式转子架构的情况下)。

螺旋桨包括轮叶，轮叶可以是桨距可变的。因此，涡轮发动机包括桨距设置系统，桨距设置系统使得能够改变轮叶的桨距角，以使由螺旋桨产生的推力适应于不同的飞行阶段。

轮叶的桨距设置系统的引入意味着提供了被称为顺桨系统的安全装置。该系统使得轮叶能够在桨距设置系统出现故障的情况下回到“顺桨”安全桨距角，“顺桨”安全桨距角使空气动力学阻力最小化。故障例如可以是运动链的元件的故障、致动器的损坏等。

因为在非预期桨距下运行的螺旋桨叶片可能使发动机运行劣化，因此这种安全装置是必需的。例如，这可能导致效率损失，也会降低可操作性。在一些情况下，在对于飞行条件不合适的桨距角下的轮叶甚至可能产生过大的阻力，过大的阻力使飞行器无法控制。这就是为什么这种过大的阻力被“螺旋桨认证规范”(由欧洲航空安全局(European AviationSafety Agency，EASA)发布的法规)归类为“危险的螺旋桨效应”。

如果螺旋桨叶片被认为是平板，顺桨桨距角使得轮叶与发动机轴对准(弦平行于发动机轴)。然而，螺旋桨叶片通常具有自然扭曲。因此，顺桨桨距角在叶片的特定截面(该截面的弦将与发动机轴对准)处确定，该特定截面例如为叶片的在距毂部约叶片的长度的75％处截取的截面)。

使叶片自动顺桨的安全装置可以是多种的：具有配重的机械系统、液压系统等。最常见的解决方案是将被附接到轮叶的配重布置在明确限定的角位置处，该角位置使得能够通过螺旋桨的旋转速度的惯性效应来将轮叶带回到轮叶的被称为“顺桨”的桨距角。

偏置配重系统也是已知的。在这种情况下，由配重产生的回复扭矩通过运动链(例如通过齿轮)传递到轮叶。配重的增加还使得能够降低桨距设置系统的致动器的功率。

当配重未被附接到轮叶时，朝向顺桨桨距角的回复扭矩由形成运动链的部件传递。因此，在这些中间部件中的一个中间部件出现故障的情况下，将失去顺桨能力。

本发明旨在找到一种解决方案以处理在轮叶和桨距设置系统的致动器之间和/或在轮叶与安全装置之间的运动链的元件出现故障的情况下轮叶的桨距角失去控制的情况。

发明内容

本发明提出了一种用于飞行器涡轮发动机的组件，该组件包括螺旋桨轮叶以及用于围绕桨距设置轴线对轮叶的桨距进行设置的系统，轮叶具有从上端部延伸到自由下端部的根部，上端部被连接到轮叶的叶片，用于对轮叶的桨距进行设置的系统包括杯部，杯部由围绕桨距设置轴线延伸的环形壁径向地界定，杯部包括底部壁和上开口，根部旨在通过上开口轴向地插入到杯部中，根部的自由下端部被轴向地嵌入到与底部壁互补的容纳部中，以能围绕桨距设置轴线旋转地连接杯部和轮叶。

根据本发明的组件的特征在于，轮叶的根部包括至少一个第一径向限制面，第一径向限制面用于在根部的下端部出现故障的情况下与杯部的相关的至少一个第一径向止挡面配合，以对轮叶围绕桨距设置轴线在第一方向上相对于杯部的旋转进行限制。

这使得能够在自由下端部出现故障的情况下提供用于对轮叶的桨距设置控制扭矩进行传递的第二路径，自由下端部通常确保该功能。

根据本发明的另一特征，轮叶的根部包括至少一个第二径向限制面，第二径向限制面用于在根部的下端部出现故障的情况下与杯部的相关的至少一个第二径向止挡面配合，以对轮叶围绕桨距设置轴线在第二方向上相对于杯部的旋转进行限制。

这使得能够在根部的自由下端部出现故障的情况下对轮叶围绕轮叶的桨距设置轴线在两个方向上的旋转进行控制。

根据本发明的另一特征，当轮叶通过轮叶的自由下端部可旋转地连接到杯部时，角空间被保留在每个径向限制面与和每个径向限制面相关的止挡面之间。

这使得能够确保轮叶能够容易地安装在杯部中。此外，这使得能够确保在正常运行期间，轮叶的桨距设置控制扭矩仅通过根部的下端部传递。

根据本发明的另一特征，角空间介于2°至10°之间，优选地，角空间为5°。

这使得能够有足够的间隙来安装轮叶，同时在根部的下端部出现故障的情况下限制轮叶在杯部中的角偏转。

根据本发明的另一特征，该组件包括用于将根部轴向地附接在杯部中的保持装置。

根据本发明的另一特征，根部具有被称为“球状部”的凸出的延展部，凸出的延展部被轴向地布置在叶片与自由下端部之间，桨距设置系统包括环形的固定环，环形的固定环被构造成安装在杯部内并且分别与球状部和杯部的环形壁配合，以将根部轴向地固定到杯部。

根据本发明的另一特征，止挡面和限制面被轴向地布置在固定环的下方。

根据本发明的又一特征，限制面大致被布置在球状部具有最大径向尺寸的水平处。

在本发明的又一特征中，根部包括主体，主体在根部被插入到杯部中之前被容纳在环形筒部中，每个限制面与筒部形成为一体件。

根据本发明的又一特征，至少一个第一限制面和至少一个第二限制面被布置在相对于根部径向向外突出的共同的限制指部上。

根据本发明的又一特征，限制指部被接纳在杯部的相关的止挡凹口中，相关的止挡凹口由第一止挡面和第二止挡面周向地界定。

根据本发明的另一特征，径向空间被保留在限制指部与杯部的环形壁的内表面之间。

根据本发明的又一特征，至少一个第一止挡面和至少一个第二止挡面被相对地布置在相对于杯部的环形壁径向向内突出的共同的止挡指部上。

根据本发明的另一特征，止挡指部被接纳在根部的相关的限制凹口中，相关的限制凹口由第一限制面和第二限制面周向地界定。

根据本发明的另一特征，径向空间被保留在止挡指部与根部之间。

附图说明

通过以下参照附图理解的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得明显，在附图中：

图1是用于飞行器涡轮发动机的螺旋桨轮叶的示意性透视图并且示出了本发明，

图2是图1的一部分的放大视图并且示出了轮叶的根部，

图3是根据图4的截面平面3-3的横截面视图，该横截面视图示出了图1的轮叶的被附接在桨距设置系统的杯部中的根部，

图4是根据图3的截面平面Pb的横截面视图，该横截面视图示出了根部的自由下端部相对于桨距设置轴线的形状和位置，

图5是沿着图4的横截面5-5截取的轴向扭矩视图，

图6是示出了桨距设置系统的替代实施例的、与图3类似的视图，

图7是根据图3的截面平面Pm的示意性横截面视图，该示意性横截面视图示意性地示出了本发明的第一实施例，在本发明的第一实施例中，轮叶的根部包括被接纳在杯部的止挡凹口中的限制指部，

图8是示意性地示出了本发明的第二实施例的、与图7类似的视图，在本发明的第二实施例中，轮叶的根部包括限制凹口，杯部的止挡指部被接纳在该限制凹口中，

图9是在图3的方框9中示出的部分的放大视图，该放大视图示出了根部的限制面以及杯部的止挡面，

图10是示出了轮叶的根部的替代实施例的、与图2类似的视图，在该替代实施例中，根部配备有筒部，

图11是图10中的根部的分解视图并且示出了筒部的两个壳半部，

图12是根据图3的截面平面Pm的横截面视图，该横截面视图示出了本发明的应用于图10的根部的第一实施例，

图13是根据图3的截面平面Pm的横截面视图，该横截面视图示出了本发明的应用于图10的根部的第二实施例。

具体实施方式

在以下描述中，具有相同结构或类似功能的元件将由相同的附图标记表示。

在说明书的其余部分中，以非限制性方式采用了从底部(靠近轮叶的根部)向上(靠近轮叶的自由端部)、沿着轮叶的桨距设置轴线“A”的轴向方向。还采用了从内侧(靠近桨距设置轴线)向外与桨距设置轴线正交地延伸的径向方向。还采用了沿着以桨距设置轴线“A”为圆心的圆弧的周向方向。因此，周向方向与径向方向和轴向方向正交。

图1示出了用于飞行器涡轮发动机的螺旋桨的轮叶10，该螺旋桨为涵道式或无涵道式。作为示例，在此螺旋桨不是无涵道式的。

轮叶10包括叶片12，叶片大致沿着轴线“A”延伸并连接到根部14。轴线“A”是轮叶10和叶片12的伸长轴线，特别是轮叶10的桨距设置轴线“A”，即如下的轴线：围绕该轴线对轮叶10的桨距角进行调节。该轴线大致是从配备有该轮叶10的螺旋桨的旋转轴线沿着半径延伸的轴线。

叶片12具有空气动力学轮廓并且包括拱腹12a和拱背12b，拱腹和拱背通过上游前缘12c和下游后缘12d连接，术语上游和下游参照在运行中气体围绕叶片12的流动。与桨距设置轴线“A”正交地选取的叶片12截面的弦被确定为连接前缘和后缘的直线。

叶片12具有被称为顶部的自由上端部、以及连接到根部14的下端部。

在示出的示例中，轮叶10由复合材料通过被称为树脂传递模塑(Resin TransferMolding，RTM)方法的注射方法制成。该方法包括：通过三维编织来制备纤维预制件18，然后将该预制件布置在模具中并且注射可聚合树脂，例如环氧树脂，可聚合树脂将浸渍预制件。在叶片12已经固化和硬化之后，叶片的前缘12c通常由金属护套20增强，金属护套例如通过胶合来进行装配和附接。

轮叶10包括翼梁22。翼梁22包括如下的部分，该部分形成叶片12的芯部。翼梁22的形成叶片12的芯部的部分旨在在树脂注射之前插入到预制件18中。翼梁22还包括如下的部分，该部分在叶片12的与顶部相对的侧上延伸以形成根部14。

优选地，翼梁22由复合材料制成。例如，该复合材料是具有用3D编织碳纤维增强的环氧有机基体的复合材料，其中，在空气动力学通道的高度处，经线方向主要沿着桨距设置轴线“A”轴向地定向，纬线主要沿着叶片12的弦定向。

替代地，翼梁也可以通过不同有机基体复合材料(热固性、热塑性或弹性体)的机械上更有利的组装来形成，不同有机基体复合材料由具有多种纤维布置(编织、编制、针织、单向)的长纤维(碳、玻璃、芳族聚酰胺、聚丙烯)增强。

尽管未示出，叶片12可以是中空的或实心的，并且包括填充有泡沫或蜂窝型填充材料的内腔。该填充材料围绕翼梁22安装，并且覆盖有由有机基体复合材料构成的蒙皮，以增加叶片12的抗冲击性。

护套20可以是钛或钛合金、不锈钢、钢、铝、镍等。叶片12的拱腹12a或甚至拱背12b可以覆盖有聚氨酯膜以抵抗侵蚀。

根部14包括主体24，主体具有在图2中最好地看到的特定形状。主体24在此与翼梁22制成为一体件。主体24基本上包括三个部分：

-自由下端部28，自由下端部被定位成与叶片12相对，

-上柱部30，上柱部位于叶片12一侧，以及

-被称为“球状部”32的凸出的伸展部，凸出的伸展部位于自由端部28与柱部30之间。

优选地，主体24是实心的，即主体没有中空的凹槽部分。

自由端部28的横截面通常是非圆形的，在这种情况下是多边形的。如在图4和图5中示出，该自由端部28从桨距设置轴线“A”偏置，以实现正确定位(détrompage)或转位(indexage)，这将在下面更详细地说明。

参照图3，Pb被限定为横向平面，即垂直于桨距设置轴线“A”的平面，该平面大致穿过自由下端部28的沿着桨距设置轴线“A”测量的中部。该平面Pb被称为下平面或低平面。图4示出了自由端部28在该平面Pb中的横截面形状。被称为下截面的该截面具有值或表面积(例如最大值)并且在所示的示例中通常是矩形的。

如以下还将描述的，自由下端部28被构造成与用于对轮叶10的桨距进行设置的系统34配合。

再次参照图2，柱部30具有相对复杂的形状，该相对复杂的形状使得能够在根部14与翼梁22的部分之间提供过渡部，翼梁的该部分形成叶片12的芯部。参照图3，Ph被限定为穿过柱部30(特别地穿过柱部的下伸展部)的横向平面。该平面Ph被称为高平面或上平面。在该平面中，柱部30可以具有非圆形的横截面形状，例如卵形、椭圆形、正方形或矩形。被称为高截面的该截面具有值或表面积(例如最大值)。

球状部32具有大致凸出的形状或圆顶形状，该凸出部或圆顶部围绕桨距设置轴线“A”延伸。

Pm被限定为特别地在球状部的具有最大横截面(在下文中被称为中间截面)的部分处穿过球状部32的中间平面。该平面Pm被称为中平面。在该平面中，球状部32的截面可以具有圆形形状，但是该截面不是限制性的。

应当理解，平面Pm位于平面Pb与平面Ph之间。球状部32的最大横截面尺寸从平面Pm到平面Ph减小，并且从平面Pm朝向平面Pb减小。

轮叶10旨在安装在桨距设置系统34中，桨距设置系统使得轮叶的桨距角能够相对于螺旋桨的毂部36围绕桨距设置轴线“A”改变。桨距角被定义为给定截面的弦相对于螺旋桨(未示出)的旋转轴线所形成的角度，该给定截面例如为位于从根部14开始测量的叶片12的长度的75％处的截面。0°的桨距角在下文中将被称为“顺桨”桨距角。

为此，桨距设置系统34包括轴承38、40。在此，轴承38、40的数量为两个，并且分别为下轴承38和上轴承40。

轴承38、40为滚珠滚动型。在所示的示例中，轴承具有不同的直径，并且轴承的滚珠也具有不同的直径。

下轴承38大致在平面Pm与平面Pb之间延伸，并因此围绕球状部32的下部分延伸。该下轴承38的直径比上轴承40的直径更小，并且下轴承的滚珠的直径比上轴承40的滚珠的直径更大。

下轴承38还为角接触型。在示出的示例中，滚珠在滚珠的环38a、38b的滚道上的支承点或支承表面位于截头锥形表面S1上，该截头锥形表面沿着桨距设置轴线“A”延伸，并且该截头锥形表面的最大直径位于轮叶10的顶部一侧。

上轴承40大致在平面Pm与平面Ph之间延伸，并因此围绕球状部32的上部分延伸。上轴承40也为角接触型。在示出的示例中，滚珠在滚珠的环40a、40b的滚道上的支承点或支承表面位于截头锥形表面S2上，该截头锥形表面沿着桨距设置轴线“A”延伸，并且该截头锥形表面的最大直径位于轮叶10的根部14的自由端部28一侧。

图3示出了桨距设置系统34的示例实施例。

桨距设置系统34包括相对于毂部围绕轮叶10的轴线“A”形成桨距枢轴的杯部42。杯部42包括围绕桨距设置轴线“A”延伸的环形壁44。环形壁44径向地界定了杯部42的内部体积。杯部42的内部体积由底部壁46封闭，底部壁与根部的自由端部28相对地延伸。杯部42在杯部的上轴向端部处具有开口48，该开口由环形壁44的上端部边缘径向地界定。根部14的自由下端部28和球状部32旨在通过上开口48轴向地插入到杯部42中。

环形壁44和底部壁46制成为一体件。

在图3中可以看到，杯部42被设计成对轴承38、40进行支撑，轴承确保相对于涡轮发动机的毂部36围绕桨距设置轴线“A”对杯部42进行定心和引导。

轴承38、40可以形成桨距设置系统34的一部分。特别地，引导轴承38、40中的至少一个引导轴承可以具有引导轴承的内环，该内环被集成到杯部42中。下轴承38也是这样，下轴承的内环38b被集成到杯部42中。实际上，这意味着杯部42在杯部的外周包括滚道，下轴承38的滚珠直接在滚道上滚动。该滚道包括具有凹入的弯曲截面的环形表面。该滚道位于杯部42和环形壁44的下端部处。轴承38的外环38a例如通过预紧配合来附接到毂部36。此外，有利地，杯部42被设计成向轴承38施加预应力。

轴承40的外环40a例如通过预紧配合来附接到毂部36。该轴承的内环40b接合在杯部42和环形壁44的自由上端部上并且围绕杯部和环形壁的自由上端部进行接合。环形壁44的该端部包括用于安装内环40b的外圆柱形表面50以及用于拧上螺母52的外螺纹，该螺母旨在轴向地支撑在内环40b上，以保持内环轴向夹持抵靠在杯部42的外圆柱形肩部54上。

有利地，垫片55被轴向地布置在内环40b与外圆柱形肩部54之间。该垫片55旨在通过调节内环40b的位置来补偿毂部36的制造公差。特别地，这使得当螺母52被夹紧时能够对下滚动轴承38施加最佳预载荷。

杯部42的底部壁46被构造成以形状配合的方式与根部14的自由下端部28配合，使得杯部42围绕桨距设置轴线“A”相对于根部14旋转方面被固定。

在这种情况下，应当理解，底部壁46包括容纳部56，容纳部具有与根部14的自由下端部28的横截面互补的横截面。因此，容纳部56的横截面是非圆形的，特别地是矩形的。因此容纳部56被构造成接纳自由下端部28，如在图3、图4以及图5中示出。如在图4和图5中可以看到，该容纳部56以类似于自由下端部28的方式相对于桨距设置轴线“A”偏心。该偏心使得当将根部14插入和安装在杯部42中时能够进行转位和正确定位，并且能够使自由下端部28在容纳部56中仅有一个接合位置。

容纳部56位于杯部42的底部壁46的上表面或内表面上，因此容纳部位于杯部42内部并且被定向在根部14一侧。

桨距设置系统34在轮叶10的根部14处产生扭矩，该扭矩抵消了由空气动力学力和离心力产生的扭转力矩。有利地，将自由下端部28直接地嵌入到容纳部56中而不需要布置嵌件，以直接限制根部14的旋转。这提供了更直接的力路径，使得扭转力矩被直接地施加到根部14。

底部壁46包括下表面或外表面，下表面或外表面位于与根部14相对一侧，并且包括圆筒形延伸部58，该圆筒形延伸部沿着桨距设置轴线“A”延伸并且包括外螺纹或外笔直花键60，外螺纹或外笔直花键用于将桨距设置系统34与致动器旋转联接，该致动器使得能够通过未示出的传动机构对桨距角进行控制。

桨距设置系统34还包括用于将根部14轴向附接在杯部42中的保持装置。为此，桨距设置系统34在此包括环形固定环62，环形固定环被构造成安装在杯部42内并且分别与球状部32和杯部42的环形壁44配合，以将根部14轴向保持在杯部42中。固定环62仅使得根部14能够轴向固定到杯部42，根部14通过将根部的下自由端部28嵌入在容纳部56中而在相对于杯部42旋转方面被固定。

以非限制性示例的方式，在图3中示出的实施例中，该固定环62是犬齿式离合环，该犬齿式离合环包括外犬齿部64，外犬齿部被构造成与杯部42的环形壁44的互补的内犬齿部66配合。弹性构件68被布置在根部14与杯部42的底部壁46之间，以迫使根部14抵靠固定环62，该固定环本身压靠在杯部42的内犬齿部66上，以提供根部14在杯部42中的轴向固定。

在固定环62的在图6中示出的替代实施例中，固定环62具有楔形横截面，并且固定环被构造成在运行期间在离心力的作用下从杯部42轴向向外偏压，并且通过楔形效应保持轮叶10的根部14被轴向夹持。

桨距设置系统34的致动器可能出现故障。在这种情况下，提供安全装置(未示出)以能够使轮叶10恢复到轮叶的“顺桨”桨距角，从而限制阻力对轮叶10的影响，并因此使得飞行员能够保持对飞行器的控制。

作为非限制性示例，安全装置包括能围绕轴线移动地安装的配重，并且该配重在螺旋桨的旋转的作用下朝向安全位置不断地恢复，安全位置对应于轮叶10的顺桨桨距角。因此，配重围绕其旋转轴线产生恢复扭矩。在桨距设置系统34的正常运行中，致动器具有足够的功率以克服恢复扭矩，并因此将轮叶10控制到期望的桨距角。

根部14在杯部42中的布置不允许有足够的空间以将配重直接附接到轮叶10的根部14。因此，配重被附接到杯部42的外部。配重可以围绕除了桨距设置轴线“A”以外的轴线可旋转地安装，或者配重可以例如通过附接到杯部42而围绕桨距设置轴线“A”可旋转地安装。在所有情况下，恢复扭矩通过杯部42传递到根部14。

如之前所说明的，杯部42和轮叶10的根部14通过根部14的自由下端部28而在旋转方面被固定。在轮叶10的根部14的自由下端部28例如沿着由附图标记“R”指示的折线出现故障的情况下，尽管轮叶仍然通过固定环62与球状部32之间的配合而轴向保持在杯部42中，然而轮叶10将围绕桨距设置轴线“A”相对于杯部42自由旋转。在这种情况下，由致动器提供的扭矩和由配重提供的恢复扭矩都不能被传递到轮叶10，轮叶可能在杯部42中不受控制地旋转。尽管这种情况发生的概率非常低，然而优选地，提供备份解决方案以恢复对轮叶10的围绕轮叶的桨距设置轴线“A”的方向的控制。

为了解决该问题，本发明提出提供用于在自由下端部28中出现故障的情况下在杯部42与根部14之间传递扭矩的次级路径。在图7和图8中示出了本发明的原理的两个替代实施例。

为此，轮叶10的根部14包括至少一个第一径向限制面70A，第一径向限制面旨在在根部14的自由下端部28出现故障的情况下与杯部42的至少一个第一相关径向止挡面72A配合，以对轮叶10围绕桨距设置轴线“A”在第一方向“SA”上相对于杯部42的旋转进行限制。

旋转的第一方向“SA”对应于当螺旋桨轮叶10处于顺桨角以产生推力使飞行器向前移动时使轮叶10朝向轮叶的顺桨桨距角返回的旋转方向。因此，由安全装置产生的恢复扭矩倾向于使轮叶10在旋转的第一方向“SA”上旋转。

然而，有时空气动力学扭矩通过空气流被施加到轮叶10。可以被施加到轮叶10的总扭矩(即恢复扭矩和空气动力学扭矩之和)也可能倾向于使轮叶10在与所述第一方向“SA”相反的第二方向“SB”上旋转。

就这点而言，优选地，轮叶10的根部14包括至少一个第二径向限制面70B，第二径向限制面旨在在根部14的自由下端部28出现故障的情况下与杯部42的至少一个相关的第二径向止挡面72B配合，以对轮叶10围绕桨距设置轴线“A”在第二方向“SB”上相对于杯部42的旋转进行限制。

当轮叶10通过轮叶的自由下端部28可旋转地连接到杯部42时，角空间“Jc”被周向地保留在每个径向限制面70A、70B与和其相关的止挡面72A、72B之间。

角空间“Jc”被选择成使得根部14和杯部42之间能够容易地安装。

此外，角空间“Jc”使得能够确保当根部14通过根部的自由下端部28可旋转地连接到杯部42时，没有力将通过径向面70和止挡面72A、72B传递。

角空间“Jc”还使得能够容易地检查根部14的自由下端部28的故障问题，这是由于届时仅通过施加手动力来使轮叶10旋转将可以看到轮叶10围绕轮叶的桨距设置轴线“A”相对于杯部42具有旋转偏转。

然而，该角空间“Jc”必须保持足够小，以限制螺旋桨运行期间的空气动力学不平衡和振动。

优选地，角空间“Jc”介于2°至10°之间。优选地，角空间等于5°。

如在图3中示出，并且如在图9中更详细地示出，为了受益于更好的杠杆作用，限制面70A、70B在此大致被布置在平面“Pm”处，球状部32在该平面处具有最大径向尺寸。止挡面72A、72B和限制面70A、70B在此被轴向地布置在固定环62的下方。

在图3和图6中所示的实施例中，根部14大致包括两个部分，即主体24和环形筒部26，环形筒部围绕主体24和轮叶10的桨距设置轴线“A”延伸。环形筒部26被附接到主体24。

优选地，筒部26独立于桨距设置系统34。

如在图10和图11中更详细地示出，筒部26由两个壳半部26a、26b制成，如在图3中可以看到，这两个壳半部被装配并附接到主体24，例如一个壳半部在叶片12的拱腹12a一侧，另一个壳半部在叶片12的拱背12b一侧。因此，壳半部26a、26b在接合平面处接合，接合平面穿过桨距设置轴线“A”并且大致平行于叶片12的弦延伸。

有利地，筒部26通过胶合来附接到主体24。胶一直围绕桨距设置轴线“A”在筒部26与主体24之间延伸。

优选地，筒部26为金属(钢、钛或钛合金，例如TA6V)。胶例如为填充有热塑性节部或弹性体节部的环氧树脂胶、或者用纤维增强的环氧树脂胶。由于筒部26的空腔与主体24(主体可以为复合材料)之间的大的接触表面积，该胶合组装方法特别合适。

如在图3和图6中可以看到，筒部26覆盖并贴合柱部30和球状部32的至少一部分，筒部在中间平面“Pm”处具有与球状部32互补的横截面形状并且在顶部截面“Ph”处具有与柱部30互补的横截面形状。

筒部26包括用于安装预紧装配环69A、69B的两个圆柱形表面67A、67B。预紧装配环使得能够保持壳半部26a、26b彼此夹持抵靠并且夹持抵靠到主体24。预紧装配环69A、69B围绕桨距设置轴线“A”延伸。

在此每个限制面70A、70B与筒部26形成为一体件。

在图7中示出了本发明的第一实施例的一般原理，并且在图12中示出了本发明的第一实施例对于包括筒部26的根部14的应用，根据本发明的第一实施例，根部14在此配备有限制指部74，限制指部径向向外突出到自由外端部。限制指部74在一个方向上由第一限制面70A界定，在另一方向上由第二限制面70B界定。因此，第一限制面70A和第二限制面70B在共同的限制指部74上在两个相反的方向上转动。在此，限制指部74从筒部26的外表面突出。

有利地，如在图12中示出，根部14配备有多个限制指部74，以围绕桨距设置轴线“A”分配力。例如，限制指部74围绕桨距设置轴线“A”规则地布置。

根部14在此配备有相对于桨距设置轴线“A”相对地布置的两个限制指部74。

每个限制指部74被接纳在相关的止挡凹口76中，相关的止挡凹口形成在杯部42的环形壁44的内表面中。止挡凹口76在第一方向“SA”上被第一止挡面72A周向地限制，第一止挡面旨在通过与相关的第一限制面70A接触来限制轮叶10在第一方向“SA”上的旋转，并且止挡凹口在第二方向“SB”上被第二止挡面72B周向地限制，第二止挡面旨在通过与相关的第二限制面70B接触来限制轮叶10在第二方向“SB”上的旋转。

如之前所说明的，当轮叶10的根部14通过根部的下自由端部28可旋转地连接到杯部42时，限制指部74以具有周向偏转的方式被接纳在两个止挡面72A、72B之间，使得角空间“Jc”被周向地保留在限制指部74的每个限制面70A、70B与止挡凹口76的相关的止挡面72A、72B之间。更特别地，限制指部74因此与相关的止挡凹口76的两个止挡面72A、72B大致等距地布置。

径向空间“Jr”还被保留在限制指部74的自由外端部与止挡凹口76的底部之间，止挡凹口形成在杯部42的环形壁44的内表面中。该径向空间“Jr”形成使得能够利于将根部14安装在杯部42中的间隙。

此外，为了使得根部14能够轴向地插入到杯部42中，止挡凹口76轴向向上敞开以轴向地接纳限制指部74。

本发明的第二实施例是第一实施例的机械反转，在图8中示出了本发明的第二实施例的一般原理，在图13中示出了本发明的第二实施例对于包括筒部26的根部14的应用。在此，止挡面72A、72B被布置在止挡指部78上，而限制面70A、70B界定了形成在根部14中的限制凹口80。

杯部42的环形壁44在此配备有止挡指部78，该止挡指部径向向内突出到自由内端部。止挡指部78在一个方向上由第一止挡面72A界定，在另一方向上由第二止挡面72B界定。因此，第一止挡面72A和第二止挡面72B在共同的止挡指部78上在两个相反的方向上转动。在此，止挡指部78从杯部42的环形壁44的内表面突出。

有利地，如在图13中示出，杯部42配备有多个止挡指部78，以围绕桨距设置轴线“A”分配力。例如，止挡指部78围绕桨距设置轴线“A”规则地布置。

杯部42在此配备有关于桨距设置轴线“A”相对地布置的两个止挡指部78。

每个止挡指部78被接纳在相关的限制凹口80中，相关的限制凹口形成在根部14的外表面中，在此形成在筒部26的外表面中。限制凹口80在第一方向“SA”上被第一限制面70A周向地限制，第一限制面旨在通过与相关的第一止挡面72A接触来限制轮叶10在第一方向“SA”上的旋转，并且限制凹口在第二方向“SB”上被第二限制面70B周向地限制，第二限制面旨在通过与相关的第二止挡面72B接触来限制轮叶10在第二方向“SB”上的旋转。

如之前所说明的，当轮叶10的根部14通过根部的下自由端部28可旋转地连接到杯部42时，止挡指部78以具有周向偏转的方式被接纳在两个止挡面72A、72B之间，使得角空间“Jc”被周向地保留在止挡指部78的每个止挡面72A、72B与限制凹口80的相关的限制面70A、70B之间。更特别地，止挡指部78因此与相关的限制凹口80的两个限制面70A、70B大致等距地布置。

径向空间“Jr”还被保留在止挡指部78的自由内端部与限制凹口80的底部之间，限制凹口形成在根部14的外表面中。该径向空间形成使得能够利于将根部14安装在杯部42中的间隙。

此外，为了使得根部14能够轴向地插入到杯部42中，限制凹口80轴向向下敞开以轴向地接纳止挡指部78。

Claims (15)

1.一种用于飞行器涡轮发动机的组件，所述组件包括螺旋桨轮叶(10)以及用于围绕桨距设置轴线(A)对所述轮叶(10)的桨距进行设置的系统(34)，所述轮叶(10)具有从上端部延伸到自由下端部(28)的根部(14)，所述上端部被连接到所述轮叶(10)的叶片(12)，用于对所述轮叶(10)的桨距进行设置的所述系统(34)包括杯部(42)，所述杯部由围绕所述桨距设置轴线(A)延伸的环形壁(44)径向地界定，所述杯部(42)包括底部壁(46)和上开口(48)，所述根部(14)旨在通过所述上开口轴向地插入到所述杯部(42)中，所述根部(14)的自由下端部(28)被轴向地嵌入到与所述底部壁(46)互补的容纳部(56)中，以能围绕所述桨距设置轴线(A)旋转地连接所述杯部(42)和所述轮叶(10)，

其特征在于，所述轮叶(10)的根部(14)包括至少一个第一径向限制面(70A)，所述第一径向限制面用于在所述根部的下端部(28)出现故障的情况下与所述杯部(42)的相关的至少一个第一径向止挡面(72A)配合，以对所述轮叶(10)围绕所述桨距设置轴线(A)在第一方向(sA)上相对于所述杯部(42)的旋转进行限制。

2.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述轮叶的根部(14)包括至少一个第二径向限制面(70B)，所述第二径向限制面用于在所述根部的下端部(28)出现故障的情况下与所述杯部(42)的相关的至少一个第二径向止挡面(72B)配合，以对所述轮叶(10)围绕所述桨距设置轴线(A)在第二方向(sB)上相对于所述杯部(42)的旋转进行限制。

3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，当所述轮叶(10)通过所述轮叶的自由下端部(28)可旋转地连接到所述杯部(42)时，角空间(Jc)被保留在每个径向限制面(70A，70B)与和所述每个径向限制面相关的止挡面(72A，72B)之间。

4.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述角空间(Jc)介于2°至10°之间，优选地，所述角空间(Jc)等于5°。

5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述组件包括用于将所述根部(14)轴向地附接在所述杯部(42)中的保持装置。

6.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述根部(14)具有被称为“球状部”(32)的凸出的延展部，所述凸出的延展部被轴向地布置在所述叶片(12)与所述自由下端部(28)之间，所述桨距设置系统(34)包括环形的固定环(52)，所述环形的固定环被构造成安装在所述杯部(42)内并且分别与所述球状部(32)和所述杯部(42)的环形壁(44)配合，以将所述根部(14)轴向地固定到所述杯部(42)。

7.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述止挡面(72A，72B)和所述限制面(70A，70B)被轴向地布置在所述固定环(52)的下方。

8.根据权利要求6或7所述的组件，其特征在于，所述限制面(70A，70B)大致被布置在所述球状部(32)具有最大径向尺寸的水平处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述根部(14)包括主体(24)，所述主体在所述根部被插入到所述杯部(42)中之前被容纳在环形筒部(26)中，每个限制面(70A，70B)与所述筒部(26)形成为一体件。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个第一限制面(70A)和所述至少一个第二限制面(70B)被布置在相对于所述根部径向向外突出的共同的限制指部(74)上。

11.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述限制指部(74)被接纳在所述杯部(42)的相关的止挡凹口(76)中，所述相关的止挡凹口由第一止挡面(72A)和第二止挡面(72B)周向地界定。

12.根据权利要求10或11所述的组件，其特征在于，径向空间(Jr)被保留在所述限制指部(74)与所述杯部(42)的环形壁(44)的内表面之间。

13.根据权利要求2至9中任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个第一止挡面(72A)和所述至少一个第二止挡面(72B)被相对地布置在相对于所述杯部(42)的环形壁(44)径向向内突出的共同的止挡指部(78)上。

14.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述止挡指部(78)被接纳在所述根部(14)的相关的限制凹口(80)中，所述相关的限制凹口由第一限制面(70A)和第二限制面(70B)周向地界定。

15.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，径向空间(Jr)被保留在所述止挡指部(78)与所述根部(14)之间。

Images