CN1755103A - 带平面内掠角的风涡轮转子叶片、采用它的装置及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种风涡轮(100)包括具有一个毂部(110)和至少一个叶片(108)的转子(106)。该叶片(108)具有一个抗扭转刚性根部(114)，一个内侧部(112)，和一个外侧部(116)。该内侧部具有一个相对于叶片弹性轴线的前掠，而该外侧部有一后掠。

Description

带平面内掠角的风涡轮转子叶片、 采用它的装置及制造方法

关于联邦政府赞助研发的声明

根据与美国能源部签订的主合同DE-AC36-83CH10093，按照与能源部国家再生能源实验室分部签订的合同ZAM-7-13320-26条款，美国政府对本发明享有一定权益。

发明领域

本发明涉及作为风涡轮转子叶片特别实用的叶片并涉及使用这种叶片的转子和风涡轮。

背景技术

在已知的转子叶片形状中至少有采用后掠的转子叶片设计的。当阵风冲击具有后掠的叶片时，平面外的(副翼方向)载荷的增加会产生环绕更内侧断面的俯仰力矩。这个俯仰力矩能使叶片外部断面的前缘朝风向扭转，这样便会减小那些断面的空气动力迎角，从而可缓解该叶片抑或会经受的高峰瞬时载荷。但在该叶片的根部保持非后掠或被后掠的情况下，这个在整个叶片上产生的俯仰力矩会通过俯仰驱动硬件作用在叶片的根部。即使后掠是适度的，这个力矩能推翻基准空气动力的俯仰力矩而俯仰硬件就是根据这个俯仰力矩设计的。换句话说，风涡轮转子叶片虽然能用同一平面内的后掠来缓解瞬时载荷，但后掠也能在叶片根部引起俯仰力矩，而该俯仰力矩能制服基准空气动力的俯仰力矩，后者是据以设计俯仰硬件的。

例如许多已知的根部具有零掠角的直叶片由于配合的关系，根部的扭转会呈现很大的变化。某些弧形叶片如果在设计上对根部扭转不加约束也会如此。至少有一个已知的基准设计曾经呈现过一个环绕叶片根部的约为30-40kNm的很大的俯冲力矩。在某些后掠的叶片中，俯冲力矩甚至可高达数百kNm。装在至少一个已知的风涡轮型号上的俯仰驱动机构为由美国CT州的Fairfield市的通用电气公司所提供的GE1.5的涡轮，这个涡轮在设计时包括有安全因数，是按100kNm的外加载荷设计的。因此应极力设法不使俯冲力矩增加到大于20-30kNm。

发明概述

因此本发明的某些方案是要提供一种叶片，该叶片具有一个抗扭转刚性根部，一个在叶片内侧部上相对于弹性轴线的前掠和一个在叶片外侧部上的后掠。

在其他方案中，本发明要提供一种风涡轮用的转子。该转子有一个毂部和至少一个叶片，而该叶片具有一个抗扭转刚性根部，一个内侧部和一个外侧部。该内侧部具有相对于叶片弹性轴线的前掠，而该外侧部具有后掠。

在另外的其他方案中，本发明要提供一种风涡轮，该风涡轮包括一个转子，其上有一毂部和至少一个叶片，而该叶片有一抗扭转刚性根部，一个内侧部和一个外侧部。该内侧部具有相对于叶片弹性轴线的前掠而该外侧部具有后掠。

在还有的其他方案中，本发明要提供一种制造风涡轮叶片的方法。该方法包括选择所说叶片各单元的掠角，确定叶片的形状，使该形状满足下列各项：(a)尽可能地增大所引起的扭转量并使扭转这样分布以便使载荷的作用减少，(b)尽可能减少维持末梢弯转物所必需增加的叶片材料，(c)尽可能减少空气动力学的负面影响，及(d)维持结构的完整性，然后按照确定的叶片形状制造叶片。

应该知道，当转子叶片被适量地前掠时，本发明的设计可减少或消除由于掠角而在叶片根部造成的俯仰力矩。而且，转子叶片内侧部的前掠不会在根部上产生可量度的有害扭转，因为叶片根部就抗扭转而言是极刚性的。由于叶片外侧部的掠角相对于在本发明的设计中更为内侧的部分保持不变，因而由外侧部的掠角引起的扭转也可以保持不变。

还会观察到本发明的构形能使转子叶片在副翼方向(即平面外的方向)上的偏转和扭转(即俯仰)有利地配合而很少或不增加根部的俯仰力矩。转子叶片配合的扭转一般还会使风涡轮所经受的瞬时载荷减少。内侧部的前掠还能使叶片的几何形状有一个较大的由掠角引起的配合量，可以在一个给定的几何包络线内配合。

附图简述

图1为本发明的风涡轮的示范的设计图。

图2为一个适宜用于图1中风涡轮设计的本发明的具有适度掠角的叶片设计的图示。

图3为一个适宜用于图1中风涡轮设计的本发明的具有大掠角的叶片设计的图示。

图4为一现有技术的风涡轮所用叶片的图示。

在图2、3和4中，纸平面为转子的平面。图中左端的线可被解释为叶片的毂部或叶片根部轴承。X轴线相当于俯仰轴线P，而通过叶片并用E指出的线代表叶片的弹性的或结构的轴线。每一叶片的尾随边是在图中的顶部，而光导边是在图中的底部。图中的叶片因此面向下方。

本发明详述

本文所用的术语“掠角”是指叶片的弹性轴线对俯仰轴线所成角度，其中“弹性轴线”是指叶片在伸展方向的每一个断面上形成扭转中心的各点的轨迹。

参阅图1，在某些构型中风涡轮100具有一个存放发电机(未在图1中示出)的机舱102。该机舱102装在高塔104的顶上，图1中只示出高塔的一部分。风涡轮100还具有一个转子106，包括一个或多个转子叶片108，它们被连结到一个旋转的毂部110上。虽然在图1中的风涡轮100只示出三个转子叶片108，但本发明对所需转子叶片108的数目并无特别限制。

在所示构形中，风涡轮100的各种组件被容纳在风涡轮100塔顶104的机舱102内。塔104的高度可根据本行业所知的各项因数和条件来确定。在某些构形中使用具有控制系统的一个或多个微控制器来对整个系统进行监视和控制，包括：俯仰角和转速的调节、高速轴和侧滑制动器的使用、侧滑和泵马达的使用、及故障的监控。在某些构形中使用可替换的分布或集中的控制建筑物，在某些构形中，叶片108的俯仰角可被单独控制。毂部110和叶片108共同构成风涡轮的转子106。转子106的转动使发电机(未在图中示出)产生电力。

在本发明的某些构形中，风涡轮100的转子叶片108在一内侧区域112内具有相对于弹性轴线E的前掠(在转子的旋转平面内)。当前掠达到适当的数量时，由于后掠而在叶片108根部114引起的俯仰力矩便可被减少或消除。转子叶片108的内侧部112的前掠并不对该部112产生具有可测数量的有害扭转，因为叶片根部114在抗扭转方面是极其刚强的。由于叶片108外侧部116的后掠相对于更为内侧的部分保持不变，因此由外侧部的后掠也保持不变。

在某些构形中，参阅图2，叶片108内侧包括一个数量约为1到2度相对于俯仰轴线P的温和的掠角，而外侧部116相对于俯仰轴线P的后掠角可达10度。本发明的构形可用于任何长度的叶片108。例如，但并无限制，在某些构形中，叶片108为0.5米长，而在其他设计中，叶片108为50米长。叶片108长度的其他不受限制的例子包括10米或较少、20米、37米和50米。虽然最佳的内侧前掠可随不同的叶片长度而变，但小到0.25度的内侧前掠曾在本发明的某些构形中使用。对于一个以0°掠角安装在毂部上的叶片，这个数量的内侧前掠大于该叶片的制造公差。能够提供某些意料不到的控制根部扭转的效益。在本发明的某些构形中，具有至少为0.5度的内侧前掠的叶片可以得到更大的效益。在某些构形中，至少为1度，甚至例如2到3度的内侧前掠曾被使用。在某些构形中，参阅图3，可以看到较明显的扭转和副翼的配合，其中叶片的外侧部相对于俯仰轴线P的后掠角大到20度，而内侧部的前掠则达到10到15度以便减轻增量的俯仰转矩。在许多构形中，外侧部后掠的数量小于叶片根部前掠的数量。

图4所示为根据现有技术的GE37a叶片而作的叶片308的一侧。但不论图4的叶片308还是图2或图3中的叶片108，为了运输的目的，两者都要求具有相同的几何形状包络线。下面的表I示出，由计算机模型估计出来的两种叶片108和308在受到最大的副翼方向的载荷时由叶片的掠角引出的末梢扭转及由于掠角而引起的相应的根部俯仰转矩的不同。显然，兼有前掠和后掠的叶片108具有较好的配合而俯仰转矩并不增加。

表I

叶片	没有前掠(308)	内侧前掠(108)
			根部掠角(正的度数代表后掠)	0	-2.9
叶片包络线宽度(m)	3.6	3.6
			载荷下的末梢扭转(度)	4.69	5.52
由于掠角引起的根部俯仰转矩(kNm)	68.2	0

外侧部116的空气动力中心位在更为内侧部的弹性轴线E之后(就切线而言)。结果在给定部分116与转子106正交的力将会在该站的内侧产生一个环绕弹性轴线E的相当大的向下的俯仰力矩。这个俯仰力矩又会使叶片108在所有内侧位置都向下扭转。但更重要的是，当阵风冲击叶片108时，该阵风会导致外侧部116所经受的迎角的增加，因此会增加该部分116所产生的升力。而升力的增加又会导致叶片的向下扭转，该扭转可多少抵消增加的迎角，从而可多少减轻阵风引起的载荷。

在作进一步阐明时，让我们考查带掠角叶片的一个基本模型。在这种型式的模型中，叶片108被模拟成多个在叶片宽度方向的元件。假定标准轴线相对于俯仰轴线的在同平面内的位置由函数y_ea(z)给出，假定在该函数中y_ea(0)＝0(注意所有对叶片和叶片部分的参照都使用已在图1和2中引入的标号，即使结合模型和部分的相对长度而论述的叶片形状可能会与图1和2所示的有所不同)。

首先假定空气动力载荷是均匀地分布在每一单元上，这样净力的作用便通过单元的中点。对每一个单元计算相对于该单元的轴线的力V、和力矩M，便可进行简单的分析。从几何学可知，每一个单元i都适用下列关系：

             V_内侧，i＝V_外侧，i+V_中点，i    (1)

M_{y，外侧，i}＝(M_{y，外侧，i+1})cos(θ_i+1-θ_i)-(M_{z，内侧，i+1})sin(θ_i+1-θ_i)      (3)

M_{z，外侧，i}＝(M_{y，内侧，i})sin(θ_i+1-θ_i)+(M_{z，内侧，i+1})cos(θ_i+1-θ_i)       (4)

M_{z，内侧，i}＝M_{z，外侧，i}＝M_z，i                                                (5)

在这些式中i指叶片上分散的在伸展方向上的单元，如同在涡轮动力学模拟软件中用来分析叶片的单元；下标“外侧或内侧”分别指在每一个这种单元的外侧端或内侧端的载荷；M_y和M_z分别指副翼方向上(平面外)的扭转力矩；θ指在旋转平面内测出的单元弹性轴线相对于叶片俯仰轴线的角度；而Δl_i是单元i的长度，由下式给出：

越过任一单元的扭转的增量于是可由下式给出：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{\ψ}}_i=\frac{M_{z,i}}{{\left(\mathrm{GJ}\right)}_i}\mathrm{\Δ}{l}_i----\left(7\right)$

其中GJ为叶片的扭转刚度，而在任一单元i的外侧端的累积扭转可由下式给出：

这里所用的符号惯例为：假定人们所关心的正的V力为副翼方向向下(即平面外)的力，正的掠角θ相应于使叶片的部分向尾随边(即向切线的后面)掠去，而正的俯仰力矩M_z为能产生正的(即向上的)扭转Δψ。本发明的各种设计提供的是向下的扭转。

等式(4)和(5)示出在单元i的外侧加载会在该单元上产生俯仰力矩，在该单元的外侧端掠角总是会有改变。这个事实指出，俯仰力矩M_z只有当掠角有变化时才能增加。如果θ_i＝θ_i+1，那么在等式(4)中的正弦一项将为零，M_{z，外侧，i}＝M_{z，外侧，i+1}，M_{z，内侧，i}＝M_{z，内则，i+1}，M_z将没有增加，因此要使俯仰力矩增加，必需有掠角的改变。

更具体点说，外侧部116的掠角在被测量时必须相对于内侧的弹性轴线E而不是相对于某些任意的轴线加俯仰轴线P。这样，本发明的各种设计并不只是从根部114直线地将叶片108后掠。只是在根部有一膝状弯曲的直线叶片108在其整个长度上是受不到俯仰力矩的，因为除了在真正根部114上的扭结之外，没有一个部分在实际上是相对于弹性轴线本身后掠的。所有俯仰力矩将在根部114被完全吸收。但在根部114，抗扭刚度特高，很少会发生扭转。

等式(4)和(5)还示出从单元到单元，角度的变化越大(因此，每一个接续部分的切线偏离越大)导致扭转的力矩也越大。但大的掠角也能给出负面的后果。即，如果要维持沿着弹性轴线测量的叶片108的总长度，那么叶片108的半径必须被减小。或者，如果要维持叶片108的半径，那么当叶片108被后掠时，叶片108的长度将增大，任一种方法都会有害地影响能耗、叶片重量及/或刚度。

总掠角的量度可用叶片末梢120相对于弹性轴线E的根部114的切线方向(即y)的位移来表示。等式(9)给出末梢120的位移的关系式：

在本发明的某些设计中，叶片108的半径被维持在基准值R，R可从下式求得。

我们知道两点之间最短的距离为一直线，因此从等式(6)和(10)可以得到，具有以末梢120的切向位移表示的最大掠角的最短叶片108为一从其根部后掠的直线叶片108。但这个叶片由于其根部在抗扭上的刚度大概只能在根部产生极小的如果有的扭转。这个叶片还将呈现最小的峰值掠角。更具体点说，如果人们要用另一个叶片形状来达到相同的末梢位移，该叶片108的某些部分将会呈现更大的掠角。例如，一个在根部114具有平行于俯仰轴线P的弹性轴线E的曲线叶片必然需要在外侧作较多的弯曲为的是在末梢120达到相同的位移。这个叶片将比较长。另外，较大的掠角还能造成负面的空气动力冲击，这种冲击是难于量化的。

因此，在本发明的某些设计中，制造叶片时首先要选择每一个单元的掠角来确定叶片的形状108，以便使：

(a)产生的扭转量增加或最大化并且扭转被这样分配使载荷被减少，

(b)维持末梢弯转所需增加的叶片材料减少或极小化，

(c)空气动力学的负面作用减少或极小化，及

(d)结构保持完整性。

然后按照确定的叶片形状制造叶片。

上述四个目标(a)-(d)并不必需互相一致，因此与其企图达到每一个目标，还不如定出一个品质因素使人们能用一个尺度来衡量所有这些效果作出的贡献。在本发明的某些设计中，品质因素与能源的代价有关。(品质因素可被这样定出使较高的值代表较佳的方案，但也可这样定义使较低的值代表较佳的方案。为不丧失其普遍性，这里将假定较高的品质因素代表较佳的方案，虽然本行业的行家能够完成必需的数学演算来获得与使用品质因素的等值效果，但使用品质因素就能选出较佳的方案。)本发明的各种设计能提供高的品质因素，即能源的低代价。理论上要追求最大可能的品质因素，但本发明在其希望的范围内，还包括不够完美的设计，因为本发明的至少某些优点并不要求尽善尽美来能达到。

在任何一个切合实际的设计中，在使末梢切向位移最大化时可以期望设置一个制约因素，这个制约因素可与制造或运输的限制有关。等式(4)示出，如果人们设置一个关于末梢120的位置的相当严厉的制约因素，同时由于空气动力学还设置一个关于最大掠角的制约因素，那么“最佳”叶片108将具有两个直线段，即一个没有掠角的内侧段112和一个具有最大许可掠角的外侧段116。在片段112和116之间的膝状弯曲的外侧没有俯仰力矩，而在膝状弯曲的内侧有一恒定的俯仰力矩，该力矩会尽可能地将枢支点设置在远外侧使叶片108的最大伸展范围受到俯仰力矩。在这设计中，最大可能的扭转被产生。

还可能增添另一个“美学”制约因素以消除叶片掠角中的尖锐的膝状弯曲。这个制约因素可采取多种形式如在叶片108的任何两个单元之间角度的最大变化。美学还可这样说，具有连续曲率的叶片108比具有直线部分的叶片108更有吸引力，即使两个直线部分是用曲线区而不是用膝状弯曲连接。这个制约因素可以用任何两个单元之间的角度为最小的形式设置。

一旦这些制约因素都已被设置，一些构形就可重复使用叶片108在翼展方向上各单元的掠角值，以使品质因素最大化(或至少增加)，同时满足所有约束因素。

相对于外侧部或部分116的弹性轴线E的位置(与俯仰轴线P相反)有显著影响、十分重要。叶片108的俯仰轴线P的位置完全由叶片108如何安装在毂部110上控制，对叶片108会扭转多少不能有所作为。但外侧部或部分116相对于俯仰轴线P的位置对在叶片根部114周围产生的俯仰系统必须承受的力矩确有影响的，并且这是用这里所述方式推导的叶片扭转代价中的一种。但这个代价并不影响扭转弯曲配合的物理意义。

更具体点说，将叶片108安装到根毂部110上可能有各种方法，每一种方法各有其自己的代价和优点。例如，等式(4)指出，如果叶片108在根部114以与叶片108所有其他部分的后掠相反的方向在实际上作出前掠(在同一平面上)，那么这个前掠可被用来抵消由更为外侧的叶片后掠造成的俯仰力矩。换句话说，如果叶片108在抗扭性柔弱足够产生扭转的伸展范围内作出后掠，那么所有由后掠产生的力矩都可被在抗扭转刚性接近根部的小范围内的前掠抵消。在这样一个设计中，后掠就不再能在根部产生扭转，而俯仰轴承和驱动机构必须承受的外部俯仰力矩可被减小或消除。

为了在后掠产生的力矩上实施这个减小，本发明的某些构形只是在叶片108的根部114上作出前掠。但也有一些其他构形是把前掠引入到毂部110内，这些其他设计仍然必须由轴承和驱动机构来承担俯仰力矩。

再次参阅等式(4)和(5)，如果标记i＝0被用来指叶片108在其真正根部114(即毂部上安装处)的值，并进一步根据定义注意到θ₀＝0，那么

M_z，0＝-(M_{y，内侧，1})sin(θ₁)+(M_{z，内侧，1})cos(θ₁).(11)

初看时，M_z，0不等于M_{z，内侧，1}可能并不明显。但俯仰力矩总是环绕单元的弹性轴线E而被测量的，因此如果单元的角度改变，那么测量力矩时所环绕的轴线也改变。在根部114上，叶片108的结构实际上带有扭转M_{z，内侧，1}。但在根部114上，叶片108对扭转是强劲的，因此叶片108带有扭转M_{z，内侧，1}就在很大程度上没有关系了。而直接涉及俯仰驱动机构所带载荷的M_z，0，倒比较有关。因此，只是把叶片108的根部114前掠，在M_z，0和M_{z，内侧，1}之间的关系就会被改变。

从实际的眼光来看，任何一个特殊的构形在实施前掠时都必须在一有限的宽度上。但只要这个前掠是在叶片108的一个部分上实现，而该部分对抗扭转是极刚性的，这个前掠将不会产生有害的扭转。

M_{y，内侧，1}的值即在根部114上的副翼方向载荷在很大程度上是副翼方向载荷在叶片108上分布的一个函数。M_{z，内侧，1}的值取决于在叶片108整个长度上后掠的大小和形状及副翼方向载荷的分布。等式(1)到(5)可被积分，从末梢单元开始，向内侧移动，计算出每一个长度方向单元的载荷。给出在同一平面内后掠的某些分布和副翼方向载荷的分布，将可给出M_{z，内侧，1}的值。一旦知道了该值，就可用等式(11)找出根部扭转M_z，0的值。反之，如果要寻求根部扭转的某一值，那末等式(11)可被用来找出第一单元θ₁的后掠的合适的值。

特别是，如果在某些设计中，希望在根部的扭转上得到零的净效果，这时可用等式(11)来解：

该值限定最佳的根部前掠可用来得到由于掠角而在根部造成扭转的零的净变化。

当阵风冲击具有后掠的叶片时平面外(副翼方向)载荷的增加也会产生环绕更内侧部分的俯仰力矩，该力矩将对叶片的外部起作用使叶片断面的光导边扭转到风向内。那些断面的空气动力迎角将被减小，从而可改善叶片108否则将会经受的峰值瞬时载荷。这种通过掠角得到的扭转和平面外载荷的配合可在叶片108上显著地减少副翼方向瞬时载荷，不仅减少最终的副翼方向载荷，而且减少叶片在副翼方向的疲劳。后掠还能一般地减少风涡轮100其他构件的载荷，包括塔顶的推力、塔顶的倾侧和侧滑的力矩。这些减少可转变成风能能源费用的减少，或是因为构件承受后掠叶片108的较轻载荷而可去除一些费钱的材料，或是因为转子106的叶片108的直径可增大，从而可增加风涡轮100产生的能量。

表II涉及在根部使用前掠以便得到零的根部扭转。将一在根部没有前掠的叶片与一在根部具有向前倾侧几度的前掠的叶片作比较。表II示出，由于在根部使叶片前掠，叶片的扭转可被消除，因为叶片在根部这么大的抗扭转刚性，因此在那些引入的前掠，很少或不会影响叶片的扭转特性曲线。从那里起到外侧，叶片看上去完全一样，因此对掠角的扭转反应也完全一样。

表II

参数	在根部没有前掠	具有前掠的根部
			在末梢上弹性轴线的位置，yea，末梢(m)	3.000	1.572
末梢尾随边的位置，yTE，末梢(m)	3.420	1.992
			后掠的深度(m)	1.50	1.50
末梢扭转在基准最大弯转上的变化(度)	-1.79	-1.79
			有效的配合系数	0.052	0.052
根部扭转的增加(kNm)	88.82	1.05
			叶片包络线高度(m)	3.281	2.444
叶片包络线宽度(m)	2.919	2.346
			转子直径允许的变化	0.9％	0.9％
能源费用的净效果	-0.55％	-0.60％

本发明构形的另一个效益为，如果转子106的半径维持不变，当叶片108向前旋转时沿弹性轴线E测量的叶片长度会有很小的减少。这个减少具有根部前掠的叶片来说，能源费用可有0.05％的减少如表II所示。

在根部114具有前掠的叶片108还有另一个效益，即对于给定的后掠深度，叶片的包络线可缩小。对于一个给定的包络线的制约因素，叶片根部114的前掠可提供大得多的后掠深度。

就空气动力学的考虑，本发明的某些构形在任何一个单元最大的掠角上添加了一个制约因素。在这样的设计中，叶片108在根部有一最大的前掠，在外侧部116有一最大的后掠，还有一个尖锐的膝状弯曲。例如对于15度的最大角，叶片108的构形有一根部的15度的前掠和在宽度的60％处有一膝状弯曲，另外在末梢有一15度的后掠。

本发明的构形可被应用到现有的风涡轮100上，只要将传统的叶片更换为本发明的具有掠角的叶片108即可，俯仰驱动硬件可不需昂贵的升级，便可完全发挥降低能源费用的潜力。另外，内侧的前掠还能消除外侧的后掠在根部上引起的扭转。

虽然本发明已就各个具体的实施例进行说明，但本行业的行家当会认识到本发明可通过在权利要求书的精神和范围内的修改来实施。

Claims (10)

1.一种叶片(108)，具有一个抗扭转刚性根部(114)，一个在所说叶片内侧部(112)内相对于一条弹性轴线的前掠和一个在所说叶片外侧部(116)内的后掠。

2.一种风涡轮转子(106)，所说转子具有一个毂部(110)和至少一个叶片(108)，该叶片有一抗扭转刚性根部(114)，一个内侧部(112)和一个外侧部(116)，所说内侧部有一相对于所说叶片的一条弹性轴线的前掠，而所说外侧部有一后掠。

3.权利要求2的转子，其特征在于所说前掠能有效地抵消由所说后掠造成的扭转量。

4.权利要求3的转子，其特征在于所说前掠是在所说叶片的根部(114)，而所说前掠的量能有效地抵消由更外侧的叶片的后掠造成的俯仰力矩。

5.一种风涡轮(100)，包括一个具有一个毂部(110)和至少一个叶片(108)的转子，该叶片(108)具有一个抗扭转刚性根部(114)，一个内侧部(112)和一个外侧部(116)，所说内侧部有一相对于所说叶片的一条弹性轴线的前掠，而所说外侧部有一后掠。

6.权利要求5的转子，其特征在于所说前掠能有效地抵消由所说后掠造成的扭转量。

7.权利要求6的转子，其特征在于所说前掠是在所说叶片的根部(114)，而所说前掠的量能有效地抵消由叶片更外侧的后掠造成的俯仰力矩。

8.一种制造风涡轮(100)叶片(108)的方法，所说方法包括：选择所说叶片元件的掠角来确定叶片的形状，以便(a)使引起的扭转量增加或最大化，并且所说扭转的分配使载荷减少，(b)使保持末梢弯转所需的叶片材料的增加减少或最小化，(c)使对空气动力学的负面作用减少或最小化，及(d)使结构保持完整性；然后按照确定的叶片形状制造叶片(108)。

9.权利要求8的方法，其特征在于还包括选择一个品质因素，并按照所选的品质因素来衡量固素(a)-(d)。

10.权利要求9的方法，其特征在于该叶片有一末梢(120)，此外，确定一个叶片的形状的步骤还包括对该末梢的位置和最大掠角加以制约因素。

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