CZ309307B6 - Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru - Google Patents
Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309307B6 CZ309307B6 CZ2009841A CZ2009841A CZ309307B6 CZ 309307 B6 CZ309307 B6 CZ 309307B6 CZ 2009841 A CZ2009841 A CZ 2009841A CZ 2009841 A CZ2009841 A CZ 2009841A CZ 309307 B6 CZ309307 B6 CZ 309307B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- blade
- flange
- hinge
- housing
- foam core
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004620 low density foam Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/16—Blades
- B64C11/20—Constructional features
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/46—Blades
- B64C27/473—Constructional features
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru, zejména pro pohon malých letadel, je tvořena vnější skořepinou a vnitřním pěnovým jádrem s přenosem tahové síly z čepového pouzdra závěsu pásnicí (3), kde pásnice (3) prochází zcela skrz pěnové jádro (4) patky lopatky do listu lopatky. Pásnice (3) obepíná pouzdro (2) závěsu lopatky, přičemž průřez pásnice (3) se postupně zmenšuje od pouzdra (2) závěsu lopatky ke špičce (6) lopatky.
Description
Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru
Oblast techniky
Vynález se týká oběžné lopatky osového ventilátoru pro stlačování a dopravu vzduchu, zejména pro pohonnou jednotku malých letadel
Dosavadní stav techniky
Dosud jsou lopatky osových ventilátorů pro stlačování a dopravu vzduchu prováděny buď z kovových materiálů, nebo plastů včetně kompozitů. Lopatky jsou konstrukčně řešeny buď jako z jednoho materiálu, který vyplňuje celý objem lopatky, případně jsou provedeny konstrukčně v kombinaci z různých materiálů včetně dutého jádra listu lopatky. Lopatky mohou případně tvořit s rotorem a celým lopatkovým věncem rotoru ventilátoru integrální celek. Takováto provedení ventilátorů proudových motorů vojenských bitevních letadel, kde je zpravidla materiálem celého integrálního rotoru ventilátoru, nazývaného odborným výrazem „Blisk“, je slitina titanu, případně u ventilátorů chladicích, klimatizačních jednotek dural, či plast. U ventilátorů velkých dvouproudových motorů dopravních letadel jsou lopatky ventilátoru řešeny jako skořepinové konstrukce s dutinou v listu vyplněnou například vylehčující voštinovou vložkou. Lopatky jsou v tomto případě individuálně připojeny k rotoru či disku různými způsoby. Běžně jsou používány k uchycení lopatek rybinovým závěsem, případně závěsem čepovým.
Uvedený dosavadní stav techniky se týká především aplikací pro proudové a dvouproudové motory větších výkonů, případně pro provedení neletecká v oblasti chlazení a klimatizace. V případě ventilátorů ventilátorových pohonných jednotek určených pro pohon malých letadel včetně bezpilotních miniaturních létajících prostředků je nej významnějším kritériem minimalizace hmotnosti při daném výkonu. V těchto případech je jako nejvýhodnější materiál na lopatky ventilátoru uhlíkový kompozit. Dle dosud zveřejněných informací v literatuře jsou ve světě realizovány dosud neúspěšné pokusy s pohonem malých letadel ventilátorovou pohonnou jednotkou s pístovým spalovacím motorem. V těchto případech jsou ventilátorové oběžné lopatky provedeny jako celokompozitové konstrukční struktury. Hmotnost těchto konstrukcí je limitována hustotou kompozitního materiálu.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny ultralehkou kompozitovou lopatkou ventilátoru, zejména pro pohon malých letadel, tvořenou vnější skořepinou a vnitřním pěnovým jádrem s přenosem tahové síly z čepového pouzdra závěsu pásnicí, kde pásnice prochází zcela skrz pěnové jádro patky lopatky do listu lopatky, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že pásnice obepíná pouzdro závěsu lopatky, přičemž průřez pásnice se postupně zmenšuje od pouzdra závěsu lopatky ke špičce lopatky.
Hmotnost oběžných lopatek osového ventilátoru pro použití ve ventilátorové pohonné jednotce malého letadla dále významně snižuje proti současným provedením ultralehká konstrukce, jejíž podstata spočívá vtom, že je konstrukčně lopatka řešena jako kompozitní skořepina s jádrem z pěny o velmi nízké hustotě, které je rozprostřeno v celém objemu lopatky tvořené aerodynamickým listem a patkou se závěsem. Skořepina lopatky je složena z několika vrstev kompozitu se speciálními orientacemi vláken výztužné tkaniny a pásnic z jednosměrné výztuže, která přenáší zatížení odstředivými silami z listu do závěsu.
- 1 CZ 309307 B6
Objasnění výkresů
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obr. 1 celkový průhledový pohled na podélný průřez lopatkou podle technického řešení, kde jsou znázorněny všechny konstrukční prvky a obr. 2 na kterém je detail patní části lopatky.
Příklady uskutečnění vynálezu
Lopatka, podle obr. 1, sestává z vnější skořepiny 5 z kompozitu tvořeného výztužnou tkaninou s pryskyřicí, pěnového jádra 1 v části listu lopatky, pěnového jádra 4 v části patky lopatky, kovového pouzdra 2 závěsu lopatkyi pásnice 3 obepínající kovové pouzdro 2 závěsu lopatky a procházející patní částí až ke špičce lopatky přilehle k vnitřní ploše skořepiny.
Detail konstrukce patky lopatky podle obr. 2 zobrazuje detail vzájemné polohy pouzdra 2 lopatky závěsu lopatky a pásnice 3 a pěnového jádra 4_v části patky.
Lopatka podle technického řešení přenáší bezpečně všechna provozní zatížení, vyvolaná jednak odstředivou silou při rotaci a jednak rozdílem tlaků mezi korytem a hřbetem listu. Zatížení odstředivou silou působící tahovou sílu od patky lopatky ke špičce zachycuje závěs lopatky tvořený pouzdrem, kolem něhož je ovinuta pásnice, která je navržena jako táhlo s proměnným průřezem. Zatížení ohybem a krutém, vyvolaným aerodynamickými silami je přeneseno uzavřeným profilem skořepiny. Zařízení podle technického řešení lze využít všude tam, kde je požadována extrémně nízká hmotnost ventilátoru a současně vysoká mechanická pevnost.
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKY1 . Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru, zejména pro pohon malých letadel, tvořená vnější skořepinou a vnitřním pěnovým jádrem s přenosem tahové síly z čepového pouzdra závěsu pásnicí 5 (3), kde pásnice (3) prochází zcela skrz pěnové jádro (4) patky lopatky do listu lopatky, vyznačující se tím, že pásnice (3) obepíná pouzdro (2) závěsu lopatky, přičemž průřez pásnice (3) se postupně zmenšuje od pouzdra (2) závěsu lopatky ke špičce (6) lopatky.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2009841A CZ309307B6 (cs) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2009841A CZ309307B6 (cs) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2009841A3 CZ2009841A3 (cs) | 2011-06-22 |
| CZ309307B6 true CZ309307B6 (cs) | 2022-08-17 |
Family
ID=44166588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2009841A CZ309307B6 (cs) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309307B6 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4696623A (en) * | 1984-12-19 | 1987-09-29 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Helicopter rotor blade made from a multispar composite material with torsion compartments and a process for manufacturing same |
| US4810167A (en) * | 1986-12-08 | 1989-03-07 | Hartzell Propeller Inc. | Composite aircraft propeller blade |
-
2009
- 2009-12-14 CZ CZ2009841A patent/CZ309307B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4696623A (en) * | 1984-12-19 | 1987-09-29 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Helicopter rotor blade made from a multispar composite material with torsion compartments and a process for manufacturing same |
| US4810167A (en) * | 1986-12-08 | 1989-03-07 | Hartzell Propeller Inc. | Composite aircraft propeller blade |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2009841A3 (cs) | 2011-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6676080B2 (en) | Composite airfoil assembly | |
| JP5573951B2 (ja) | ファン動翼、及び、ファン | |
| US5022824A (en) | Pinned airfoil propeller blade | |
| CN107109948B (zh) | 具有熔合架构的复合材料翼型件 | |
| JP5232174B2 (ja) | プロペラ羽根の保持 | |
| EP3022399B1 (en) | Airfoil and method for forming an airfoil | |
| EP1396608B1 (en) | Integrally bladed rotor | |
| US9239062B2 (en) | Low radius ratio fan for a gas turbine engine | |
| CN106286117A (zh) | 用于模块化转子叶片的结构构件 | |
| WO1992014646A1 (en) | Lightweight propulsor blade | |
| GB1060421A (en) | Rotor blade for a rotary wing aircraft | |
| US9914527B2 (en) | Propeller blade pivot | |
| CN108945424B (zh) | 一种旋翼桨叶根部构型 | |
| US8066504B2 (en) | Helicopter blade mandrel with roller assembly | |
| US9365285B2 (en) | Propeller blade with reinforcing spars and boxes, and propeller comprising at least one such blade | |
| GB2498077A (en) | Propeller blade with redundant anchoring in a hub | |
| EP0362886B1 (en) | Pinned airfoil propeller assembly | |
| US20130287588A1 (en) | Fan blade | |
| US5022825A (en) | Pitch retention member | |
| CZ309307B6 (cs) | Ultralehká kompozitová lopatka ventilátoru | |
| CN105864100A (zh) | 涡轮发动机组件及其制造方法 | |
| Ozbay et al. | Extension-twist coupling optimization in composite rotor blades | |
| CN113165738B (zh) | 用于能够悬停的飞行器的旋翼 | |
| RU2210009C1 (ru) | Лопатка осевого компрессора | |
| Kemp | Propulsion of airships |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20231214 |