JPS5817079B2 - ロ−タ−ハネ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘリコプタ−ローター羽根に関し羽根の主強度
部材が桁の壁内に亀裂が生じた時に圧力損失に応答する
圧力表示手段を有する加圧された中空の桁よりなるもの
である。

従来は、桁は通常は羽根の前部を構成し、羽根の翼輪か
くは、板金製の箱型部分を桁の後縁に取付けて完成され
ていた。

この構造により流体が加圧された桁を経て大気中へ直に
漏れるようになる。

このタイプの羽根はＵＳＰ２７５４９１８に示される。

本発明の目的は、桁と包囲外皮又はカバー間の空間をポ
リウレタンの如き硬い流体不浸透性材料でうめた桁全体
又はその臨界部分を外皮又はこの不浸透性材料で包みこ
んだような、所謂包みこみ型のローター羽根における指
向の亀裂を検出する。

ための圧力表示手段の使用を可能にすることにある。

羽根の具申方向に延びる筒状の桁と、該桁に取付けられ
羽根の翼輪かくに適合した外方羽根の外皮と、桁及び外
皮間の剛性の流体不浸透性の充填。

材と、筒状の指向の圧力変化を表示するための感圧表示
器とを有するローター羽根においては、この目的は、充
填材中に桁方向に延びる溝を設けて桁からの漏洩流体を
集めるため桁の外面間にガスを流通させて解決される。

この様なローター羽根では筒状の指向への水分の進入を
避けるのが好ましく、従ってすべてのチャンネルは本発
明の一実施例では羽根の外端に設けた中空キャップによ
り形成した室につながれ、大気中と連記させるためにキ
ャップに弁を設けて・ある。

この弁は通常は水分の導入を防ぐが、弁が開放したまま
になり水分が羽根内に入り、又はつまって漏洩ガスの放
出を妨げる危険性がある。

従って、本発明の望ましい実施例では、充填材の一部分
はセル状物質よりなり各セルは互いに流体的に流通し、
指向に亀裂が生じた時に圧力表示計を作動するために指
向に必要な圧力変化を生じるに十分な容積の流体だめを
羽根内に形成し、流体だめをチャンネルへつなぐ手段が
設けられ、これはチャンネルと交叉して不浸透性材料内
に具申方向に隔設したチャンネルを含む。

かくて、漏洩流体は羽根内に収容され、大気へ通じてい
ないために水分は指向へ進入できない。

流体溜りは指向に必要な圧力降下を与えるに十分な容積
になるように複数の連結したハニカム（はちの巣状）セ
ル（ｃｅｌｌ ）により形成されるチャンネル及び具申
方向に隔設したチャンネルは、桁の周りに長手方向に沿
って巻きつけた格子を片側に有する一連の不浸透性のブ
ランケット（ｂｌａｎｋｅｔ）により形成され、格子は
桁の表面に固着される。

ブランケットの具申方向に延びる縁は桁の後縁において
互いに間隔をおかれ、桁からガスを逃がすための収集口
を形成する。

さて第１及び２図を参照するに、図示のローター羽根は
やや平坦になった筒状の桁１０及び金属、ファイバーグ
ラス又は合成材の連続した包みこみ殻又は外皮１２を有
し、外皮１２は桁の平行な平坦部１０ａ上におかれ桁の
前後に延びて羽根の翼輪かくを形成する。

外皮部はその２つの縁を羽根の後縁に溶接、リベット止
め、接着等により一緒に固着することにより完成される
。

他の実施例では、後方の流体力学的部分は桁の一部分と
重なるのみであり、閉じた桁は円形又はだ円形の如く任
意の形状でよい。

図示の実施例では、桁の平坦部１０ａは、羽根の翼輪か
くに一致し、半円形部１０ａは丸められた隅部１０ｃを
形成し、そこでこれらは平坦部１０ａ内へ形成される。

これらの隅部１０ｃは疲労が最も発生しやすい高応力領
域である。

桁の前後の外皮内の空間はポリウレタンの如き硬化性発
泡材１４又はハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）の如き他
の充填材でみたされ、その結果これら臨界領域の１つ又
は複数における桁は完全に流体不浸透性材で取囲まれる
。

桁１０は弁１５を介して導入される加圧ガスを充満させ
る。

感圧式の圧力表示器１６が羽根の根元に設けられ、指向
の亀裂の結果であるかもしれない指向の圧力降下を可視
的に示す。

圧力表示器１６が機能するためには、桁から漏洩ガスを
導くための手段を設ける必要がある。

本発明では圧力表示器を羽根に取付けた外部可視タイプ
のものであろうと変換器及び信号装置を用いたコックピ
ットタイプのものであろうと問題ではない。

本発明によれば、チャンネル１７（第１図）は桁壁内の
亀裂から漏洩ガスを集めこれを羽根の外端に対するおお
いを形成する中空キャップ１８へ羽根の具申方向へ導く
ために充填材内に設けてあ。

る。

チャンネル１７は丸められた隅部１０ｃにおいて桁の外
面にあたる。

この隅部で亀裂が最も発生しやすい。

所望なら更に別のチャンネルを桁の周りの他の個所に設
けてもよい。

すべてのチャンネル１７はキャップ１８と通じているの
で、すべてのチャンネル及びキャップの全容積は桁から
の漏洩ガスを受取るための溜めとして利用できる。

キャップ１８はガスに対する通気口１９を有し、これは
所望なら水分及びほこりの進入を避けるために軽いスプ
リングにより通常は閉ざされている：おおいにより制御
してもよい。

チャンネル間の相互接続は所望なら種々の具申方向の位
置でしてもよい。

第３図に、チャンネル１７を形成する１つの方法を示し
である。

ここでは弾性の筒２０が外皮を。充填材でうめる前に桁
の４つの丸められた隅部１０ｃの各々で桁及び外皮間の
弓形の空間内へ押し込む。

充填材を硬化すると、筒はこれを羽根から長手方向に引
いて引出され、桁の表面と通じたチャンネルを充填材内
に与える。

第４図にはチャンネルを作るための他の方法を示しであ
る。

チャンネル状のシート材（ここでは金属）の長い条片２
２を羽根の組立前に隅部で桁に永久的に接着してあり、
桁上のこれらの個所にチャンネル２４を設ける。

第５図には第１の方法の変形を示しである。

弾性筒２６を羽根の外皮の組立前にテープ２８により隅
部１０ｃで桁に取付ける。

充填材を挿入し硬化した後、弾性筒を前述の如く長手方
向に引出し、テープを充填材中に埋設する。

弾性筒を引っばる。と、これは直径が小さくなり容易に
引抜ける。

桁の隅部で最も多く指向の亀裂が発生し始めるので、チ
ャンネル１１７及び２４をこの個所に設けである。

亀裂がチャンネルから離れた個所に生じた場合、漏洩流
体は桁の表面を横切って一番近くのチャンネルへ至る。

漏洩ガスはチャンネルに沿ってキャップ１８内へ流れ、
キャップは漏洩ガスをすべてのチャンネルから集めるた
めの吹気管−（ｍａｎｉｆｏｌｄ）として働く。

そこからガスは通気口１９を通って大気中へ自由に逃げ
る。

さて第６及び７図を参照すると、ローター羽根の上部及
び底部にこれら領域内の羽根の翼輪かくに一致するよう
に平坦にした筒状桁１１０を有する。

金属、ファイバーグラス又は合成材の連続した包みこみ
殻又は外皮１１２が桁の平行な平坦部１１０ａ上におか
れ桁の前後に延びて羽根の翼輪かくを完成する。

図示の羽根では、桁１１０をチタンで作り、外皮１１２
をファイバーグラスで作る。

外皮は羽根の後縁で例えば接着によりその縁を一体に固
着することにより完成される。

他の実施例では、後方の空気力学的部分は単に桁の一部
分と重なり、密閉桁は円形又はだ円形の如き任意の形状
でよい。

桁の後部の外皮内の空間は羽根の頂部及び底部で外皮表
面に垂直に延びるセルの長手軸と共に配列されたハニカ
ム充填材１１４（第１７図）で占められる。

桁の後壁と接するハニカム状のセルをポリウレタンの如
き硬化性発泡材１１４ａでうめる。

エラストマ１１７及び鉛片１１７ｂの混合物を羽根をバ
ランスさせるのを助けるための重りとして用いる。

桁１１０は弁１１５を介して導入する加圧ガスで充満さ
せる。

指向の亀裂の結果中じる指向の圧力降下を可視的に表示
するために感圧式の圧力表示器１１６を設ける。

本発明では表示器を図示の如く羽根に取付けた外部可視
タイプのものであっても、又変換器及び信号装置を用い
たコックピットタイプのものであっても構わない。

ここで示す羽根では、すべての包みこみ羽根と同じく、
桁を全側面を流体非浸透性材料で囲む。

桁の領域１１０ａをファイバーグラス製の外皮で囲み、
桁の残部は、指向の亀裂から逃げる流体に対して非浸透
性であるエラストマの重り又はハニカム充填材により包
みこむ。

亀裂の入った桁から逃げる流体を集めるのを助けるため
に、複数のブランケット１１８を術前縁の周りにその長
さに沿ってまきつけ、桁の後縁に沿ってその全長にわた
って延びる限定した幅の収集口１２０（第７図）を除い
ては、桁の全弦長方向表面上に後方に延びている。

前記ブランケット１１８の１つは、第８図に平面図で示
してあり、該ブランケットはファイバーグラス１２２の
シートよりなり、その−表面上に複数の平行で密接し。

た狭いファイバーグラスの翼小骨（ｒｉｂ）１２４を接
着して格子を形成する。

金属層（即ちチタン条片）をファイバーグラスの代りに
リブを形成するのに用いてもよい。

第９図に示す如く、翼小骨１２４は一体に接着した複数
のファイバーグラス層で形成される。

翼小骨はファイバーグラスシート内に平行なチャンネル
を設けて形成してもよい。

第８図で線Ｘ−Ｘは桁の前縁につけられるブランケット
の長手方向中心線を示し、格子表面は桁の表面にあたっ
ている。

線Ｘ−Ｘはブランケットを平行四辺形状の２つの等面積
１１８ａ、１１８ｂに分け、よってブランケットが桁の
周りにまかれた場合桁に沿った隣接するブランケットの
縁は第６図に示される如く斜め線に沿い、翼小骨は桁の
具申方向に延びる。

ブランケットは第７Ａ図に示すよ。うに取りづけし、桁
の間で適当な接着材１２３により桁に固着される。

桁に沿った数個のブランケット１１８の翼小骨１２４の
隣接端は互いに対接せず、僅かな間隔をおいた斜めの弦
長方向のチャンネル１２５を形成しく第６及び１１図）
、該チャンネルはブランケットの翼小骨の間のすべての
具申方向のチャンネル及び桁の後縁に沿った具申方向の
収集口１２０と通じている。

羽根の亀裂は筒状の桁の周りを円周方向に伝播する傾向
にあるので、翼小骨のくい。

違った又は斜めの終端は亀裂の通路に弦長方向のチャン
ネルが生じる可能性をなくする。

第８図かられかるように、翼小骨１２４はブランケット
の左端でブランケット１１８の縁へ延びているのに対し
、右端では若干短かく終っており、チャンネ。

ル１２５を横切って延びる縁部１２６が隣接するブラン
ケットに重なり、且つこれに接着しである。

かくてブランケットは桁組部の連続した構造部を形成し
、桁の強度に大きく貢献する。

翼桁のブランケットの翼小骨の取付は亀裂の伝播速度を
低下させるか、完全にこれを止める亀裂停止体として小
骨が働くという付加的利点を与える。

第１乃至５図の実施例に示す包みこみ羽根では、桁から
の漏洩ガスは羽根の先端の弁を介して大気中へ放出され
、該弁は僅かにスプリング装荷しであるが、水分は通気
口を経て羽根へ至ることができ、苛酷な氷結状態の下で
は羽根をいためる。

第二実施例による羽根ではこれは起り得ない。

羽根のファイバーグラス製の外皮の両端を封止する。

桁の先端及び根元を栓１３０、１３２により封止する。

又ブランケットおおいを先端１３４及び根元１３６で封
止する。

指向の亀裂から逃げるガスはブランケットの隣接する翼
小骨間の具申方向のチャンネル１３５に沿って隣接する
ブランケット間の斜めの通路１２５を通って羽根桁の後
縁の具申方向収集口１２０内へ流れる。

このガスを大気中へ通気してもよいが、本実施例では、
表示器１１６に明瞭な表示を与えるよう亀裂の入った指
向に必要な圧力降下を与えるに十分な容量の封止された
羽根内の貯蔵領域又は溜め内へ通気される。

この目的のために、第６図に収集領域として示した桁後
方のハニカム充填材１１４の一部分には、逃げる流体を
貯えるためのハニカムセルは端部を外皮１１２で封止し
、該外皮にハニカムを接着しであるので、ハニカムセル
内を自由な連通させるために、ハニカムセルの側壁に孔
１４０を設ける。

ハニカムは孔あき壁と共に購入してもよいが、該孔は小
さすぎて接着剤がすぐにつまることがわかった。

ハニカムをつぶすことにより、この問題点のない十分に
大きい孔１４０を複数の隣接するハニカムセルの側壁を
通して一時に穿孔することができる。

第１２図はこのようにして収集領域内のハニカムセル間
に自由な流体的連通を与えるように作られた隣接するハ
ニカムセルを示す。

第１２図かられかるようにこれらのハニカムセルは収集
領域内の桁に沿った収集口１２０と自由に連通ずる。

開示した構造の機能は上述の説明から明らかであろう。

指向の長手方向のどこに亀裂が生じようと、翼小骨の幅
が狭く間隔も狭いので、亀裂は１つ又は複数のブランケ
ット間の具申方向のチャンネル１３５を横切って切断し
、漏洩ガスがブランケット間の斜めのチャンネル１２５
を通って収集口１２０と収集領域のハニカムセルへ導か
れる。

漏洩流体に対する全貯蔵容量はすべてのブランケットの
すべての具申方向の内部の翼小骨のチャンネル１３５、
羽根の全長に延びる収集口１２０及び収集領域内のハニ
カムセルを含む。

貯蔵領域へ至る相互につながれたチャンネルのこのネッ
トワークは桁表面を完全におおうので、桁表面のいかな
る個所の亀裂は形成の初期段階においてさえ流体を直ち
に通気することが出来る。

羽根内部と大気の間には連通がないので、羽根内に大気
からの水分が凝集する可能性又は羽根外部の空気から他
の汚物が入る可能性はない。

更に格子ブランケットは中空の桁と協動して強度の高い
一体桁組部を与え、ここに具申方向及び弦長方向のチャ
ンネルが漏洩流体を集めるために設けである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の望ましい実施例包みこみ型のロークー
羽根の断面図、第２図は明瞭にするため部品を破断した
羽根の平面図、第３図は桁の全長に沿って充填材内に連
続した漏洩チャンネルを形成する１つの方法を示す拡大
図、第４図は桁自体に取付けられたチャンネル２４と同
様な図、第５図は発泡材中にチャンネルを形成する他の
方法を示す図、第６図はハニカムセル状材料により形成
された溜めを有するヘリコプタ−ロークー羽根の平面図
、第７図は第６図の線２−２上でとって、より明瞭にす
るため一部分破断した断面図、第７Ａ図は桁の前縁付近
での第７図の一部分の拡大図、第８図は桁の周りにその
長手に沿って弦方向にまきつけた複数の格子ブランケッ
トの平面図、第９図は第８図の線４−４上でとった断面
図、第１０図は２つの隣接するブランケットの係合縁を
示す桁の底の短い具申方向部の図、第１１図は隣接する
ブランケット間の水密封止を示す第１０図に示されたブ
ランケットの係合縁の拡大図、第１２図は桁の後縁に沿
った主収集口と流体を貯蔵するためのハニカム領域との
間の流体接続を示す第７図の線７−７上の断面図である
。 １０・・・・・・具申、１２・・・・・・外皮、１４・
・・・・・発泡材又はハニカム、１５・・・・・・弁、
１６・・・・・・圧力表示器、１７・・・・・・チャン
ネル、１３・・・・・・キャップ、２０・・・・・・弾
性筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記要素から成るローター羽根。 （７）両端を密閉しかつ加圧状態のガスを含む管状の桁
   １０゜ （イ）上記桁の前縁から後縁方向に包む羽根の外側の外
   皮１２であって、該外皮は桁の根元から先端方向に延伸
   し、かつ前記桁の頂部と底部の限定域にかけて羽根の桁
   に固定してあり、かつ前記桁の前縁から後縁にかけてそ
   の実質的な距離だけ延伸して羽根の翼形輪郭を画成する
   もの。 （つ）上記外皮と上記桁間の全空間を占める流体不浸透
   性材１４゜ ；に）上記羽根の根元に装着してあり、かつ上記桁の内
   部と連通ずる感圧式の圧力表示器１６゜（３）上記桁１
   ０の外面に連通配設して該桁から漏洩ガスを集める具申
   方向のチャンネル１７、条片２２、弾性筒２０．２６等
   であって通気口１９・ さ大気中の水分の浸入を防ぐ弁
   を備えた中空のキャップ１８に接続しており大気中に漏
   洩ガスを排出させるもの。 ２ 下記要素から成るローター羽根。 （ト）両端を封止して内部に加圧状態のガスを含む；
   中空の桁１１０゜ （イ）上記指向の圧力変化を感知表示する羽根の根元に
   配した圧力表示器１１６゜ （つ）上記桁を包囲しかつ該桁の弦長方向に延伸して羽
   根の翼形を画成する外皮１１２゜ ・に）上記桁１１０と外皮１１２との間の空間に配した
   ガス不浸透性材１１４゜ （３）上記桁１１０の外側近くの外皮１１２と桁１１０
   との間の空間に形成された具申方向に延伸するガス収集
   口１２０゜ ）（至）上記ガス収集口１２０の部分を除く桁の弦長方
   向表面全体にかけて前記桁の所で弦長方向に包囲した一
   連のブラケツ＋−１１８゜ （１）上記ブラケットの内面は具申方向に延伸する小骨
   １２４を有すること。 ・ （１１）上記小骨１２４は桁と接続し、かつ具申方
   向に延伸するチャンネル１３５を形成して、桁から漏洩
   ガスを収集させ、かつ小骨の端部には具申方向に隔設し
   た桁を有して弦長方向に延伸するチャンネル１２５を形
   成し、前記チャンネル１２５は前記チャンネル１３５を
   ガス収集口１２０に連通して、該ガス収集口内に、上記
   指向の亀裂から漏洩するガスを収集すること。 （曲 上記ガス収集口１２０を通気口１９に連通させて
   大気中の水分を侵入させない弁を経て大気中に漏洩ガス
   を排出させること。