KR20090082144A - 패스너 부착기구를 합체한 스파(ｓｐａｒ)가 제공된 회전날개 항공기, 및 그러한 스파를 조립하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단단한 부착기구 필러(1)가 제공되고 블레이드의 루트(51)로부터 블레이드의 자유 단부(52)까지 연장하는 스파(40)가 제공되며, 상기 부착기구 필러(1)는 상부, 바닥, 전방, 후방, 좌측, 및 우측 표면(2, 3, 4, 5, 7, 및 6)을 가지는 회전날개 항공기 블레이드에 관한 것이다. 상기 스파(40)는 이때 상기 블레이드의 루트(51)에서 포획상태로 상기 부착기구 필러(1)를 지지하는 섬유층(31, 32, 33)의 연속한 부분을 구비하며, 상기 스파(40)는 상기 부착기구 필러(1)의 상기 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 좌측 표면(2, 3, 4, 5, 및 7)에 고정된다.

Description

패스너 부착기구를 합체한 스파(ｓｐａｒ)가 제공된 회전날개 항공기, 및 그러한 스파를 조립하기 위한 방법{A ROTORCRAFT BLADE PROVIDED WITH A SPAR INCORPORATING A FASTENER ATTACHMENT, AND A METHOD OF FABRICATING SUCH A SPAR}

패스너 부착기구를 합체한 스파(spar)가 제공된 회전날개 항공기 블레이드(rotorcraft blade)에 관한 것이며, 또한 본 발명은 스파를 조립할 수 있는 방법에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 회전날개 항공기 블레이드의 기술분야에 관한 것이다.

회전날개 항공기에는 항공기에 양력(lift)을 제공하고 또한 추진력(propulsion)을 제공하는 역할을 하는 주 로터(main rotor)를 구동하는 적어도 하나의 엔진이 제공된다. 로터는 엔진에 의해 구동된 로터 샤프트에 의해 회전되는 허브(hub)를 구비하며, 허브 상에는 다수의 블레이드가 배열된다.

이들의 회전운동중, 블레이드는 비틀림 력에 노출되며, 따라서, 이들 블레이드는 원심력에 노출되고 또한 플랩(flapping), 드래그(drag), 및 트위스트(twisting)로 인한 다양한 영향을 받게 되고, 여기서 트위스트는 특히 허브의 평면에 비례하여 블레이드의 경사 각도를 수정하게 하는 피치의 변화에 의해 야기된 다.

더욱이, 허브는 일반적으로 플랩시에 가능하다면 유연하고 그의 단부에 블레이드가 배치된 다수의 아암(arm)을 가진다. 특히 원심력으로 인한 힘은 이때 블레이드에 의해 허브의 비가요성(non-flexible) 중심 영역에 전달된다.

첫 번째 형태의 방법은 블레이드 본체를 조립한 다음 본체를 특정한 패스너 부착기구를 통해 로터 허브에 고정하는 것으로 이루어진다.

특허명세서 FR 2 874 852, FR 2 321 997, EP 0 011 330, 및 FR 2 518 979 는 합성물질을 감거나 또는 꼬아서 만드는 것에 의해 블레이드 본체를 조립하는 다수의 기술을 기재하고 있다.

이것은 블레이드 본체를 패스너 부착기구에 고정시키기에 적합하다.

예를 들면, 특허명세서 FR 2 030 036 에 따르면, 블레이드의 외측 커버를 구성하는 원통형 부재를 만들기 위해 와인딩(winding)이 사용된다. 원통형 부재는 다음에 두 개의 보조조립체 속으로 길이방향으로 절단되어 들어가며, 각각의 보조조립체는 다음에 몰드 내에 배치된다.

블레이드의 스파는 또한 와인딩에 의해 만들어진다. 스파는 블레이드의 길이방향 축에 대해 45°의 각도를 이루는 섬유 층(fiber layer)의 제1 블록과, 다음에 상기 길이방향 축에 대해 30°의 각도를 이루는 섬유 층의 제2 블록과, 마지막으로 길이방향 축에 대해 15°의 각도를 이루는 섬유 층의 제3 블록을 구비한다.

스파는 개방부를 통해 블레이드의 루트(root)에서 외측으로 개방되며, 와인딩된 부착기구(wound attachment)는 상기 개방부에 삽입된 다음 로터 허브에 고정 된다. 그 후, 블레이드는 블레이드의 외측을 코팅하기 위한 두 개의 보조조립체가 배치되는 두 개의 몰드(molds)들 사이에 스파를 삽입함으로써 끝난다.

블레이드는 다음에 그의 스파와 그의 패스너 부착기구를 통해 연속적으로 허브에 노출되는 힘을 전달한다.

이러한 조립 방법은 효과적이지만, 그럼에도 불구하고 제한적이다.

조립 시간은 여러 단계들이 수행되기 때문에 길어지고, 이것에 의해 명백히 과도한 비용을 초래한다.

패스너 부착기구가 스파에 관해 이동하기 때문에, 블레이드 루트(blade root)에서 결함이 또한 발생하게 된다.

두 번째 형태의 방법은 스파의 조립 중 패스너 부착기구를 블레이드 스파에 고정하는 것으로 이루어진다.

특허명세서 US 3 923 422 는 그러한 기술을 설명하고 있다.

블레이드 루트에서, 스파는 로터의 회전축에 실제로 평행한 수직 축을 갖는 패스너 부착기구의 주위에 감겨 진다.

그럼에도 불구하고, 수직한 와인딩을 이루기 위해, 스파는 트위스트 될 필요가 있다. 약 90도를 통한 그러한 트위스트는 합성물질 블레이드의 스파가 일정한 방향으로 작용하는 섬유 테이프에 의해 주로 구성되는 한 아마도 파괴적인 장애를 제공한다.

더욱이, 분배된 스파의 트위스트 된 부분에서 나오는 일정한 방향으로 작용하는 테이프가 블레이드의 흡입측 및 가압측에 대항하여 평평하게 배치되기가 어렵 다.

트위스트는 형상 및 기계적인 특성과 진동 특성의 관점에서 하나의 블레이드로부터 또 하나의 블레이드로 빈약한 재생력을 초래할 수 있다.

더욱이, 블레이드 내에 필러 부재(filler elements)를 배열하는 것이 필요하다면, 이들은 복합적인 형상이어야 되며, 이들은 스파의 트위스트가 동일하게 재생되지 않기 때문에 하나의 블레이드로부터 또 하나의 블레이드로 변하게 된다. 이때 블레이드의 조립을 자동화하기가 어렵다.

부가적으로, 패스너 부착기구를 고정시키는 문제가 남는다.

특허명세서 EP 0 657 646 에 기술된 제안에 따르면, 스파를 "수평으로" 와인딩하는 것을 예상할 수 있다.

이 특허명세서에 따르면, 블레이드에는 그의 블레이드 루트에서의 금속 패스너 부착기구와 그의 자유 단부에서의 금속부품이 제공된다.

패스너 부착기구와 금속 부품은 와인더 기구(winder machine)의 헤드에 글램프상태로 배치된다. 일정한 방향으로 작용하는 섬유는 다음에 패스너 부착기구와 금속 부품의 주위에서 수평방향으로 감겨 진다. 따라서, 이들 섬유들은 블레이드의 길이방향 축에 실제로 평행하며 이들은 블레이드 상에 가해지는 원심력을 흡수할 수 있다.

와인더 기구는 다음에 패스너 부착기구와 금속 부품 사이에서 교차된 섬유의 시트를 배치한다.

전방 및 후방의 유선형 부재가 다음에 배치되고 교차 된 섬유의 시트로 커버 된다.

결론적으로, 패스너 부착기구가 블레이드의 길이방향 축에 수직하고 블레이드의 제거를 유도할 수 있는 횡 방향 축을 따라 이동하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조하기가 용이하고 재생가능한 블레이드를 제공하는 것으로, 이 블레이드는 또한 그의 패스너 부착기구의 고품질의 고정을 보증한다.

본 발명에 따라서, 회전날개 항공기 블레이드에는 블레이드의 루트로부터 블레이드의 자유 단부를 향해 블레이드의 스팬(span)을 따라 연장하는 스파와, 단단한 부착기구 필러(rigid attachment filler)가 제공되며, 상기 부착기구 필러는 상부, 바닥, 전방, 후방, 좌측, 및 우측 표면을 가진다. 블레이드는 스파가 블레이드 루트에서 부착기구 필러를 포획한 상태로 유지시키는 연속적인 섬유 층을 포함하고 있다는 점에서 주목할만하며, 상기 스파는 부착기구 필러의 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 좌측 표면에 고정된다.

블레이드의 패스너 부착기구를 나타내는 부착기구 필러는 스파에 밀접하게 접착되며, 그곳으로부터 분리되는 어떤 위험도 일으키지 않는다.

그 주변에 감겨 짐으로써, 스파는 부착기구 필러가 완전무결하게 고정되는 것을 보증한다.

부가적으로, 예를 들면 와인딩(winding)에 의해 또는 꼬임(braiding)에 의해 부착기구 필러와 맨드렐(mandrel)의 주위에 스파를 구성하는 섬유를 배치하는 것으로 충분하기 때문에 블레이드의 제조하기 용이하다는 것이 아래에서 설명된다.

블레이드는 또한 다음의 부가적인 특성 중 하나 또는 그 이상을 가진다.

첫째로, 상기 스파는 상기 부착기구 필러의 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 좌측 표면에 각각 고정된 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 말단 부분을 가진다.

스파는 이것이 고정되는 것을 보증하도록 부착기구 필러를 둘러싸고 필러에 접합된다. 따라서, 부착기구 필러는 예를 들면 접착제의 접합에 의해 스파에 고정된다.

양호하게는, 상기 말단 부분은 오목한 형상으로 되어 있고, 그의 오목한 측면은 블레이드의 자유 단부를 향하고, 그의 루트로부터 멀리 떨어져 있다.

스파는 부착기구 필러가 용이하게 유지되도록 블레이드 루트에서 말단부에 의해 끝나고 블레이드의 형상과 정밀하게 결합하는 일종의 튜브를 나타낸다. 그의 반대측 단부에서, 스파는 블레이드의 자유 단부 가까이에서 임의로 개방될 수 있다.

블레이드 루트에서, 스파는 블레이드의 흡입 및 가압 측의 가까이에서 실제로 평평하도록 절두된 반구형의 형상으로 이루어져 있다.

블레이드 루트에서의 스파의 매우 특별하고 신규한 형상이 훌륭한 힘의 전달, 특히 원심력의 전달에 크게 기여하는 것이 관찰되어야 한다.

더욱이, 스파는 그의 조립중에 스파의 섬유에 손상을 줄 수 있는 날카로운 모서리의 형성을 피하도록 여러 부분들 사이에 둥근 가장자리를 갖는 것이 바람직 하다.

본 발명의 변형 예에서, 상기 스파는 와인딩된 스파이며, 층의 상기 연속한 부분은 섬유, 예를 들면 유리 섬유의 층의 스택으로 이루어진다.

상기 연속한 부분은 길이방향 축에 대해 제1, 제2, 및 제3 각도를 각각 나타내는 제1, 제2, 및 제3 섬유 층을 가지는 적어도 하나의 스택을 구비하며, 상기 제1 및 제3 각도는 15° 내지 90°의 범위에 놓여있고, 상기 제2 각도는 0° 내지 15°의 범위에 놓여 있다.

블레이드의 원심력과 플랩 력(flapping forces)을 흡수하기 위해 전체적으로 길이방향으로 연장하는 제1 보강 블록과 드래그 및 트위스트 력(twisting forces)을 흡수하도록 설계된 제2 보강 블록을 가지는 종래의 스파와는 달리, 본 발명의 스파는 상이한 각도를 나타내는 연속한 층들을 가진다.

따라서, 제2 층은 원심력과 플랩 력을 로터 허브로 전달하기에 적합한 반면, 제1 및 제3 층은 드래그 및 트위스트 력을 전달하기에 더욱 적합하다.

놀랍게도, 각각의 스택을 건조하도록 하기 위해 이러한 방식과는 별개의 방법으로 섬유 층을 제조함으로써, 종래의 구조보다 더욱 튼튼하고 안전한 거의 등방성의 구조가 얻어지는 것이 밝혀졌다.

이와 유사하게, 섬유 층의 밀도, 예를 들면, 단위 면적당 그들의 무게는 하나의 층으로부터 또 하나의 층으로 또한 블레이드를 따라 스팬 위치(span position)의 기능으로서 변할 수 있다. 결론적으로, 블레이드는 이것이 지탱할 필요가 있는 힘의 기능으로서 최적화될 수 있고, 섬유는 블레이드의 무게를 제한하도 록 매우 정밀한 방식으로 분포될 수 있다.

마지막으로, 스파와 부착기구 필러는 모두 핀을 삽입하여 로터의 허브에 블레이드를 고정하기 위해, 적어도 하나의 각각의 통로, 호울 및 오리피스를 서로 정합상태로 포함한다.

결론적으로, 블레이드의 루트에서, 제2 층의 섬유는 스파의 반구형 형상으로 트랩되며 원심력을 전달하는 역할을 한다.

스파의 말단 부분은 다음에 부착기구 필러 상에 힘을 가하며, 이들 힘은 그 후에 블레이드를 통해 연장하는 패스너 핀에 대해 가압함으로써 전달된다. 따라서, 핀은 필러와 스파를 평평하게 하는 경향이 있다.

부가적으로, 블레이드 루트의 후방을 둘러쌈으로써, 제2 층의 길이방향 섬유는 부착기구 필러의 기계적인 고정을 제공한다.

본 발명은 또한 상술한 회전날개 항공기 블레이드를 쉽게 조립할 수 있게 하는 방법을 제공한다.

본 발명의 회전날개 항공기 블레이드를 조립하는 방법은 특히 다음의 단계들이 블레이드 스파를 조립하기 위해 연속적으로 수행되는 점에서 주목할 만하다:

a) 제1 지지 샤프트는 결합 시스템을 통해 맨드렐에 가역적으로 고정되는 블레이드의 단단한 부착기구 필러에 고정된다;

b) 섬유는 상기 블레이드의 스파를 조립하기 위해 상기 맨드렐과 상기 부착기구 필러를 구비하는 조립체의 주위에 배치되고, 상기 스파는 이때 상기 블레이드의 루트에서 상기 부착기구 필러를 포획된 상태로 지지하는 연속한 섬유 층을 포함 한다; 그리고

c) 상기 제1 샤프트는 스파가 중합된 후 제거된다.

스파와 연합된 패스너 부착기구, 즉, 부착기구 필러가 완성되면, 블레이드를 종료하기 위해 모든 필러 부재와 외측 코팅을 적절한 위치로 배치하는 것으로 충분하며, 이것은 검증된 기술을 사용하여 수행될 수 있다.

그 대신, 스파와 그의 합체된 부착기구는 중공 코팅의 내측에 배치될 수 있다.

블레이드의 조립은 매우 간단하고 쉽게 재현할 수 있고, 신속하게 이행할 수 있고, 이것에 의해 제기된 문제를 충족시킬 수 있는 것이 이해될 수 있다.

이 방법은 다음의 부가적인 조작중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

첫째로, 단계 c) 중, 맨드렐을 제거하기 위해, 스파의 말단부, 즉, 부착기구 필러로부터 멀리 떨어진 스파의 말단부를 절단하는 것이 가능하다.

요구조건에 따라, 구성요소를 스파의 내측에 유지하는 것이 필연적인 것은 아니다. 결론적으로, 그의 말단부를 절단함으로써, 맨드렐을 제거하기 위해 부착기구 필러로부터 맨드렐을 분리시키는 것이 가능하게 된다.

둘째로, 스파를 구성하는 섬유를 와인딩하는 동안, 제1 샤프트는 부착기구 필러와 맨드렐을 구비하는 조립체가 상기 와인딩을 수행하는 장치에 대해 유지되게 하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 섬유는 블레이드 루트로부터 스파의 말단부로 상기 조립체의 주위에서 순서대로 감겨 지고, 이들은 블레이드 루트에서 보호용 피복재로 커버된다.

더욱 정확히 말하면, 섬유는 또한 이때 기계적인 정지부재(mechanicalstop)로서 또한 작용하는 제1 지지 샤프트의 주위에서 감겨 진다.

단계 c)의 끝에서, 스파의 중합단계의 다음의 트리밍 단계(trimming stage) 중, 제1 샤프트에 주의력이 향해진다. 제1 샤프트의 일부분이 부착기구 필러로부터 돌출하므로, 제1 샤프트는 종래의 기계적인 시스템의 도움으로 제거되며, 이때 제1 샤프트의 돌출부분을 커버하기 위해 사용된 섬유는 절단된다.

단계 d) 중, 스파는 블레이드를 로터 허브에 고정시키기 위해 적어도 하나의 핀을 통과시킬 수 있도록 부착기구 필러에 정합상태로 관통된다.

유사하게, 단계 a) 이전에, 단계 d) 중에 형성된 관통부와 정합상태가 되도록 적어도 하나의 오리피스가 부착기구 필러에 형성된다.

따라서, 부착기구 필러와 대응한 스파의 관통부에 형성된 오리피스는 패스너 핀이 그곳을 통과할 수 있게 한다.

필러 내의 오리피스가 블레이드의 외측 코팅에 의해 커버된다면, 상기 오리피스를 노출시키기 위해 코팅이 관통된다는 것이 쉽게 이해될 수 있다.

더욱이, 첫 번째 수행에서, 맨드렐은 용해가능한 맨드렐이다. 따라서, 맨드렐이 팽창가능한 백에 의해 커버된 용해가능한 영역에 의해 차례로 둘러싸이는 단단한 코어를 가지므로, 상기 용해가능한 영역은 그 결과 맨드렐을 제거할 수 있기 위해, 단계 b)와 c)의 사이의 중간 단계 b') 중에 적어도 부분적으로 파괴된다.

이러한 단계 b')는 스파가 이러한 목적을 위해 제공된 몰드 내에서 경화되는 동안 일어날 수 있다.

두 번째 수행에서, 맨드렐은 스파 내에서 유지되도록 설계된 영구 맨드렐이다. 영구 맨드렐은 저밀도를 나타내는 재료, 예를 들면 포말로 만들어진다.

마지막으로, 블레이드가 상당한 길이를 갖는다면, 단계 a) 중에, 맨드렐은 제2 지지 샤프트에 고정된다. 임의로, 제1 및 제2 지지 샤프트는 서로 고정되고 단일의, 공통 지지 샤프트를 구성한다.

본 발명과 그의 장점은 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 주어진 실시 예에 대한 이하의 설명으로부터 더욱 상세히 이해될 것이다.

하나 이상의 도면에서 나타낸 구성요소들은 이들의 각각에 같은 참조부호가 주어진다.

도 1을 참조하면, 조작자는 예를 들면 합성물질로부터 부착기구 필러를 만들며, 이 필러는 상부 표면(2), 바닥 표면(3), 전방 표면(4), 후방 표면(5), 우측 표면(6), 및 좌측 표면(7)을 가진다.

이 부착기구 필러(1)에 설치된 블레이드가 로터의 허브 상에 배열될 때, 좌측 표면(7)은 허브의 회전축에 가장 가까운 부착기구 필러(1)의 표면이고, 반면 우측 표면(6)은 블레이드의 자유 단부, 즉 블레이드 루트로부터 반대쪽에 있는 블레이드의 단부에 가장 가까운 표면이다.

부착기구 필러(1)는 그곳을 통해 우측으로 통과하는 오리피스(9', 9")를 가지도록 미리 천공되어 있고, 각각의 오리피스는 상부 표면(2)과 바닥 표면(3) 안으로 개방된다. 이들 오리피스(9', 9")는 패스너 핀을 수용하여, 스파(spar)에 설치 된 블레이드가 로터의 허브에 고정될 수 있게 한다.

오리피스(9', 9")는 임의로 종래의 패스너 부싱(fastener bushings)을 포함할 수 있다.

유사하게, 부착기구 필러는 제1 지지 샤프트(8)에 그것이 고정될 수 있게 하기 위해 개구(1')를 가진다.

부착기구 필러의 우측 표면(6)은 맨드렐(20)과 결합하기 위한 결합 시스템을 포함한다. 더욱 상세히 말하면, 우측 표면(6)은 맨드렐(20)이 그들 사이에서 끼워지는 두 개의 경사진 평면(6', 6")을 가진다.

이들 경사진 평면들 때문에, 우측 표면(6)의 형상은 부착기구 필러(1)가 맨드렐(20)과 정합상태로 테이퍼지는 두께를 제공할 수 있게 한다. 따라서, 이러한 형상은 바람직하게는 점진적이면서 급하지 않은 경도의 변화를 보증한다.

예를 들면, 단일 경사 평면을 구비하는 우측 표면을 수행하는 다른 테이퍼 형상을 설계하는 것이 가능하다는 점이 주목되어야 한다.

부착기구 필러(1)에 대한 맨드렐(20)의 고정은 가역적이며, 이것은 작동자가 화살표 F1의 방향으로 맨드렐(20)을 끌어당길 때 부착기구 필러(1)로부터 맨드렐(20)을 해제시키는 것이 가능하다는 점이 이해되어야 한다.

더욱이, 도 1에 도시된 바와 같은 제1 실시 예에서, 맨드렐(20)은 예를 들면 폴리스티렌(polystyrene) 또는 용해가능한 물질로 만들어진 신축가능한 용해 영역(22)에 고정되는 단단한 중심 코어(21)를 가진다.

이 신축가능한 용해 영역(22)은 이때 팽창성 백(inflatable bag)(23)에서 커 버된다.

(도면에 도시되지 않은) 제2 실시 예에서, 스파가 조립된 후 제거될 수 있는 맨드렐을 반드시 사용할 필요는 없다. 맨드렐이 예를 들면 포말(foam)로부터 나온 저밀도를 제공하는 물질로부터 만들어진다면, 이때 맨드렐은 비교적 작은 무게를 제공하며, 그러므로 계속 유지될 수 있다. 그러한 상황 하에서, 맨드렐은 단지 저밀도의 단단한 코어를 구비할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 방법의 단계 a) 중, 제1 지지 샤프트(8)는 개구(1')내에 배치됨으로써 부착기구 필러(1)에 고정된다.

유사하게, 제2 지지 샤프트(10)는 맨드렐(20)의 단단한 코어(21)에 고정된다.

이들 지지 샤프트는 부착기구 필러(1)와 맨드렐(20)을 구비하는 조립체가 와인딩 섬유(winding fibers) 또는 브레이딩 섬유(braiding fibers)를 배열하기 위한 장치위에 배치될 수 있게 한다.

변형 예로서, 제1 및 제2 지지 샤프트는 부착기구 필러(1)와 맨드렐(20)을 통해 우측으로 지나가는 단일 지지 샤프트의 단부를 구성할 수 있다.

단일 지지 샤프트는 또한 용해가능한 맨드렐(20)의 단단한 코어를 제공할 수 있다.

도 2를 참조하면, 단계 a)의 뒤에 오는 단계 b) 중에, 섬유 배열 장치는, 예를 들면, 블레이드의 자유 단부(52)에 가깝게 위치된 말단부(47)를 향해 블레이드의 루트(51)로부터 연장하는 스파(40)를 형성하도록 조립체의 주위에서, 예를 들 면, 부착기구 필러(1)와 맨드렐(20)의 주위에서 이들을 와인딩함으로써 섬유를 배열한다.

스파(40)는 이때 부착기구 필러(1)를 블레이드의 루트(51)에서 포획된 상태로 유지하는 연속한 섬유 층을 구비하며, 즉, 이들이 그 주위를 에워싼다.

결론적으로, 스파(40)는 부착기구 필러(1)와 맨드렐(20)을 구비하는 조립체를 완전히 포함한다.

스파(40)의 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 말단 부분들(43, 44, 41, 42, 45)은 부착기구 필러(1)의 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 좌측 표면들(2, 3, 4, 5, 7)에 각각 고정된다.

이러한 방식으로 필러를 포획상태로 유지함으로써, 스파(40)는 부착기구 필러가 양호하게 고정된 것을 보증한다.

부착기구 필러에 의해 제공된 블레이드의 고정 부착기구(fastening attachment)는 이때 스파(40)내에 완전히 합체된다.

섬유 배열 장치는, 특히 부착기구 필러(1)와 맨드렐의 형상은 다양한 부분들 사이, 예를 들면 그의 상부 부분(43)과 그의 하부 부분(45) 사이에 스파(40)가 가장자리(80)를 제공하는 것을 가능하게 한다.

이들 가장자리(80)는 섬유에 손상을 주거나, 또는 절단하는 것을 피하도록 둥글게 형성되어 있다.

이 단계에서, 섬유는 제1 및 제2 지지 샤프트의 돌출 부분(8', 10') 상에 또한 감겨 진다.

더욱이, 스파(40)의 말단 부분(45)은 오목하게 형성되고, 그의 오목한 측면은 블레이드의 자유 단부(52)를 향하고 블레이드 루트(51)를 향하지 않는다.

단계 b)의 말단에서, 중간 단계 b') 중, 부착기구 필러(1)와 섬유로 커버된 맨드렐(20)을 구비하는 조립체는 가열 몰드 내에 배치된다.

압력을 적용하기 위한 수단은 팽창가능한 백(23)을 가압하기 위해 제2 지지 샤프트(10)에 대항하여 배치된다.

제2 지지 샤프트(10)는 가압 수단에 연결되는 팽창가능한 백의 부분이 그곳을 통해 슬라이드하는 개구를 포함할 수 있다.

단계 b) 중에 맨드렐 상에 배열된 섬유는 이때 형을 이루기 위해 몰드에 대항하여 가압된다.

스파(40)를 중합하는 단계는 이때 시작된다. 경화 중, 열은 용해가능한 영역(22)의 수축을 초래한다.

중화과정의 마지막에, 단계 c) 중, 조작자는 제1 샤프트(8)를 제거한 다음 제1 샤프트(8)의 돌출 부분(8')을 커버하는 섬유를 통해 절단한다.

그 후, 팽창가능한 백(23)은 수축되고, 말단 부분(47)은 스파(40)로부터 절단된다.

용해가능한 영역(22)의 체적이 인자(factor)(8 내지 10)에 의해 수축했기 때문에, 팽창가능한 백(23)은 더 이상 스파(40)의 상부, 바닥, 전방, 및 후방 벽(43, 44, 41, 42)에 대항하여 가압되지 않는다. 작동자는 그러므로 맨드렐(40)을 해제하고 이것을 스파(40)의 내측으로부터 끌어낸다.

스파(40)는 그러므로 블레이드의 자유 단부(52)에 비해 외측으로 개방된다.

마지막으로, 스파(40)는 부착기구 필러의 오리피스(9', 9")와 정합상태로 된 두 개의 호울(46', 46")을 얻을 수 있도록 블레이드 루트의 근방에서 드릴된다.

부착기구 필러(1)는 미리 드릴될 필요는 없다. 그러한 상황하에서, 오리피스(9', 9")는 호울(46', 46")과 같은 시간에 만들어진다.

로터의 허브에 블레이드를 고정시키기 위한 핀은 이때 스파(40)를 통과할 수 있다.

블레이드의 조립을 끝내기 위해, 예를 들면, 검증된 방법을 사용하여 성형된 외측 커버내에 스파(40)를 배치시키는 것으로 충분하다.

결론적으로, 블레이드의 제조가 용이하다는 것을 알 수 있다. 적용된 방법은 완전히 재현할 수 있고, 이것에 의해 동일한 블레이드가 얻어지는 것을 보증한다.

더욱이, 블레이드의 부착기구 필러는 스파(40)에 의해 둘러싸이고 블레이드를 사용하는 동안 떨어져 나갈 위험은 전혀 없다.

도 3을 참조하면, 섬유는 적어도 하나의 스택(30)에 제공된 연속한 층을 형성하는 그러한 방식으로 부착기구 필러(1)와 맨드렐(20) 상에 배열된다.

이러한 스택은 블레이드의 길이방향 축(AX), 즉, 예를 들면, 블레이드의 피치 변동 축에 관하여 제1 각도 A1을 제공하는 첫 번째 형태의 섬유의 제1 층(31)을 구비한다.

제1 각도는 이때 15° 내지 90°의 범위 내에 배열된다.

이러한 제1 층은 블레이드의 길이방향 축(AX)에 관하여 제2 각도 A2를 제공 하는 두 번째 형태의 섬유의 제2 층(32)에 의해 커버되며, 이 제2 각도는 0° 내지 15°의 범위로 이루어진다.

마지막으로, 제2 층은 블레이드의 길이방향 축(AX)에 관하여 제3 각도 A3를 제공하는 첫 번째 형태의 섬유의 제3 층(33)에서 커버되며, 이 제3 각도는 15° 내지 90°의 범위로 이루어진다.

길이방향 축(AX)에 관하여 0° 내지 15°의 범위에 놓여있는 각도를 제공하는 섬유를 가지는 두 번째 형태의 층은, 따라서 길이방향 축(AX)에 관하여 15° 내지 90°의 범위에 놓여있는 각도를 제공하는 섬유를 가지 첫 번째 형태의 두 층들 사이에 배열된다.

도면에 도시되지 않은 변형 예에서, 길이방향 축(AX)에 관하여 15° 내지 90°의 범위에 놓여있는 각도를 제공하는 섬유를 가지는 첫 번째 형태의 층은, 길이방향 축(AX)에 관하여 0° 내지 15°의 범위에 놓여있는 각도를 제공하는 섬유가 제공된 두 번째 형태의 두 층들 사이에 배열된다.

더욱 일반적으로 말하면, 스파를 구성하는 층의 연속한 부분은 첫 번째 형태의 층과 두 번째 형태의 층을 서로 교대로 배치한다.

더욱이, 층들은 더 커거나 더 작은 섬유 밀도를 제공할 수 있고, 블레이드의 강도(stiffness) 및 센터링 요건(centering requirements)의 기능으로서 블레이드의 스팬을 따라 모든 위치에서 정지할 수 있다.

스파(40)는 이때 로터의 허브에 대해 각각 원심력, 플랩 력(flapping force), 드래그 력(drag force), 및 트위스트 력(twisting force)을 전달한다.

원심력은 화살표 F2를 따라 스파(40)의 말단 부분(45) 상에 견인력을 가하는 두 번째 형태의 길이방향 섬유에 의해 취해진다.

다음에, 이러한 말단 벽(45)은 원심력을 허브에 전달하기 위해 패스너 핀을 압축함으로써 작용하는 부착기구 필러(1) 상에 압력을 가한다.

두 번째 형태의 길이방향 섬유는 그럼에도 불구하고 작동자가 호울(46', 46")을 만들 때 루트에서 절단되는 것이 관찰되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 그리고 의외로, 결과적인 힘의 손실은 원심력이 취해지는 것을 방지하기에 충분하지 않다.

유사하게, 플랩 력은 두 번째 형태의 섬유에 의해 부착기구 필러에 그리고 이어서 허브에 전달되고, 반면 드래그 및 트위스트 력은 첫 번째 형태의 섬유에 의해 전달된다.

자연히, 본 발명은 그의 이행에 관하여 다양한 변형에 노출될 수 있다. 비록 여러 실시 예들이 위에서 기술되었지만, 모든 가능한 실시 예들을 철저하게 동일시할 수 없다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 동등한 수단에 의해 기술된 모든 수단을 대신하는 것을 상상하는 것이 물론 가능하다.

예를 들면, 도면들은 중력에 대해 수직하게, 즉 실제로 평행하게 배치된 패스너 핀을 수용하기 위해 수직한 통로가 제공된 스파(40)를 도시한다.

그럼에도 불구하고, 수평하게 고정시키는 것을 가능하게 하도록 부착기구 필러(1)의 전방 및 후방 표면(4, 5)과, 그의 전방 및 후방 부분(41, 42)을 관통함으로써 스파(40)를 변형하는 것이 가능하다.

더욱이, 제2 샤프트는 블레이드의 밸런스 장치 내에 고정될 수 있다. 결론적으로, 제2 지지 샤프트가 제거되면, 예를 들면, 단계 c)의 마지막에서, 밸런스 장치는 스파를 폐쇄한다.

도 1은 본 발명의 방법의 단계 a)를 설명하는 도식도이다.

도 2는 본 발명의 방법의 단계 b)를 설명하는 도식도이다.

도 3은 본 발명의 스택을 보여주는 도면이다.

Claims (16)

1. 단단한 부착기구 필러(1)가 제공되고 블레이드의 루트(51)로부터 블레이드의 자유 단부(52)까지 블레이드의 날개길이를 따라 연장하는 스파(40)가 제공되며, 상기 부착기구 필러(1)는 상부, 바닥, 전방, 후방, 좌측, 및 우측 표면(2, 3, 4, 5, 7, 및 6)을 가지는 회전날개 항공기 블레이드에 있어서,

   상기 스파(40)는 상기 블레이드의 루트(51)에서 포획상태로 상기 부착기구 필러(1)를 지지하는 섬유층(31, 32, 33)의 연속한 부분을 포함하며, 상기 스파(40)는 상기 부착기구 필러(1)의 상기 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 좌측 표면(2, 3, 4, 5, 및 7)에 고정되는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스파(40)는 상기 부착기구 필러(1)의 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 좌측 표면(2, 3, 4, 5, 및 7)에 각각 고정된 상부, 바닥, 전방, 후방, 및 말단 부분(43, 44, 41, 및 45)을 가지는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스파(40)는 그의 다양한 부분들 사이에 둥근 가장자리를 제공하는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
4. 제 2 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 말단 부분(45)은 오 목하게 형성되고, 그의 오목한 측면은 그의 루트(51)로부터 멀리 떨어진 블레이드의 자유 단부(52)를 향하는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 스파(40)는 와인딩된 스파이며, 상기 층의 연속한 부분은 섬유의 층(31, 32, 33)의 스택으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 연속한 부분은 길이방향 축(AX)에 대해 제1, 제2, 및 제3 각도(A1, A2, A3)를 각각 제공하는 제1, 제2, 및 제3 섬유 층(31, 32, 33)을 가지는 적어도 하나의 스택(30)을 구비하며, 상기 제1 및 제3 각도(A1, A3)는 15° 내지 90°의 범위에 놓여있고, 상기 제2 각도(A2)는 0° 내지 15°의 범위에 놓여 있는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 스파(40)는 블레이드의 자유 단부(52) 가까이에서 외측으로 개방되는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 스파(40)와 부착기구 필러(1)는 패스너 핀이 삽입되게 하는 적어도 하나의 통로(9', 9", 46', 46")를 포 함하는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기 블레이드.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 따른 회전날개 항공기 블레이드를 조립하는 방법에 있어서, 블레이드의 스파는 다음의 단계를 특히 그리고 연속적으로 수행함으로써 조립되는 것을 특징으로 하는 방법.

   a) 제1 지지 샤프트(8)는 맨드렐(20)에 가역적으로 고정되는 블레이드의 단단한 부착기구 필러(1)에 고정되고;

   b) 섬유는 상기 블레이드의 스파를 조립하기 위해 상기 맨드렐(20)과 상기 부착기구 필러(1)를 구비하는 조립체의 주위에 배치되고, 상기 스파(40)는 이때 상기 블레이드의 루트(51)에서 상기 부착기구 필러(1)를 포획된 상태로 지지하는 섬유 층(31, 32, 33)의 연속한 부분을 포함하고; 그리고

   c) 상기 제1 샤프트(8)는 스파가 중합된 후 제거되는 단계.
10. 제 9 항에 있어서, 단계 c) 중, 말단부(47)는 상기 맨드렐(20)을 제거하기 위해, 결과로서 생기는 스파(40), 즉, 상기 부착기구 필러(1)로부터 멀리 떨어진 스파(40)의 말단부(47)에서 절단되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 제1 샤프트(8)의 부분(8')은 단계 c)의 마지막에서 부착기구 필러(1)로부터 돌출하며, 제1 샤프트는 제거되고 상기 돌출하는 부분(8')을 커버하고 있던 섬유는 그곳을 통해 절단되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계 d) 중, 스파(40)는 블레이드를 로터 허브에 고정하기 위한 적어도 하나의 핀을 통과시키기 위해 부착기구 필러(1)를 통해 관통되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 단계 a)의 이전에, 적어도 하나의 오리피스(9', 9")는 단계 d) 중에 형성된 통로(46', 46")와 정합하도록 부착기구 필러내에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 9 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서, 맨드렐(20)은 팽창가능한 백(23)으로 커버 된 용해 영역(22)에 의해 둘러싸인 단단한 코어(21)를 가지며, 단계 b)와 단계 c) 사이의 중간 단계 b') 중에, 상기 용해 영역(22)은 이어서 맨드렐(20)을 제거할 수 있도록 적어도 부분적으로 파괴되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 9 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계 a) 중, 상기 맨드렐(20)은 제2 지지 샤프트(10)에 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 제1 및 제2 지지 샤프트(8, 10)는 서로 고정되어 단일의 공통 지지 샤프트를 구성하는 것을 특징으로 하는 방법.

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