CN110683048A - 一种无人直升机复合材料桨叶及桨尖配重方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人直升机复合材料桨叶及桨尖配重方法。桨尖抛物线修型配重设计包括桨尖配重铅块、带抛物线面前缘配重管、前缘配重螺钉、后缘配重管及后缘配重螺钉，所述的桨尖配重铅块在制作桨叶时放置在桨尖前缘位置；所述的带抛物线面前缘配重管铸在桨尖配重铅块里，其抛物线面与桨叶抛物线修型桨尖外形一致；所述的后缘配重管在制作桨叶时放置在桨尖后缘位置。本发明还设计一种无人直升机复合材料桨叶抛物线修型桨尖配重配平方法。所述的抛物线修型桨尖配重设计结构美观，配平方法操作简单，在不影响桨叶气动效率的情况下依然能够有效调节桨叶的动静平衡，同时安全可靠可反复操作。

Description

一种无人直升机复合材料桨叶及桨尖配重方法
技术领域
本发明涉及一种桨叶配重设计，具体地说是一种无人直升机复合材料桨叶抛物线修型桨尖配重设计，属于飞行器结构设计技术和复合材料成型工艺领域。
背景技术
随着直升机旋翼技术的发展，为了发挥旋翼的气动潜力，充分利用先进发动机的效用，提高直升机飞行性能，对桨叶外形设计提出了越来越高的要求。近年来国内外研究学者在该方面进行了大量的研究工作，有了相当的发展和改进，出现了很多新技术，并在实践中获得了应用。
为满足桨叶质量特性和桨叶平衡要求，通常需在桨叶尖部设置配重，用来消除或减少因制造误差引起的各片桨叶间的不平衡现象。桨尖配重及其连接形式应根据桨叶大梁的结构形式确定，既要安全可靠，又要便于装拆与调整。现如今桨叶多采用复合材料制成，由于复合材料桨叶具有可模制性的特点，其工艺因数对外形的限制大大减小，桨叶的外形可以设计得更符合旋翼气动性能的要求，换言之，其外形可以十分的复杂，这样对于配重工序来说存在许多困难，如何快速有效的对桨叶进行配重，成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对先进复合材料桨叶复杂外形设计以及可调节展向重心和弦向重心的要求，设计一种无人直升机复合材料桨叶，该装置设计结构美观，在不影响桨叶气动效率的情况下依然能够有效调节桨叶的展弦向重心，同时安全可靠可反复操作。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种无人直升机复合材料桨叶，所述桨叶包括桨叶本体，在桨叶本体的前端部分设置抛物线修型部，在抛物线修型部内部布置了后缘配重管、前缘配重管以及桨尖配重铅块，在前缘配重管及后缘配重管上分别设置前缘配重管螺钉和后缘配重管螺钉将管口加以封闭。
在所述的前缘配重管及后缘配重管内设置铅粒。
所述的前缘配重管与桨尖配重铅块为一体化结构，所述前缘配重管的端部与桨叶本体的边缘平齐。
一种无人直升机复合材料桨叶的桨尖配重方法，该方法按以下步骤进行：
步骤（1）：测量拟配对成一付的两片桨叶的展向静距，分别记为
Figure 690670DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 607811DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤（2）：根据两片桨叶展向静距的差值计算需在小的那片桨叶配重管内添加铅粒的重量
Figure 387548DEST_PATH_IMAGE006
，计算公式如下：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
，其中L为桨尖到旋转中心的距离；
步骤（3）：在静距较小的桨叶桨尖配重管中添加质量为
Figure 907391DEST_PATH_IMAGE006
的铅粒，并拧好螺钉；
步骤（4）：测量两片桨叶的相对于后缘边的弦向静距，分别记为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤（5）：在不影响展向静距的情况下，根据弦向静距的差值计算在两片桨叶分别在前缘配重管和后缘配重管中需添加铅粒的重量为
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，其中为前缘配重管中线到后缘边的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为后缘配重管中线到后缘边的距离，而后在弦向静距小的那片桨叶的前缘配重管中添加重量为
Figure 469566DEST_PATH_IMAGE014
的铅粒，同时在另一片桨叶的后缘配重管中添加重量为
Figure 292028DEST_PATH_IMAGE014
的铅粒。
本发明的有益效果是：所述的一种无人直升机复合材料桨叶抛物线修型桨尖配重设计结构美观，配平方法操作简单，在不影响桨叶气动效率的情况下依然能够有效调节桨叶的动静平衡，同时安全可靠可反复操作。
附图说明
图1为本发明的成品透视示意图；
其中：1-桨叶本体，2-后缘配重管螺钉，3-后缘配重管，4-前缘配重管螺钉，5-抛物线修型部，6-前缘配重管，7-桨尖配重铅块。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明：
本发明提供一种无人直升机复合材料桨叶，结构如图1所示，包括桨叶本体1，所述桨叶本体1的桨尖部分设置修型部，本发明中，所述的修形部为抛物线修型部5，设置了修型部令桨叶更加符合旋翼气动性能的要求，在桨叶本体1的桨尖部分设置有若干的配重，利用配重对桨叶的展弦向重心进行相应的调节，以消除或减少因制造误差引起的各片桨叶间的不平衡现象。本发明中，所述的配重主要包括一个桨尖配重铅块7，所述的桨尖配重铅块7设置于抛物线修型部5的前侧，利用配重铅块预先对桨叶进行配重，以最大程度消除误差。
由于桨尖配重铅块7的质量是根据理论值设置的，在实际使用中必然会存在的相应的误差，因此需要加入微调手段。本发明中，还设置有配重管，所述配重管分为前缘配重管6及后缘配重管3，所述前缘配重管6设置在桨叶本体1抛物线修形部5上，更加具体的，所述前缘配重管6与桨尖配重铅块7相连接，所述的后缘配重管3设置在桨叶本体1桨尖的后缘，在前缘配重管6和后缘配重管3中可加入铅粒对配重进行修正，在前缘配重管6和后缘配重管3的端部，分别设置前缘配重螺钉4与后缘配重螺钉2将前缘配重管6和后缘配重管3的内部空间加以封堵，避免配重铅粒在运行时被甩出。
更具体的吗，所述前缘配重管6铸在桨尖配重铅块7里，其抛物线面与抛物线修型5的外形保持一致。
该发明还提供了一种无人直升机复合材料桨叶抛物线修型桨尖配重配平方法，具体步骤如下：
步骤（1）：测量拟配对成一付的两片桨叶的展向静距（相对于旋转中心）分别记为
Figure 122843DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 321743DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤（2）：根据两片桨叶展向静距的差值计算需在小的那片桨叶配重管内添加铅粒的重量
Figure 52939DEST_PATH_IMAGE006
，计算公式如下：
Figure 46303DEST_PATH_IMAGE008
，其中L为桨尖到旋转中心的距离；
步骤（3）：在静距较小的桨叶桨尖配重管中添加质量为
Figure 862949DEST_PATH_IMAGE006
的铅粒，并拧好螺钉；
步骤（4）：测量两片桨叶的弦向静距（相对于后缘边）分别记为
Figure 599961DEST_PATH_IMAGE010
，；
步骤（5）：在不影响展向静距的情况下，根据弦向静距的差值计算在两片桨叶分别在前缘配重管和后缘配重管中需添加铅粒的重量为
Figure 615507DEST_PATH_IMAGE014
，计算公式如下：
Figure 857133DEST_PATH_IMAGE016
，其中
Figure 698968DEST_PATH_IMAGE018
为前缘配重管中线到后缘边的距离；
Figure 404756DEST_PATH_IMAGE020
为后缘配重管中线到后缘边的距离。即在弦向静距小的那片桨叶的前缘配重管中添加重量为
Figure 739922DEST_PATH_IMAGE014
的铅粒，同时在另一片桨叶的后缘配重管中添加重量为
Figure 531161DEST_PATH_IMAGE014
的铅粒。
这样通过上述的技术方案所述的一种无人直升机复合材料桨叶抛物线修型桨尖配重设计结构美观，配平方法操作简单，在不影响桨叶气动效率的情况下依然能够有效调节桨叶的动静平衡，同时安全可靠可反复操作。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种无人直升机复合材料桨叶，其特征在于：所述桨叶包括桨叶本体，在桨叶本体的前端部分设置抛物线修型部，在抛物线修型部内部布置了后缘配重管、前缘配重管以及桨尖配重铅块，在前缘配重管及后缘配重管上分别设置前缘配重管螺钉和后缘配重管螺钉将管口加以封闭。
2.根据权利要求1所述的一种无人直升机复合材料桨叶，其特征在于：在所述的前缘配重管及后缘配重管内设置铅粒。
3.根据权利要求1所述的一种无人直升机复合材料桨叶，其特征在于：所述的前缘配重管与桨尖配重铅块为一体化结构，所述前缘配重管的端部与桨叶本体的边缘平齐。
4.一种如权利要求1所述的无人直升机复合材料桨叶的桨尖配重方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
步骤（1）：测量拟配对成一付的两片桨叶的展向静距，分别记为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
， ；
步骤（2）：根据两片桨叶展向静距的差值计算需在小的那片桨叶配重管内添加铅粒的重量
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，计算公式如下：，其中L为桨尖到旋转中心的距离；
步骤（3）：在静距较小的桨叶桨尖配重管中添加质量为
Figure 850181DEST_PATH_IMAGE003
的铅粒，并拧好螺钉；
步骤（4）：测量两片桨叶的相对于后缘边的弦向静距，分别记为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 863136DEST_PATH_IMAGE006
；
步骤（5）：在不影响展向静距的情况下，根据弦向静距的差值计算在两片桨叶分别在前缘配重管和后缘配重管中需添加铅粒的重量为
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，其中
Figure 807958DEST_PATH_IMAGE009
为前缘配重管中线到后缘边的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为后缘配重管中线到后缘边的距离，而后在弦向静距小的那片桨叶的前缘配重管中添加重量为
Figure 222759DEST_PATH_IMAGE007
的铅粒，同时在另一片桨叶的后缘配重管中添加重量为
Figure 165307DEST_PATH_IMAGE007
的铅粒。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112224386A (zh) * 2020-10-20 2021-01-15 南京航空航天大学 一种单翼自旋降落装置
CN115675855A (zh) * 2022-11-11 2023-02-03 南京航空航天大学 变直径桨叶结构

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6196066B1 (en) * 1998-07-17 2001-03-06 Eurocopter Rotor aircraft rotor blade with static and dynamic balancing device and balancing process of a blade
WO2008094207A2 (en) * 2006-08-03 2008-08-07 Bell Helicopter Textron Inc. High performance low noise helicopter blade aerodynamic design
CN101428686A (zh) * 2008-12-23 2009-05-13 北京航空航天大学 共轴直升机复合材料桨叶结构设计的方法
CN102490899A (zh) * 2011-12-14 2012-06-13 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 无人直升机复合材料旋翼桨叶及其制作方法
JP2013184645A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Japan Aerospace Exploration Agency 可変ピッチプロペラ
CN104670492A (zh) * 2015-01-23 2015-06-03 南京航空航天大学 一种直升机桨叶嵌入式径向运动摆振阻尼器
CN104802982A (zh) * 2015-04-22 2015-07-29 北京航空航天大学 三维编织复合材料整体成型旋翼桨叶及其制作方法
CN105644780A (zh) * 2014-11-28 2016-06-08 空客直升机 尾部旋翼、平衡尾部旋翼的方法及旋翼飞行器
CN105644801A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 江西昌河航空工业有限公司 一种直升机旋翼单片互换的调整方法
CN106197844A (zh) * 2015-05-05 2016-12-07 昌河飞机工业（集团）有限责任公司 一种测量复合材料桨叶静矩的装置及其测量方法
CN106768639A (zh) * 2017-03-27 2017-05-31 江苏科技大学 调距桨桨叶重心测量装置和测量方法
CN107031836A (zh) * 2017-06-09 2017-08-11 滨州学院 一种无人直升机的尾桨结构
CN107697282A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 江阴市翔诺电子科技有限公司 一种新型概念垂直起降飞行器及其控制方法
US20180057135A1 (en) * 2010-07-23 2018-03-01 Gaofei Yan Self-righting aeronautical vehicle and method of use
CN209258418U (zh) * 2018-12-12 2019-08-16 山东智翼航空科技有限公司 无人机旋翼单向动平衡测试系统

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6196066B1 (en) * 1998-07-17 2001-03-06 Eurocopter Rotor aircraft rotor blade with static and dynamic balancing device and balancing process of a blade
WO2008094207A2 (en) * 2006-08-03 2008-08-07 Bell Helicopter Textron Inc. High performance low noise helicopter blade aerodynamic design
CN101428686A (zh) * 2008-12-23 2009-05-13 北京航空航天大学 共轴直升机复合材料桨叶结构设计的方法
US20180057135A1 (en) * 2010-07-23 2018-03-01 Gaofei Yan Self-righting aeronautical vehicle and method of use
CN102490899A (zh) * 2011-12-14 2012-06-13 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 无人直升机复合材料旋翼桨叶及其制作方法
JP2013184645A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Japan Aerospace Exploration Agency 可変ピッチプロペラ
CN105644801A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 江西昌河航空工业有限公司 一种直升机旋翼单片互换的调整方法
CN105644780A (zh) * 2014-11-28 2016-06-08 空客直升机 尾部旋翼、平衡尾部旋翼的方法及旋翼飞行器
CN104670492A (zh) * 2015-01-23 2015-06-03 南京航空航天大学 一种直升机桨叶嵌入式径向运动摆振阻尼器
CN104802982A (zh) * 2015-04-22 2015-07-29 北京航空航天大学 三维编织复合材料整体成型旋翼桨叶及其制作方法
CN106197844A (zh) * 2015-05-05 2016-12-07 昌河飞机工业（集团）有限责任公司 一种测量复合材料桨叶静矩的装置及其测量方法
CN106768639A (zh) * 2017-03-27 2017-05-31 江苏科技大学 调距桨桨叶重心测量装置和测量方法
CN107031836A (zh) * 2017-06-09 2017-08-11 滨州学院 一种无人直升机的尾桨结构
CN107697282A (zh) * 2017-09-30 2018-02-16 江阴市翔诺电子科技有限公司 一种新型概念垂直起降飞行器及其控制方法
CN209258418U (zh) * 2018-12-12 2019-08-16 山东智翼航空科技有限公司 无人机旋翼单向动平衡测试系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张勇: "高超声速飞行器控制一体化设计", 《航空动力学报》 *
李志峰等: "复合材料旋翼桨叶研制过程中的重量控制与分析", 《直升机技术》 *
林永峰等: "抛物线后掠桨尖旋翼悬停气动特性试验及理论分析研究", 《直升机技术》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112224386A (zh) * 2020-10-20 2021-01-15 南京航空航天大学 一种单翼自旋降落装置
CN115675855A (zh) * 2022-11-11 2023-02-03 南京航空航天大学 变直径桨叶结构

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