JPH0522080B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0522080B2 JPH0522080B2 JP60503399A JP50339985A JPH0522080B2 JP H0522080 B2 JPH0522080 B2 JP H0522080B2 JP 60503399 A JP60503399 A JP 60503399A JP 50339985 A JP50339985 A JP 50339985A JP H0522080 B2 JPH0522080 B2 JP H0522080B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- fan
- angle
- tip
- bending
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
- F04D29/384—Blades characterised by form
- F04D29/386—Skewed blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
- F04D29/326—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans comprising a rotating shroud
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
- Y10S416/02—Formulas of curves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Description
請求の範囲
1 軸上を回動可能なハブと、ハブ付近の根元域
から先端域まで半径方向外方へ伸長している複数
のブレードと、前記軸の周辺に同心上に伸長して
おり各前記ブレード先端へ接続されているバンド
と、から成り、 各ブレードの先端縁が、前記根元域において後
方へ曲げられかつ先端域において前方へ曲げられ
ており、 該ブレードがブレード間隔角度の1/2より小さ
い正味中央コードブレード曲げ角を有している、 フアン。
から先端域まで半径方向外方へ伸長している複数
のブレードと、前記軸の周辺に同心上に伸長して
おり各前記ブレード先端へ接続されているバンド
と、から成り、 各ブレードの先端縁が、前記根元域において後
方へ曲げられかつ先端域において前方へ曲げられ
ており、 該ブレードがブレード間隔角度の1/2より小さ
い正味中央コードブレード曲げ角を有している、 フアン。
2 根元域の少なくとも1つの点の先端縁曲げ角
度が少なくとも−30゜で、先端域の少なくとも1
つの点の先端縁曲げ角度が少なくとも+30゜であ
る請求の範囲第1項に記載のフアン。
度が少なくとも−30゜で、先端域の少なくとも1
つの点の先端縁曲げ角度が少なくとも+30゜であ
る請求の範囲第1項に記載のフアン。
3 ブレードがブレード角を有し、r/Rが0.7
以上のブレード部分でこのブレード角がほぼ一定
をなしている請求の範囲第1項に記載のフアン。
以上のブレード部分でこのブレード角がほぼ一定
をなしている請求の範囲第1項に記載のフアン。
4 正味中央コードブレード曲げ角がブレード間
隔角度の1/3以下である請求の範囲第1項に記載
のフアン。
隔角度の1/3以下である請求の範囲第1項に記載
のフアン。
5 根元域がr/Rの値で少なくとも0.6まで半
径方向外方へ伸長している請求の範囲第1項に記
載のフアン。
径方向外方へ伸長している請求の範囲第1項に記
載のフアン。
6 先端縁曲げ角が、ハブ半径部で少なくとも−
30゜、ブレード先端部で少なくとも+30゜をなして
いる、請求の範囲第1項に記載のフアン。
30゜、ブレード先端部で少なくとも+30゜をなして
いる、請求の範囲第1項に記載のフアン。
7 正味中央コードブレード曲げ角が30゜以下で
ある請求の範囲第1項に記載のフアン。
ある請求の範囲第1項に記載のフアン。
8 ブレードが回転面に外方になるように傾けら
れている請求の範囲第1項に記載のフアン。
れている請求の範囲第1項に記載のフアン。
発明の背景
本発明はどこにでも立てられるルームフアンな
どのような空気を軸線方向に移動するフアン又は
熱交換器を介して空気を移動するフアンに関す
る。
どのような空気を軸線方向に移動するフアン又は
熱交換器を介して空気を移動するフアンに関す
る。
同一出願人の米国特許第4358245号及び米国特
許出願第549988号(1983年11月8日出願)は騒音
減小及び軸線方向流フアンの効率に関する種々の
問題を提起している。
許出願第549988号(1983年11月8日出願)は騒音
減小及び軸線方向流フアンの効率に関する種々の
問題を提起している。
特に上記特許は、全長に沿つて大きく前方に曲
つたブレードを有するフアンを開示している。こ
こではこの曲げはいわゆる“中間点ブレード曲げ
(midpoint bladeskew)”としてブレード根元の
中間点を介する半径とブレード上の所定点にて弦
の中間点を介する半径との間の角度を画定されて
いる。この大きい前方への曲げは騒音を減じかつ
その目的を達成するように設計されており、この
米国特許は、ブレード間隔の1/2以上大きい正味
ブレード曲げ角度(即ちもと部から先端部までの
中間点ブレード曲げ、第1図のAb参照)を必要
としている。この米国特許に開示されたフアンは
39゜の正味ブレード曲げ角度と72゜のブレード間隔
とを有している。
つたブレードを有するフアンを開示している。こ
こではこの曲げはいわゆる“中間点ブレード曲げ
(midpoint bladeskew)”としてブレード根元の
中間点を介する半径とブレード上の所定点にて弦
の中間点を介する半径との間の角度を画定されて
いる。この大きい前方への曲げは騒音を減じかつ
その目的を達成するように設計されており、この
米国特許は、ブレード間隔の1/2以上大きい正味
ブレード曲げ角度(即ちもと部から先端部までの
中間点ブレード曲げ、第1図のAb参照)を必要
としている。この米国特許に開示されたフアンは
39゜の正味ブレード曲げ角度と72゜のブレード間隔
とを有している。
米国特許出願第549988号は、ブレードを後方へ
曲げ騒音を減じかつ効率をよくしかつ小型化した
フアンを開示している。この米国出願は上述のよ
うな中間点ブレード曲げに関するものでなく、先
端縁上の点Xにおける接線Tとこの点を通る半径
Rとの間の角度Aeとして第1図に示した先端縁
曲げ角に関する。この米国出願に開示されたフア
ンの先端縁曲げ角はブレードの先端で(後方へ)
60゜をなしている。
曲げ騒音を減じかつ効率をよくしかつ小型化した
フアンを開示している。この米国出願は上述のよ
うな中間点ブレード曲げに関するものでなく、先
端縁上の点Xにおける接線Tとこの点を通る半径
Rとの間の角度Aeとして第1図に示した先端縁
曲げ角に関する。この米国出願に開示されたフア
ンの先端縁曲げ角はブレードの先端で(後方へ)
60゜をなしている。
自動車のエンジン、空調器の凝縮器のような用
途、小型で効率的(例えば必要動力の効率化)、
強度、重量等の点で種々の有利な要素を提供して
いる。
途、小型で効率的(例えば必要動力の効率化)、
強度、重量等の点で種々の有利な要素を提供して
いる。
本発明の概要
ブレード間隔の1/2以上の最小根元・先端中央
コード曲げ(midchord skew)を得るためのフ
アンブレードの曲げは適切な騒音制御のためには
不要であり、フアン強度に対し損害となることを
発見した。特にこの発明は、根元・先端正味ブレ
ード曲げ角Ab(前方又は後方へ対する)がブレー
ド間隔の1/2以下であるフアンを特徴とする。第
1の半径方向のブレード域ではブレードは前方縁
曲げ角Aeにより示すように後方へ曲げられてお
り、第1域の半径方向外方の第2域ではこの前方
縁曲げ角は前方曲げを示す。
コード曲げ(midchord skew)を得るためのフ
アンブレードの曲げは適切な騒音制御のためには
不要であり、フアン強度に対し損害となることを
発見した。特にこの発明は、根元・先端正味ブレ
ード曲げ角Ab(前方又は後方へ対する)がブレー
ド間隔の1/2以下であるフアンを特徴とする。第
1の半径方向のブレード域ではブレードは前方縁
曲げ角Aeにより示すように後方へ曲げられてお
り、第1域の半径方向外方の第2域ではこの前方
縁曲げ角は前方曲げを示す。
好ましい実施例では、正味ブレード曲げ角Ab
はブレード間隔の1/3以下である。第1ブレード
域(例えば後方曲げ域)はブレードの半径方向最
内方に形成される。前方縁曲げ角は少なくとも−
30゜(後方へ)をなしブレードはフアンハブへ衝接
しまた少なくとも+30゜(前方へ)でブレード先端
へ衝接している。ブレードは傾斜即ちレーキ
(raked)しており、ブレードの半径方向中央線
(根元・先端)はフアン回転面から曲がつている。
前方レーキ、後方レーキ、又は前方レーキと後方
レーキとの組合せが使用できる。好ましくはこの
レーキは平坦な後方フアンエツジを得るよう寄与
している。最後に、ブレード角度(例えばフアン
回転面とブレード表面部分との間の第3図に示す
角度Q)はブレードの外方へ30%を越すほぼ一定
値(例えば±10゜以上には変化しない)である。
はブレード間隔の1/3以下である。第1ブレード
域(例えば後方曲げ域)はブレードの半径方向最
内方に形成される。前方縁曲げ角は少なくとも−
30゜(後方へ)をなしブレードはフアンハブへ衝接
しまた少なくとも+30゜(前方へ)でブレード先端
へ衝接している。ブレードは傾斜即ちレーキ
(raked)しており、ブレードの半径方向中央線
(根元・先端)はフアン回転面から曲がつている。
前方レーキ、後方レーキ、又は前方レーキと後方
レーキとの組合せが使用できる。好ましくはこの
レーキは平坦な後方フアンエツジを得るよう寄与
している。最後に、ブレード角度(例えばフアン
回転面とブレード表面部分との間の第3図に示す
角度Q)はブレードの外方へ30%を越すほぼ一定
値(例えば±10゜以上には変化しない)である。
僅かな又は無視出来る程度の全体的根元・先端
ブレード曲げを維持することによつて、上記フア
ンは著るしいフアン弱化の原因を防止している。
特に回転しているフアンはブレード先端において
かなりの遠心力を発生しており、この力は強く曲
がつたブレードを半径方向に直線化
(straighten)するべく作用する。その結果、ブ
レードは曲がりが戻され曲げ角及びブレード角を
共に著るしく変化させこれにより効率を減じるこ
ととなる。バンド止めしたフアンにおいてはこの
作用はフアンの回転面に対するバンドの所定位置
から該バンドを移動させこれによりその効率を減
じることとなる。全体が曲がつている、根元・先
端(角度Ab)をブレード間隔Asに対し小さく保
つと遠心力がブレードの中央線に関する比較的小
さい角度にてブレードの長さに沿つて作用し、ブ
レードバンドを傾斜又はブレード角度を減少する
頃向を減じる。
ブレード曲げを維持することによつて、上記フア
ンは著るしいフアン弱化の原因を防止している。
特に回転しているフアンはブレード先端において
かなりの遠心力を発生しており、この力は強く曲
がつたブレードを半径方向に直線化
(straighten)するべく作用する。その結果、ブ
レードは曲がりが戻され曲げ角及びブレード角を
共に著るしく変化させこれにより効率を減じるこ
ととなる。バンド止めしたフアンにおいてはこの
作用はフアンの回転面に対するバンドの所定位置
から該バンドを移動させこれによりその効率を減
じることとなる。全体が曲がつている、根元・先
端(角度Ab)をブレード間隔Asに対し小さく保
つと遠心力がブレードの中央線に関する比較的小
さい角度にてブレードの長さに沿つて作用し、ブ
レードバンドを傾斜又はブレード角度を減少する
頃向を減じる。
よつて上述フアンのバンドは、そのような大き
い曲げ力に抵抗するよう設計する必要がなく、バ
ンド及びブレード先端がうすくなりかつ効率を低
下することなく軽量化を図れる。
い曲げ力に抵抗するよう設計する必要がなく、バ
ンド及びブレード先端がうすくなりかつ効率を低
下することなく軽量化を図れる。
重要なことには、後方曲げ及び前方曲げの組合
せは騒音を減少するのみならず、後方へ曲つたフ
アンの強度、小型化及び効率上昇に必要な少ない
正味ブレード曲げを提供する。
せは騒音を減少するのみならず、後方へ曲つたフ
アンの強度、小型化及び効率上昇に必要な少ない
正味ブレード曲げを提供する。
本発明の他の特徴及び利点は下記の好ましい実
施例及び図面及び請求の範囲の記載から明白とな
ろう。
施例及び図面及び請求の範囲の記載から明白とな
ろう。
好ましい具体例
図面
第1図は上流側からみた組合せ曲げフアンの
図、第2図は第1図の線2−2に沿つてみた断面
図、第3図はブレード角度Qの定義を示すブレー
ドの概略断面図、第4図は第1図のフアンのブレ
ード角度と半径とを示すグラフ、第5図は第1図
のフアンの前縁曲げと半径とを示すグラフであ
る。
図、第2図は第1図の線2−2に沿つてみた断面
図、第3図はブレード角度Qの定義を示すブレー
ドの概略断面図、第4図は第1図のフアンのブレ
ード角度と半径とを示すグラフ、第5図は第1図
のフアンの前縁曲げと半径とを示すグラフであ
る。
構造
第1−3図は本発明の特定の具体例を示す。こ
のフアンはラジエータ又は空調器クーラを介して
空気を移動している自動車用フアンにより経験さ
れるような乱流空気流を発生している。
のフアンはラジエータ又は空調器クーラを介して
空気を移動している自動車用フアンにより経験さ
れるような乱流空気流を発生している。
第1図において、フアン10はモータ(図示な
し)を収容するための円筒形のハブ部分12を有
する。モータ軸が孔14にてハブへ取着され、フ
アンを矢印方向Dへ回転し空気を矢印方向Aへ強
制している。複数(例えば7個)のブレード16
がハブ12から、バンド18へ接合されている各
先端部まで半径方向外方へ伸びている。バンド1
8については上記米国特許及び米国特許願に詳述
されている。
し)を収容するための円筒形のハブ部分12を有
する。モータ軸が孔14にてハブへ取着され、フ
アンを矢印方向Dへ回転し空気を矢印方向Aへ強
制している。複数(例えば7個)のブレード16
がハブ12から、バンド18へ接合されている各
先端部まで半径方向外方へ伸びている。バンド1
8については上記米国特許及び米国特許願に詳述
されている。
補強のために制御すべき重要な要素は正味ブレ
ード曲げ(ブレード根元の中間点〔Mr〕とブレ
ード先端の中間点〔Mt)との間のAb)である。
もしこの正味ブレード曲げがあまりに大きいと、
フアンは上述の遠心力の望ましくない効果をもた
らすこととなろう。特に正味ブレード曲げは、ブ
レード間隔(隣接するブレードの対応する点に対
する半径間の角度As)の1/2以下(望ましくは1/
3以下)であろう。
ード曲げ(ブレード根元の中間点〔Mr〕とブレ
ード先端の中間点〔Mt)との間のAb)である。
もしこの正味ブレード曲げがあまりに大きいと、
フアンは上述の遠心力の望ましくない効果をもた
らすこととなろう。特に正味ブレード曲げは、ブ
レード間隔(隣接するブレードの対応する点に対
する半径間の角度As)の1/2以下(望ましくは1/
3以下)であろう。
適切な正味ブレード曲げを得るために各ブレー
ド16は中央コードブレード曲げAbが初め後方
(フアンの回転に対抗する方向)にあり次いでフ
アンブレードのほぼ中央スパンに至るまで漸次後
方に向くように設計されている。この中央コード
曲げ角度はハブからブレードの中央スパンまで減
少し、その後、ブレードが前方に曲がるように増
大する。図に示すフアンの特定の具体例では、正
味ブレード曲げはブレード先端(r/R=1、こ
こでRはフアンの中心からブレード先端までのフ
アン半径で、rはフアンの中央から、先端より半
径方向内方へのフアンブレード上の点までの半径
である)で13.5゜をなし、これは51.4゜のブレード
間隔角度の1/3以下である。上述関係は好ましい
ものであるが本発明の利益は、もし正味曲げ角度
Abがブレード間隔Asの1/2以下でも得られるも
のである。
ド16は中央コードブレード曲げAbが初め後方
(フアンの回転に対抗する方向)にあり次いでフ
アンブレードのほぼ中央スパンに至るまで漸次後
方に向くように設計されている。この中央コード
曲げ角度はハブからブレードの中央スパンまで減
少し、その後、ブレードが前方に曲がるように増
大する。図に示すフアンの特定の具体例では、正
味ブレード曲げはブレード先端(r/R=1、こ
こでRはフアンの中心からブレード先端までのフ
アン半径で、rはフアンの中央から、先端より半
径方向内方へのフアンブレード上の点までの半径
である)で13.5゜をなし、これは51.4゜のブレード
間隔角度の1/3以下である。上述関係は好ましい
ものであるが本発明の利益は、もし正味曲げ角度
Abがブレード間隔Asの1/2以下でも得られるも
のである。
騒音の減少は先縁曲げ角Ae(必ずしも正味中央
コードブレード曲げではない)の関数をなす。図
示した特定の具体例ではブレード根元における先
端ブレード曲げが負をなし、これはr/Rが約
0.65になるまで続きこのときAeが0となる。こ
の点から外方ではAeが漸増的に正となり先端部
で約40゜となる。
コードブレード曲げではない)の関数をなす。図
示した特定の具体例ではブレード根元における先
端ブレード曲げが負をなし、これはr/Rが約
0.65になるまで続きこのときAeが0となる。こ
の点から外方ではAeが漸増的に正となり先端部
で約40゜となる。
上述米国特許願においてより詳細に示すように
フアン回転の面とブレード断面との間のブレード
角度(第3図の角Q)はほぼ一定で例えばフアン
半径の外方30%(r/R>0.7)では±10゜より多
くは変動しない。
フアン回転の面とブレード断面との間のブレード
角度(第3図の角Q)はほぼ一定で例えばフアン
半径の外方30%(r/R>0.7)では±10゜より多
くは変動しない。
第4−5図は中央コードブレード曲げ角Abと、
先端ブレード曲げ角Aeと、上述r/Rで表わさ
れるフアン半径の関数としての第1図のフアンの
ブレード角と、の関係を示す。
先端ブレード曲げ角Aeと、上述r/Rで表わさ
れるフアン半径の関数としての第1図のフアンの
ブレード角と、の関係を示す。
下記の表はr/Rの関数としての上記角度を
示す。
示す。
表 1
【表】
ブレードは下流方向に傾斜しており、このため
ブレード中央線ML(根元から先端へ移動)がフ
アン軸線に垂直な面から下流方向に向い次いでそ
の面内方へ後方へ曲がり、こうしてフアンの後縁
Eが単一面内にあるようにブレードを整合させる
傾向がある。
ブレード中央線ML(根元から先端へ移動)がフ
アン軸線に垂直な面から下流方向に向い次いでそ
の面内方へ後方へ曲がり、こうしてフアンの後縁
Eが単一面内にあるようにブレードを整合させる
傾向がある。
フアン及びブレードの他の点については上記米
国特許及び米国特許出願に記載されている。
国特許及び米国特許出願に記載されている。
本発明の他の具体例は添付請求の範囲内に存す
るものである。
るものである。
本発明を要約すると、本発明の高強度フアンは
根元から先端方向への正味ブレード曲げ角Ab(前
方又は後方への)がブレード間隔の1/2以下であ
り、ブレードの第1半径方向内方域ではブレード
が先端縁曲げ角Aeで示すように後方へ曲げられ、
該第1域の半径方向外方の第2域では先端縁曲げ
角は前方への曲げを示すものである。
根元から先端方向への正味ブレード曲げ角Ab(前
方又は後方への)がブレード間隔の1/2以下であ
り、ブレードの第1半径方向内方域ではブレード
が先端縁曲げ角Aeで示すように後方へ曲げられ、
該第1域の半径方向外方の第2域では先端縁曲げ
角は前方への曲げを示すものである。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/637,794 US4569631A (en) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | High strength fan |
| US637794 | 1991-01-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62500040A JPS62500040A (ja) | 1987-01-08 |
| JPH0522080B2 true JPH0522080B2 (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=24557400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60503399A Granted JPS62500040A (ja) | 1984-08-06 | 1985-07-29 | 高強度フアン |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4569631A (ja) |
| EP (1) | EP0192653B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62500040A (ja) |
| AT (1) | ATE88547T1 (ja) |
| DE (2) | DE192653T1 (ja) |
| WO (1) | WO1986001263A1 (ja) |
Families Citing this family (76)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5000660A (en) * | 1989-08-11 | 1991-03-19 | Airflow Research And Manufacturing Corporation | Variable skew fan |
| US4796836A (en) * | 1985-02-28 | 1989-01-10 | Dieter Schatzmayr | Lifting engine for VTOL aircrafts |
| IT206701Z2 (it) * | 1985-08-02 | 1987-10-01 | Gate Spa | Ventilatore assiale particolarmente per autoveicoli |
| FR2603953B1 (fr) * | 1986-09-12 | 1991-02-22 | Peugeot Aciers Et Outillage | Pale profilee d'helice et son application aux motoventilateurs |
| US4726737A (en) * | 1986-10-28 | 1988-02-23 | United Technologies Corporation | Reduced loss swept supersonic fan blade |
| FR2617904B1 (fr) * | 1987-07-09 | 1992-05-22 | Peugeot Aciers Et Outillage | Pale falciforme pour helice et son application notamment aux motoventilateurs pour automobiles |
| IT214345Z2 (it) * | 1988-04-01 | 1990-05-03 | Magneti Marelli Spa | Ventilatore assiale particolarmente per autoveicoli |
| US4971143A (en) * | 1989-05-22 | 1990-11-20 | Carrier Corporation | Fan stator assembly for heat exchanger |
| US4900229A (en) * | 1989-05-30 | 1990-02-13 | Siemens-Bendix Automotive Electronic Limited | Axial flow ring fan |
| US4915588A (en) * | 1989-06-08 | 1990-04-10 | Siemens-Bendix Automotive Electronics Limited | Axial flow ring fan with fall off |
| US4995787A (en) * | 1989-09-18 | 1991-02-26 | Torrington Research Company | Axial flow impeller |
| US5064345A (en) * | 1989-11-16 | 1991-11-12 | Airflow Research And Manufacturing Corporation | Multi-sweep blade with abrupt sweep transition |
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