SE507013C2 - Anordning för fasthållning av bladen till en flygplanspropeller - Google Patents

Anordning för fasthållning av bladen till en flygplanspropeller

Info

Publication number
SE507013C2
SE507013C2 SE8901806A SE8901806A SE507013C2 SE 507013 C2 SE507013 C2 SE 507013C2 SE 8901806 A SE8901806 A SE 8901806A SE 8901806 A SE8901806 A SE 8901806A SE 507013 C2 SE507013 C2 SE 507013C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
blade
fork
propeller
platform
propulsion system
Prior art date
Application number
SE8901806A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8901806D0 (sv
SE8901806L (sv
Inventor
Jan Christopher Schilling
Charles Evan Steckle
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of SE8901806D0 publication Critical patent/SE8901806D0/sv
Publication of SE8901806L publication Critical patent/SE8901806L/sv
Publication of SE507013C2 publication Critical patent/SE507013C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3053Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers by means of pins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/02Hub construction
    • B64C11/04Blade mountings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/16Form or construction for counteracting blade vibration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/026Aircraft characterised by the type or position of power plants comprising different types of power plants, e.g. combination of a piston engine and a gas-turbine
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

507 013 Det är känt att sänka resonansfrekvensen hos fläktmotor- blad (däremot inte hos propellerblad) genom användning av s.k. tappförband (pinned root), exempelvis av den typ som finns på General Electrics motor TF 34 och som visats i fig. 2. En gångled 12 är fäst vid roten till varje fläktblad 14, så att detta kan svänga mellan lägena 16 och 18. Ett sådant system har flera typiska kännetecken.
Ett sådant, illustrerat i fig. 3, är att gångledens hål och 22 har större diameter 24 än tappens 28 diameter 26. Resultatet blir att när bladet 14 vrider sig kring tappens geometriska axel 63, så kommer tappen att rulla snarare än att glida till ett nytt läge, visat i fig. 3A.
Tappen 28 komer därför att icke alls eller endast obetyd- ligt nöta mot hålens 20 och 22 väggar. Hänvisningsbeteck- ningen 30 indikerar att tappen 28 rullar och inte glider.
Det ovan beskrivna monteringssystemet har använts på en turbofläktmotor med icke omställbara fläktblad. Härvid kommer, såsom fig. 4 utvisar, vilken är en vy av ett blad 14 enligt fig. 2 betraktat i pilens 4 riktning, fläktbladen inte att vrida sig från läget 14 till läget 14A enligt pilen 33. För att upprepa - det sker ingen sådan vridning kring stigningsaxeln 29 i fig. 2, ingen ändring av propeller- stigningen.
Prånvaron av ändrad propellerstigning tillsammans med höga centrifugalkrafter på bladen tillåter användning av den i fig. 3 visade konstruktionen med en rullande, lös tapp. Då ett omställbart propellerblad används vid låga varvtal, framkallar en sådan löst monterad tapp problem, vilka i överdriven form illustrerats i fig. 5. De aerodynamiska krafter och centrifugalkrafter som verkar på bladen strä- var att snedställa tappen 28. En sådan snedställning är oönskad av åtminstone det skälet att bladets aníallsvinkel i viss mån blir oberoende av det läge gångledens undre 507 013 halva 57 intar enligt fig. 2.
Ett tredje kännetecken är att tappen 28 befinner sig utanför och inte inuti den slipström som pilarna 31 mar- kerar. Tappen befinner sig alltså under monteringsplatt- formen 58 i fig. 2, bakom propellernavet 59. I detta läge är tappen omgiven av luft, som har låg temperatur, approximativt lika med omgivningens.
Ett fjärde kännetecken är att tappen är approximativt parallell med fläktens rotationsaxel 66. Härigenom kommer bladets 14 framkant 61 att kvarstanna i samma radialplan vid övergång till läget 16.
IPPFINNINGENS ÄNDAMÅL Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ny och förbättrad anordning för fasthållning av flygplanpropell- får.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad anordning för motverkande av vibrationer hos flygplanpropellrar.
CPPFINNINGSTANKEN I KORTHET Enligt en utföringsform av uppfinningen kan ett propeller- blad fästas vid en monteringsplattforn med hjälp av en tapp, som i vissa avseenden påminner om en gângledstapp.
Spelen mellan tappen och de bussninga: i vilka tappen är lagrad är mycket små, varigenom förhindras snedställning av propellerbladet vid omställning av anfallsvinkeln.
RITNINGARNA Pig. 1 visar ett flygplan, som drivs av motroterande, skjutande propellrar.
Pig. 2 visar en monteringsanordning av typ tappupphängninç av fläktblad. 507 D13 Pig. 3 och 3A illustrerar rörelsemönstret hos systemet enligt fig. 2.
Pig. 4 illustrerar hur anfallsvinkeln kan ändras hos en omställbar flygplanspropeller.
Pig. 5 visar en typ av snedställning av tappen, vilken kan inträffa hos en anordning enligt fig. 2.
Pig. 6 illustrerar en utföringsforn av uppfinningen.
Pig. 6A illustrerar en andra utföringsform av uppfinningen.
Pig. 7 och 7A illustrerar schenatiskt deformation av en elastomer bussning enligt fig. 6.
Pig. 8 illustrerar ännu en utföringsform.
Pig. 9 och 10 visar hur noder kan uppstå i propellerblad till följd av böjningspåkänningar.
Pig. 11 och 12 visar noder, som kan uppstå till följd av torsionspåkänningar.
Pig. 13 visar en typ av förband mellan en tappçaffel och propellerbladet.
Pig. 14 visar en sektion genom prcpellerbladet enligt linjen 14-14 i fig. 13.
Pig. 15 illustrerar ännu en utföringsform, där anordningen inbegriper en elektrisk ledare för bortledning av ladd- ningar genom åsknedslag.
Pig. 16 visar ännu en utföringsform.
Pig. 17 visar en utformning av bladroten, som skiljer sig 507 013 från den i fig. 13.
Pig. 18 illustrerar storleken hos påverkningskrafter i olika punkter hos en bladgaffel 43. Denna har ritats så- som en balk 81.
Pig. 19A-C illustrerar sammanskarvning av fibrer.
Pig. 20 visar schematiskt en tvärsektion genom en del av en flygplansmotor, där uppfinningen kan tillämpas.
Pig. 21 är ett vektordiagram, som illustrerar förloppet då ett främmande föremål träffar ett propellerblad.
Pig. 22 och 23 är diagram, vilka visar vibrationsfrekven- sen som en funktion av propellerbladets varvtal.
Fig. 24 visar en punktformig massa 219 i ett propellerblad och en pendel, vars uppträdande påminner om masspunktens.
DETš-.LJBESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Pig. 6 visar en utföringsform av uppfinningen. Ett fläkt- blad 40 är ledbart fäst vid en hâllarplattform 42 med hjälp av en tapp 46. Bladet 40 uppbär en gaffel 43 och plattformen 42 har en motsvarande gaffel 44. De båda gaff- larna sammanhâlls av en genomgående tapp 46.
Som framgår av fig. 6, är tappen 46 omgiven av en glidbuss- ning 47. Denna består av ett antifriktionsmaterial, exempel- vis av typ Fabroid X, som marknadsförs av den amerikanska firman Lear Siegler, Inc. Bussningens tjocklek bör före- träâesvis endast avvika mellan -0,05 och +0,025 mm från tjockleken hos det utrymme som omger tappen, så att det blir en lätt glidpassning. Med denna anordning kan fläkt- bladet vrida sig till läget 40A utan att snedställas såsom visats i fig. 5. Bussningen kvarhåller gafflarna 43 i rätt läge i förhållande till axeln 46B. 507 013 Enligt en annan utföringsform av uppfinningen ersätts bussningen 47 av ett flertal elastomera bussningar 48 enligt fig. 6A, vilka ansluts till bladgaffeln 43 genom limning eller med räffelförband (splines), varvid tappen 46 förankras mot rotation såsom markerats med jordsymbolen 46A. (Alternativt kan tappen 46 förbindas stelt med blad- gaffeln 43 och de elastomera bussningarna 48 kan fastsättas mellan tappen och plattformsgaffeln 42 och på detta sätt bli mekaniskt jordförbundna.) Med de elastomera bussningarna på plats kommer var och en av dem, när bladet 40 vrids, att deforneras såsom visats schematiskt i fig. 7 och 7A, där pilen 52 anger rotations- riktningen och fjädrarna 50 skall representera elastomeren.
De elastomera bussningarna strävar att utjämna den sta- tiska kraftfördelning som uppträder i gafflarna, vilket kommer att förklaras i anslutning till fig. 18. I denna har en del av bladgaffeln 43 visats såsom en stav, eller gaffel, 81, i vilken tappen 46 är lagrad. När staven 81 utsätts för ett moment, exempelvis en kraft 82, kan den kraft som påverkar hålets 83 väggar grafiskt åskådliggöras såsom skett i figuren med textmarkeringarna "stor kraft" och "liten kraft". Detta innebär att i punkt 84 är kraften stor vilket markerats vid punkt 85. Motsvarande gäller för punkten 86 såsom visats vid punkt 87. Kurvorna i fig. 18 är approximativa och kan få det utseende som markerats med streckade linjer 88 beroende på stavens 81 kompressibilitet.
Den elastomera bussningen omfördelar kraften såsom markerats vid "stor kraft - med bussning“, varigenom belastningen på materialet vid punkterna 84 och 86 på staven reduceras.
Pig. 8 åskådliggör en annan utföringsform av uppfinningen, där tappens geometriska axel 63 (kring vilken också fläkt- bladet vrider sig) inte är parallell med fläktens rotations- axel 66. 507 013 Uttryckt med andra ord är tappen så orienterad att när bladet avlänkas så kommer dess framkant 40A att passera in i radialplanet för bladroten 40B, såsom visats vid 67.
En fördel med detta sätt att anordna tappen kommer nu att beskrivas med hänvisning till fig. 9-12. De svängnings- moder vilka böjningskrafterna orsakar i bladet strävar att framkalla noder och antinoder av den typ som i över- driven skala visats i fig. 9. Noderna och antinoderna strävar att bli parallella med tappens 46 geometriska längdaxel 46B. Andra påkänningar, orsakade av aerodyna- miska torsionskrafter, strävar att framkalla ett nodmönster enligt fig. 11. Vid denna utföringsform blir det möjligt att hålla vinkeln B, fig. 12, vilken är vinkeln mellan böjningsnoderna och torsionsnoderna, under kontroll. Denna möjlighet är värdefull, eftersom den innebär möjlighet att behärska fläktbladets svängningar och att härigenom för- bättra bladstabiliteten. Man kan alltså påverka sambandet mellan böjnings- och torsionsfrekvens i bladet. Vinkeln B blir i stor utsträckning beroende på tappvinkeln enligt fio. 8.
Fig. 14 visar ett möjligt utförande av bladroten 67 i fig. 6 och är en sektion enligt linjen 14-14 i fig. 13.
En kärna 90 av skumplast är delvis omgiven av en bygel 93, som av hållfasthetsskäl omsluter en stålbussning 96. Denna omger antifriktionstussningen 48 enligt fig. 4. Runt bygeln är lindade ett flertal lager (exezpelvis L1) av grafit- eller glasfibrer. Dessa sammanhålls av en matris av ett hartsmaterial, exempelvis epoxi. Det är viktigt att fib- rerna sträcker sig kontinuerligt frân området 98 längs den streckade linjen 101 till området 99. Detta ger bättre stöd mot centrifugalkraftspåkänningar än om fibrerna vore skarvade, exempelvis vid punkten 104.
Detta förstärkta stöd har ytterligare illustrerats i fig. 19A-C. I fig. 19A överlappar fibrerna 106A varandra inom 507 013 området 107A och hartset 108A mellan dem utsätts för skjuvningspåkänningar. I fig. 19B överlappar fibrerna 106B varandra inom ett större område 107B och ett längre stycke 108B av harts utsätts för skjuvning. I fig. 19C är överlappningsområdet 1C7C ännu större med ett större område av harts 108C tillgängligt för upptagande av skjuvkrafterna. Utförandet enligt fig. 19C föredras, eftersom vanligen hartset 108C inte har samma skjuvhåll- fasthet som fibrernas 106C draghållfasthet. Av denna or- sak vill man ha långa överlappsskarvar.
Emellertid vill man helst, så snart detta är möjligt, helt undvika skarvning, så att fibrerna löper kontinuer- ligt från spetsen 106E i fig. 14 runt området, som omslu- ter bussningen 96 vid bladroten och tillbaka till spetsen 1062. Detta betyder alltså att områdena 98 och 99, ändarna för den bana 101 längs vilken fibrerna löper, befinner sig vid spetsen 1C6E.
Fiberriktningens orientering i vartdera av de nio lagren markeras av vinklarna. Dessa har uppmätts i förhållande till en tänkt axel 95 i fig. 6, vilken axel samnanfaller med angreppsriktningen för den centrifugalkraft som bladet utsätts för. Såsom figuren utvisar, kan fibrernas vinkel vara approximativt 450. Grafitfibrerna är impregnerade med ett lämpligt harts och har sedan härdats i en attoklav.
Alternativt kan ett gjutninçsförfarande (RTM) användas.
Enligt en annan utföringsform har en skoning 107 anbringats på framkanten enligt fig. 6. Denna skoning har till uppgift att skydda mot främmande föremål, exempelvis vid fågel- kollisioner, och bildar också en åskavledare från det i övrigt icke elektriskt ledande bladet av kompositmaterial.
Såsom fig. 15 utvisar, finns dessutom en metallstav 109, vilken förbinder skoningen 107 med tappen 46, företrädesvis nära dennas ände, så att bussningen 48 inte behöver passe- ras. Staven 109 bildar en avledningsbana för åskblixtar, 507 013 som kan träffa bladet 40.
Gaffeln 44 består av metall och är via en metallisk, ledande bana förbunden med flygplanmotorn, vilken i sin tur är ansluten till flygplanskroppen. Denna ledningsbana fördelar den laddning som propellerbladet tagit upp och avleder den till flygplanskroppen, där den avlägsnas av den passerande luftströmmen.
Pig. 16 visar ytterligare en utföringsform. Plattformen 42, som uppbär gaffeln (icke visad) uppbärs av lager 150, vilka saknar rörliga delar och är av i och för sig känd typ. De medger den omställning av anfallsvinkeln som be- skrivits i anslutning till fig. 4. Gaffeln 43 har klackar 155, vilka förhindrar vridning förbi det läge som visats med punktstreckade linjer 43A. Härvid träffar klackens hörn 157 plattformen 42, så att fortsatt vridning förhind- ras. Klackarna är vidare så konstruerade att, om bladet träffar ett stort föremål, kommer klacken att brista, så att bladet 40 kan vrida sig en större vinkel i stället för att gå sönder. Klackarna 155 uppträder alltså som brytorgan.
När den vridningsframkallande kraften överstiger ett valt tröskelvärde, offras klackarna mot fördelen av att bladet skyddas från skada.
Följande synpunkter är tillämpliga på uppfinningsföremålet: 1. Uppfinninçen kan med fördel tillämpas vid flygplanmoto- rer av den typ visad i fig. 1. En del av en sådan motor har i kraftigt schematiserad form visats i tvärsektion i fig. 20. Temperaturerna innanför motorkåpan 70, inom områ- dena 73A-73c, är 1 regel höga, åtminstone 17s°c. sådana temperaturer har skadlig inverkan på fläktbladen 40, efter- som de består av ett kompositmaterial och icke av metall.
Enligt uppfinningen skyddas komponenter av sådant material från de höga temperaturerna, eftersom den värmeledande metallbanan ut från omrâdet 73C slutar med plattforms- 507 013 gaffeln 44 i fig. 6. Bladgaffeln 43 och själva bladet 40 består däremot av kompositmaterial, inte av metall. Vidare kyls gaffeln 44 av slipströmmen från propellern, markerad med pilen 31 i fig. 6 och 20. Denna luftström har samma eller i det närmaste samma temperatur som den omgivande atmosfären, vilket vid flygning kan vara omkring -45°C. 2. Den av metall bestående gaffeln 44 avleder åskladdningar. 3. Den punkt där fläktbladet är fäst vid plattformen be- finner sig inom luftströmmen från fläkten, området 7OC i fig. 20, och varken inom motorkåpan 70 eller nära det heta området 733. Såsom redan nämnts, bidrar detta till att blockera värnetransport från de heta områdena innanför kåpan 70. 4. Det faktum att bladet kan svänga tack vare tappförban- det ökar dess motståndskraft mot att skadas av främmande föremål. Bladet är alltså inte stelt infäst vid kåpan 70 utan kan svängas en vinkel A enligt fig. 7. Detta har följande fördel.
Då ett propellerblad träffar ett främmande föremål, exem- pelvis en fågel, blir situationen ungefär som visats i fig. 21. Vektorn 130 markerar propellerbladets rotations- hastighet och vektorn 133 flygplanets fart framåt. Pro- pellerns rörelse i förhållande till marken blir summan av dessa två vektorer, vektorsumman 136. Då det främmande föremålet träffar bladet, kommer föremålet förmodligen att röra sig längs den streckade linjen 139, vilken samman- faller med vektorsumman 136.
Föremålets rörelse kan uppdelas i tvâ komposanter, nämli- gen en vektor 140, som är vinkelrät mot bladets yta, och en vektor 142, som är parallell härmed. Vid anslaget kom- mer vektorn 140 att förflytta bladet från läget 40A till läget 40. Härigenom skapas en fri passagebana för föremålet, 507 013 11 så att detta i många fall kan passera nedströms förbi bladet, väsentligen längs den väg som markerats med pilen 146. Tappförbandet gör det i viss mån möjligt för bladet att svänga undan från föremålet.
. Genom att fläktbladens fästpunkt flyttats ut i slip- strömmen, står större utrymme till förfogande innanför kåpan 70, intill omrâdet 73B i fig. 20, jämfört med ett system enligt fig. 2. 6. Tack vare att fläktbladet är infäst utanför kåpan 70 underlättas demontering och utbyte. 7. Huvudregeln är att mellan fläktbladet 40, som utsätts för centrifugalkrafter och för aerodynamiska belastninçar, och den del av motorn som tar upp dessa belastningar måste finnas en komponent av metall. Enligt känd teknik ansluts det av kompositmaterial bestående bladet 40 i fig. 17 ibland till en metallstav 80, vilken kan fästas vid denna metallkomponent med hjälp av en bladgaffel 43.
I detta fall kan metallkomponenten vara plattformsgaffeln 44 i fig. 6. Härvid erfordras ett limförband mellan kompo- siten och metallen, exempelvis på ytan 80A.
Enligt föreliggande uppfinning har däremot behovet av en sådan limfog bortfallit och i stället samnankopplas blad- gaffeln 43 i fig. 6 med en plattformsgaffel 44 med hjälp av ett metallstift 46. Det finns alltså inte något limför- band mellan kompositer och metall, vilket skulle kunna ut- sättas för skjuvningspåkänningar. I stället upptas centri- fugallasten av grafitfibrer, som väsentligen utsätts för dragpâkänningar, och överförs till plattformsgaffeln 44 via stiftet 46. Skjuvkrafterna uppträder vid övergången 79 i fig. 15 mellan de båda gafflarna och tas upp av tappen 46. 507 013 12 8. Ett typiskt fläktblad för en flygplansmotor monteras löst i ett spår. Bladet fasthålls stumt i spåret under drift till följd av centrifugalkraften. När motorn står stilla, kan emellertid vinden blåsa genom fläkten och bringa denna att vindmilla, varvid bladen rör sig i sina spår och "skramlar". Detta skadar infästningarna. Skram- let minskas eller elimineras helt tack vare bussningen 47 och den ovan beskrivna elastomera bussningen 48. 9. Beträffande innebörden av "tappförband" kan hänvisas till exempelvis J.L. Meriam, Statics and Dynamics, John Wiley & Sons, Inc., New York (1969), sid. 40 och 41 och Crandall and Dahl, An Introduction to the Mechanics of Solids, McGraw-Hill Book Company, New York (1959), sid. 15 och 16.
. Tappförbandet minskar påkänningarna på bladen i rot- området genom att reducera eller eliminera moment, som härrör från långvarig aerodynamisk belastning. Den minskade belastningen resulterar i större förmåga att ta upp laster och i större livslängd för bladet.
Ett annat resultat av denna momentreduktion kan förklaras med hänvisning till fig. 22 och 23. Fig. 22 hänför sig till känd teknik, en bladinfästningsanordning utan stift- förband. Kurvan 200 anger sambandet mellan varvtal, avsatt längs abskissaxeln, och frekvens, i perioder per sekund, avsatt längs ordinataxeln för varje av bladet framkallad impuls per varv. Sålunda anger exempelvis punkten 205 att mot varvtalet 1200 svarar frekvensen 20, vilket innebär att vid detta varvtal blir antalet sådana impulser per sekund 20. På motsvarande sätt kan man med kurvan 202 omvandla varvtal till frekvens vid två impulser per varv.
Således anger punkten 207 att mot varvtalet 1200 svara: då frekvensen 40. Exempel på en impulskälla med frekvensen två impulser per varv gavs ovan i anslutning till virvel- kanterna 8 och 10 i fig. 1. 13 Propellerbladet utan tappförband kan betraktas som en fri- bärande balk, som är en relativt styv konstruktion. Styv- heten ger bladet en relativt hög resonanskurva 210. Hos en given propeller kan det förekomma små variationer mel- lan de olika bladen, varje blad kan ha en något avvikande egenresonansfrekvens för ett givet varvtal. En orsak till den höjning av resonansfrekvensen som inträffar vid ökande varvtal är att centrifugalkraften styvar upp bladet.
Resonanskurvan 210 anger alltså de frekvenser, i perioder per sekund, vid vilka bladet är i resonans vid olika pro- pellervarvtal. Sålunda är vid ett lågt varvtal 212 reso- nansfrekvensen ca 25 perioder per sekund enligt punkt 213.
Vid högt varvtal är den ungefär 30 perioder per sekund en- ligt punkt 216. Den typ av data som framgår av kurvan 210 skall inte förväxlas med de data som representeras av kurvorna 200 och 202. Dessa sistnämnda ger det matematiska sambandet mellan varvtal och frekvens men inga data om egenskaperna hos en viss komponent, exempelvis ett pro- pellerblad.
I mctsats till det kända propellerbladet, för vilket fig. 22 gäller, har det tappförsedda bladet enligt fig. 6 reducerad styvhet. Bladet är inte längre infäst fribärande :tan påminner mer om en pendel enligt fig. 24. Där har bladet 40 visats hängande, eftersom centrifugalkraftens inverkan påminner om hur gravitationen påverkar en pendel.
Approximativt kan bladet 40 betraktas såsom en punktformig massa 219, vilken svänger upphängd i en tråd 221, som inte har någon massa och som har en längd av ca 60 cm (måttet 223). Bladet påminner om en pendel.
En pendel som är ungefär en meter lång har ett periodtal av ca två sekunder, vilket motsvarar en frekvens av 0,5 perioder per sekund. Pendeln i fig. 24, som är 60 cm lång, kommer att ha en kortare period, vilken här antas vara 1,5 sekunder, som motsvarar en frekvens av 0,6 perioder 507 013 14 per sekund. Vid mycket låga varvtal, då centrifugalkraften är minimal, representeras bladets/pendelns egenresonans- frekvens av punkten 220 i fig. 23, som anger 0,6 perioder per sekund.
Då bladets varvtal ökar, blir bladet styvare under inver- kan av centrifugalkraften och resonanskurvan kommer att följa linjen 222. Denna korsar kurvan 202 inom cirkeln 223 vid ett lågt propellervarvtal under tomgångsvarvet och utanför det normala driftområdet vid flygning. Det framgår också, att kurvan 222 inte alls korsar kurvan 200.
I motsats härtill gäller i fig. 22, avseende det kända propellerbladförbandet, att resonanskurvan 210 skär impuls- kurvan 202 inom cirkeln 225, vilket är ofördelaktigt, eftersom denna skärningspunkt ligger inom det normala driftomrädet, dvs mellan varvtalen för tomgång och start- effekt. Propellerbladet kan inte arbeta under någon längre tid då impulsfrekvensen är lika med egenresonansfrekvensen, eftersom bladet då kommer att skadas. Motsvarande skärnings- punkt enligt uppfinningen ligger inom cirkeln 223 i fig. 23, vilket är utanför propellerns normala operationsomrâde eller slitage till följd av resonansfenomen.
Enligt uppfinningen infästes alltså ett blad till en pro- peller eller till en fläkt vid en rotor med hjälp av en gângledsliknande anordning där gångledstappen fasthåller bladet, som är omställbart. Tappförbandet sänker resonans- frekvensen, vilken minskning förmodas reducera påverkan på bladet i den första böjningsmoden. Impulser kan visserligen uppträda i andra moder, dvs vid andra frekvenser, men sådana impulser är inte lika allvarliga, eftersom bladen själv- klart dämpar dylika vibrationer bättre än sådana i den första moden. Den vinkel vilken upphängningstappen bildar med rotationsaxeln kan varieras för val av vinkeln mellan böjningsnoderna och torsionsnoderna. 507 01.3 Propellerbladet består av kompositmaterial, vilka inte är lika motståndskraftiga som metaller mot inverkan av höga temperaturer och mekanisk påverkan. En skyddande skoning av metall skyddar bladet vid kollision med främmande föremål. Denna skoning har även till uppgift att avleda elektrisk laddning.
Upphängningsstället befinner sig enligt uppfinningen i luftströmmen. Gångledens ena gaffel består av metall och är alltså elektriskt ledande. Denna gaffel är förbunden med motorns varma sektioner och avleder följaktligen värme därifrån till bladet. Denna gaffel kyls emellertid av luftströmmen, så att värmeflödet till atmosfären kortsluts.
Den andra çaffeln består av kompositmaterial.

Claims (13)

507 013 le Patentkrav
1. Framdrivningssystem för flygplan och innefattande: ett propellerblad (40) med en bladgaffel (43) vid bladets rot, en plattform (42), som är roterbar kring en bladstignings- axel (29) och som avgränsar ett radiellt inre område av propellerns luftslipström, en plattformsgaffel (44), som är fäst vid plattformen (42) och belägen inom propellerns luftslipström, och organ för att förbinda bladgaffeln (43) med plattforms- gaffeln (44) till bildande av en gångled innefattande en tapp (46) för lagring genom hål i gafflarna och en bussning (47) för minskning av tappens (46) spel i hålen.
2. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket bladgaffeln (43) består av en icke-metall och plattforms- gaffeln (44) består av en metall.
3. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, k å n n e - t e c k n a t a v att propellerbladet (40) utgörs av ett propellerblad med pilform innefattande en metallskoning (107) till skydd för propellerbladets (40) framkant och vilket propellerblad vidare innefattar plattformsgaffeln (44), som åstadkommer en ledande bana från ett område på skoningen till flygplanet.
4. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket bussningen (47) innehåller ett fjädrande material, som motverkar rotation av bladgaffeln (43) i förhållande till plattformsgaffeln (44). 507 013 i?
5. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket gångleden innefattar en gångledsaxel (46), som icke är parallell med rotationsaxeln (66).
6. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket förbindningsorganet utgörs av en tapp (46) och som vidare innefattar: en fjädrande bussning (47) för förhindrande av snedställ- ning av bladgaffeln (43) i förhållande till plattforms- gaffeln (44) och organ för förbindning av den fjädrande bussningen (44) med tappen (46) och med antingen bladgaffeln (43) eller platt- formsgaffeln (44), så att den fjädrande bussningen (47) deformeras vid böjning av gångleden och applicerar en motverkande kraft, som strävar att minska böjningen.
7. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket gångleden är utformad, så att propellerbladet (40) rör sig genom fler än ett radialplan vid uppträdande av böjning i gångleden.
8. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket gångleden innefattar: plattformen (42), som är roterbar kring en axel för varia- bel bladstigning, en ledande gaffel (44), som är fäst vid plattformen (42), en icke-ledande bladgaffel (43), som tillsammans med den ledande plattformsgaffeln (44) bildar en gångled, varvid systemet vidare består i att varje propellerblad är fäst vid den icke-ledande bladgaffeln och en ledare, som sträc- ker sig från den ledande gaffeln längs en väsentlig del av propellerbladet. 507 013 18
9. Framdrivningssystem enligt patentkrav 8, vid vilket bladledaren utgörs av en av metall bestående, skyddande skoning (107), som sträcker sig utmed propellerbladets framkant, och vilket system vidare innefattar en böjlig ledare (109), som sträcker sig från skoningen till den ledande gaffeln, som upprätthåller en ledande bana mellan skoningen och den ledande gaffeln vid böjning av gångleden.
10. Framdrivningssystem enligt patentkrav 9, vilket även innefattar organ för att leda elektrisk laddning från den ledande plattformsgaffeln (44) till ett flygplan, i vilket propellerbladssystemet är installerat.
11. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket propellerbladet (40) är tillverkat av ett icke-ledande material, och som vidare innefattar: ett skyddsorgan (107), vilket sträcker sig längs propel- lerbladets framkant innefattande ett material, som är mindre känsligt för att skadas av slag av kropp i rörelse än det material, varav propellerbladet i övrigt består, och som avleder elektrisk laddning till ett område i närheten av propellerbladets rot, och ett laddningsavledande organ, som fördelar den elektriska laddningen från propellerbladets rot till sådana ställen på flygplanet, varifrån laddningen kan bortskaffas av förbi- strömmande luft.
12. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket varje propellerblad (40) har åtminstone en vibrationsfrek- vens, vid vilken utmattning kan uppträda i bladet, då detsamma utsätts för en påverkan med denna frekvens, samt vilket även innefattar organ för att förhindra, att bladet utsätts för påverkan vid nämnda frekvens, då propellern arbetar vid varvtal mellan tomgång och starteffekt. 507 013 19
13. Framdrivningssystem enligt patentkrav 1, vid vilket propellerbladet (40) är konstruerat av ett kompositmaterial innefattande fibrer i en matris, som bildar en vid bladet fäst gaffel.
SE8901806A 1988-06-02 1989-05-19 Anordning för fasthållning av bladen till en flygplanspropeller SE507013C2 (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/201,232 US5102302A (en) 1988-06-02 1988-06-02 Fan blade mount

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8901806D0 SE8901806D0 (sv) 1989-05-19
SE8901806L SE8901806L (sv) 1989-12-03
SE507013C2 true SE507013C2 (sv) 1998-03-16

Family

ID=22745024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8901806A SE507013C2 (sv) 1988-06-02 1989-05-19 Anordning för fasthållning av bladen till en flygplanspropeller

Country Status (8)

Country Link
US (2) US5102302A (sv)
JP (1) JP3037341B2 (sv)
CN (1) CN1025175C (sv)
DE (1) DE3917034C2 (sv)
FR (1) FR2638418B1 (sv)
GB (1) GB2220990B (sv)
IT (1) IT1229423B (sv)
SE (1) SE507013C2 (sv)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5102302A (en) * 1988-06-02 1992-04-07 General Electric Company Fan blade mount
US5340280A (en) * 1991-09-30 1994-08-23 General Electric Company Dovetail attachment for composite blade and method for making
US5240377A (en) * 1992-02-25 1993-08-31 Williams International Corporation Composite fan blade
FR2741591B1 (fr) * 1995-11-29 1998-01-30 Eurocopter France Pale a blindage de protection renforcee contre la foudre, pour rotor de giravion
US6513753B1 (en) 2001-08-14 2003-02-04 Sikorsky Aircraft Corporation Transmission support structure for a rotary wing aircraft
US20030231960A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-18 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited Fan blade assembly
US6932576B2 (en) * 2003-04-01 2005-08-23 Hunter Fan Company Quick connect ceiling fan blade
US6902374B2 (en) * 2003-04-15 2005-06-07 Hunter Fan Company Ceiling fan
US6902375B2 (en) * 2003-05-01 2005-06-07 Hunter Fan Company Quick connect ceiling fan blade
US7789621B2 (en) * 2005-06-27 2010-09-07 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Gas turbine engine airfoil
US7878764B2 (en) 2007-07-23 2011-02-01 Caterpillar Inc. Adjustable fan and method
EP2025947B1 (en) * 2007-07-31 2013-02-27 R.E.M. Holding S.R.L. Hub-profile connection system for axial fan and axial fan provided with this connection system
DE102008031780A1 (de) * 2008-07-04 2010-01-07 Man Turbo Ag Laufschaufel und Strömungsmaschine mit Laufschaufel
GB0815475D0 (en) * 2008-08-27 2008-10-01 Rolls Royce Plc A blade
GB0815482D0 (en) * 2008-08-27 2008-10-01 Rolls Royce Plc A blade and method of making a blade
WO2010048370A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-29 Vec Industries, L.L.C. Wind turbine blade and method for manufacturing thereof
US8356979B2 (en) * 2008-10-28 2013-01-22 Hunter Fan Company Fan blade mounting system
FR2942513B1 (fr) * 2009-02-20 2011-05-27 Airbus France Aube pour recepteur de turbomachine, comprenant une partie pale integrant un fusible mecanique
DE102009013348A1 (de) 2009-03-16 2010-09-23 Man Turbo Ag Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden einer Schaufel mit einer Rotorwelle einer Strömungsmaschine
FR2948425B1 (fr) * 2009-07-22 2011-09-23 Airbus Operations Sas Dispositif de retenue d'aube pour helice de turbomachine
US8951018B1 (en) 2010-01-29 2015-02-10 Brp Us Inc. Variable pitch propeller and associated propeller blade
CN101858361B (zh) * 2010-05-19 2013-06-26 威海克莱特菲尔风机股份有限公司 一种叶片与轮毂铰接的轴流叶轮
US9039377B2 (en) 2010-08-09 2015-05-26 Lowe's Companies, Inc. Fan assemblies and methods for assembling same
US9376924B2 (en) * 2011-12-14 2016-06-28 United Technologies Corporation Electrical grounding for fan blades
US9261112B2 (en) 2012-04-24 2016-02-16 General Electric Company Dampers for fan spinners of aircraft engines
US9470092B2 (en) * 2013-01-02 2016-10-18 General Electric Company System and method for attaching a rotating blade in a turbine
CN105392700B (zh) 2013-07-26 2018-12-18 Mra系统有限责任公司 飞行器发动机吊架
WO2015076900A2 (en) * 2013-10-11 2015-05-28 United Technologies Corporation Fan rotor with integrated platform attachment
US20150117804A1 (en) * 2013-10-30 2015-04-30 United Technologies Corporation Gas turbine engine bushing
WO2015088680A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 United Technologies Corporation Fan blade platform spacer mounting
US9896936B2 (en) * 2014-02-07 2018-02-20 United Technologies Corporation Spinner for electrically grounding fan blades
US10584592B2 (en) * 2015-11-23 2020-03-10 United Technologies Corporation Platform for an airfoil having bowed sidewalls
EP3248867B1 (en) * 2016-05-23 2019-09-11 Ratier-Figeac SAS Propeller blade sheath
DE102016215807A1 (de) * 2016-08-23 2018-03-01 MTU Aero Engines AG Innenring für einen Leitschaufelkranz einer Strömungsmaschine
DE102017109952A1 (de) * 2017-05-09 2018-11-15 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rotorvorrichtung einer Strömungsmaschine
US10612400B2 (en) * 2017-11-27 2020-04-07 United Technologies Corporation Composite fan platform lug reinforcement
DE102018210601A1 (de) * 2018-06-28 2020-01-02 MTU Aero Engines AG Segmentring zur montage in einer strömungsmaschine
US11279465B2 (en) * 2018-07-16 2022-03-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Propeller blade angle feedback arrangement and method
US11046422B2 (en) * 2018-07-16 2021-06-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Propeller blade angle feedback arrangement and method
US10746045B2 (en) * 2018-10-16 2020-08-18 General Electric Company Frangible gas turbine engine airfoil including a retaining member
CA3157478A1 (en) 2019-11-05 2021-05-14 Timothy P. Squires Tensioning device and driven member thereof
IT202100029963A1 (it) * 2021-11-26 2023-05-26 Ge Avio Srl Motore a turbina a gas comprendente un complesso di pale rotanti.
US12215596B2 (en) 2023-06-30 2025-02-04 General Electric Company Unducted airfoil assembly
FR3162425B1 (fr) * 2024-05-24 2026-04-24 Safran Aircraft Engines Ensemble pour turbomachine comprenant un systeme de recuperation de la foudre

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE270936C (sv) *
GB267179A (en) * 1925-11-26 1927-02-28 Henry Leitner Improvements in variable pitch airscrews
US1927592A (en) * 1932-05-24 1933-09-19 Lambert Chandley William Propeller hub
US2219288A (en) * 1936-01-13 1940-10-29 Harold T Avery Rotative wing aircraft
GB485841A (en) * 1936-11-20 1938-05-25 Escher Wyss Maschf Ag Improved means for fastening blades of rotary machines
US2250826A (en) * 1939-03-11 1941-07-29 Everel Propeller Corp Variable pitch propeller
GB541078A (en) * 1940-05-08 1941-11-12 Walter Brierley Improvements in and relating to airscrews
US2536041A (en) * 1946-04-16 1951-01-02 Dorand Rene Pivoted blade airscrew with automatic pitch adjustment
US2537739A (en) * 1946-10-26 1951-01-09 Wright Aeronautical Corp Fan blade mounting
GB621315A (en) * 1947-02-17 1949-04-07 Frederick William Walton Morle Improvements relating to compressors and turbines
US3047726A (en) * 1957-05-28 1962-07-31 Studebaker Packard Corp Swinging propeller blade
US2990018A (en) * 1959-11-13 1961-06-27 Moore Co Fan
FR1294945A (fr) * 1961-04-22 1962-06-01 Hélice à pas variable automatique destinée plus particulièrement aux avions légers
CH394470A (de) * 1961-10-27 1965-06-30 Escher Wyss Ag Läufer für Axialverdichter mit verdrehbaren Schaufeln
US3167131A (en) * 1963-09-03 1965-01-26 Cessna Aircraft Co Controllable pitch propeller having low pitch stop
US3261405A (en) * 1965-02-09 1966-07-19 Fairchild Hiller Corp Aircraft power control apparatus
US3427504A (en) * 1966-07-20 1969-02-11 Dynasciences Corp Aircraft electrostatic discharging system
US3389640A (en) * 1966-08-31 1968-06-25 United Aircraft Corp Hydraulic control mechanism having viscosity independent restoring mechanism
US3551069A (en) * 1967-02-08 1970-12-29 Morris Albert E Jun Throttle override control linkage
US3554668A (en) * 1969-05-12 1971-01-12 Gen Motors Corp Turbomachine rotor
US3694104A (en) * 1970-10-07 1972-09-26 Garrett Corp Turbomachinery blade
US3687569A (en) * 1971-03-19 1972-08-29 Gen Electric Rotor with variable angle blades
GB1430596A (en) * 1972-07-06 1976-03-31 Rolls Royce Multi-bladed fans
US3923421A (en) * 1974-12-19 1975-12-02 United Technologies Corp Lightning protected composite helicopter blade
US4047840A (en) * 1975-05-29 1977-09-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Impact absorbing blade mounts for variable pitch blades
US4045149A (en) * 1976-02-03 1977-08-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Platform for a swing root turbomachinery blade
GB1537380A (en) * 1976-05-06 1978-12-29 Westland Aircraft Ltd Fibre-reinforced plastics structures
SU641131A1 (ru) * 1977-04-25 1979-01-05 Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Имени Академика С.П.Королева Рабочее колесо турбомашины
US4178667A (en) * 1978-03-06 1979-12-18 General Motors Corporation Method of controlling turbomachine blade flutter
JPS558680A (en) * 1978-07-06 1980-01-22 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd Signal delay circuit
SU1114820A1 (ru) * 1982-04-19 1984-09-23 Предприятие П/Я Г-4903 Рабочее колесо турбомашины
CA1270802A (en) * 1985-02-07 1990-06-26 Edward A. Rothman Prop-fan with improved stability
GB2182727B (en) * 1985-11-12 1989-09-27 Gen Electric Propeller/fan pitch feathering apparatus
GB2192943A (en) * 1986-07-26 1988-01-27 Rolls Royce Plc A variable pitch blade assembly
US4772179A (en) * 1986-08-29 1988-09-20 General Electric Company Aircraft thrust control
US4784575A (en) * 1986-11-19 1988-11-15 General Electric Company Counterrotating aircraft propulsor blades
US4717610A (en) * 1987-02-02 1988-01-05 United Technologies Corporation Composite disk for supporting fan blades
DE3710321C1 (de) * 1987-03-28 1988-06-01 Mtu Muenchen Gmbh Geblaeseschaufel,insbesondere fuer Prop-Fan-Triebwerke
US4789304A (en) * 1987-09-03 1988-12-06 United Technologies Corporation Insulated propeller blade
FR2620178B1 (fr) * 1987-09-09 1990-01-19 Aerospatiale Dispositif d'attache a douilles, et pale de rotor munie d'un tel dispositif d'attache a un moyeu
DE3815906A1 (de) * 1988-05-10 1989-11-23 Mtu Muenchen Gmbh Luftschraubenblatt aus faserverstaerktem kunststoff
US5102302A (en) * 1988-06-02 1992-04-07 General Electric Company Fan blade mount
US5165856A (en) * 1988-06-02 1992-11-24 General Electric Company Fan blade mount
US4995788A (en) * 1989-09-08 1991-02-26 United Technologies Corporation Composite rotor blade

Also Published As

Publication number Publication date
IT8920752A0 (it) 1989-06-02
SE8901806D0 (sv) 1989-05-19
JPH0220496A (ja) 1990-01-24
US5102302A (en) 1992-04-07
GB8912581D0 (en) 1989-07-19
GB2220990A (en) 1990-01-24
CN1040962A (zh) 1990-04-04
CN1025175C (zh) 1994-06-29
IT1229423B (it) 1991-08-08
GB2220990B (en) 1992-09-16
FR2638418A1 (fr) 1990-05-04
DE3917034A1 (de) 1989-12-14
US5354176A (en) 1994-10-11
SE8901806L (sv) 1989-12-03
DE3917034C2 (de) 1998-06-04
FR2638418B1 (fr) 1995-08-04
JP3037341B2 (ja) 2000-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE507013C2 (sv) Anordning för fasthållning av bladen till en flygplanspropeller
US5165856A (en) Fan blade mount
CA2724083C (en) Fan blade retention and variable pitch system
US3310119A (en) Rotor heads for rotary wing aircraft
EP0018820B1 (en) Ducted-propeller aircraft
US5319922A (en) Aircraft gas turbine engine backbone deflection control
EP1396611A2 (en) Method and apparatus for varying the critical speed of a shaft
US4313712A (en) Mounting of rotor assemblies
EP1531126B1 (en) Wing tip device
US4884948A (en) Deflectable blade assembly for a prop-jet engine and associated method
EP2778054B1 (en) Composite rotor system using two race track style cantilevered yokes
US10773798B2 (en) Rotor hub with blade-to-blade dampers attached to the pitch change axis
KR20150108849A (ko) 발사체를 위한 저렴한 유도 장치 및 작동 방법
EP3296580A1 (en) Electrical isolation of angle of attack vane bearings
EP2233397A1 (en) Helicopter, rotor thereof, and method for controlling helicopter
JP3370725B2 (ja) 垂直上昇型航空機
EP1195527B1 (en) Axial fan
CN112969639B (zh) 用于具有悬停能力的飞行器的桨叶和从该桨叶除冰的方法
US20100003139A1 (en) Propulsor devices having variable pitch fan blades with spherical support and damping surfaces
NL9401655A (nl) Windturbine met passieve regeling.
EP4361036A1 (en) A rotorcraft with a ducted tail rotor supported by a stator
US2693241A (en) Low drag rotor blade for helicopters
RU2662591C1 (ru) Лопасть несущего винта вертолета
EP3816041A1 (en) Control surface for an aircraft and control structure for an aircraft with anti-flutter balance weight
GB2356616A (en) Helicopter with tiltable rotor assembly

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed