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DE1071491B - - Google Patents

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Publication number
DE1071491B
DE1071491B DENDAT1071491D DE1071491DA DE1071491B DE 1071491 B DE1071491 B DE 1071491B DE NDAT1071491 D DENDAT1071491 D DE NDAT1071491D DE 1071491D A DE1071491D A DE 1071491DA DE 1071491 B DE1071491 B DE 1071491B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tie rod
section
profile
tension member
outer skin
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.)
Pending
Application number
DENDAT1071491D
Other languages
German (de)
Publication date
Publication of DE1071491B publication Critical patent/DE1071491B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32—Rotors
    • B64C27/46—Blades
    • B64C27/473—Constructional features

Landscapes

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

Description

DQQDQQ

Zur Verhütung von Ermüdungsschäden hat man bei Schraubenblättern schon versucht, in schwingungsdämpfendes Material Zugorgane einzubetten. So wurden schon Zugorgane runden Querschnittes in Leichtmetall eingebettet und mit zusätzlichen dämpfenden Zwischenlagen versehen. Auch tafelförmige Zugorgane aus Metall hat man schon in Vorschlag gebracht und mit nichtmetallischen Schichten umgeben, wobei diese Schichten aufgeschraubt oder aufgenietet werden konnten.To prevent fatigue damage, attempts have already been made in screw blades to use vibration-damping Embed material pulling organs. Pull organs with a round cross-section have already been made in Embedded in light metal and provided with additional cushioning intermediate layers. Also tabular Metal pulling elements have already been proposed and surrounded with non-metallic layers, these layers could be screwed or riveted on.

Nichtmetallische Schichten, die mit Metallblecheinlagen wechselten und miteinander z. B. durch Klebung verbunden werden sollten, sind ebenfalls schon versucht worden. Hierbei waren die Blecheinlagen zur besseren Verleimung durchlöchert.Non-metallic layers that alternated with sheet metal inserts and with each other z. B. by gluing should be connected have also been tried. Here the sheet metal inserts were for holes for better gluing.

Die meisten Bemühungen, schwingungsfeste Flügelblätter zu erhalten, befriedigten jedoch nicht voll.However, most efforts to obtain vibration-resistant blades have not been fully satisfactory.

Die Erfindung schlägt nun einen Weg vor, der besonders geeignet ist, insbesondere Luftschraubenblätter schwingungsfest auszubilden und herzustellen. The invention now proposes a way which is particularly suitable, in particular propeller blades to train and manufacture vibration-proof.

Erfindungsgemäß wird ein Zugorgan verwendet, welches mit den schwingungsdämpfenden Einrichtungen 'aus einem Stück besteht. Diese schwingungsdämpfenden Einrichtungen sind Erhöhungen, die so angeordnet sind, daß Knotenpunkte für die Schwingungen nicht mehr beliebig auftreten können, sondern in vorherbestimmten Grenzen festgelegt sind. Verlaufen die Erhöhungen in Form von Rippen in einer bestimmten Richtung, z. B. senkrecht zu den Knotenlinien, so ist die schwingungsdämpfende Wirkung besonders stark.According to the invention, a pulling element is used which is connected to the vibration-damping devices 'consists of one piece. These anti-vibration devices are increases that do so are arranged so that nodes for the vibrations can no longer occur arbitrarily, but are set within predetermined limits. The elevations run in the form of ribs in one specific direction, e.g. B. perpendicular to the nodal lines, the vibration damping effect is special strong.

Da nun bei Schraubenflügeln Schwingungen in verschiedenen Richtungen auftreten, hat es sich gezeigt, daß gebogenen rippenförmigen Erhöhungen besonders günstige schwingungsdämpfende Wirkungen zuzuschreiben sind und die Bogenform daher besonders geeignet ist.Since vibrations occur in different directions in screw blades, it has been shown that to attribute that curved rib-shaped elevations particularly favorable vibration-damping effects and the arch shape is therefore particularly suitable.

Nun sind bei Zugorganen Querschnittsänderungen, besonders plötzlicher Art, unerwünscht. Es ist daher von besonderem Vorteil, wenn die Erhöhungen aus dem Material des Zugorgans herausgearbeitet sind, so daß in gleichem Maße, wie die Erhöhungen eine Querschnittsvermehrung bringen, durch eine Art Durchbrechung eine Querschnittsverminderung auftritt, so daß im Endergebnis der, Querschnitt des Zugorgans gleichbleibt. Diese Durchbrechungen können auch zur Vermeidung von unerwünschten Hohlräumen z. B. mit einem Werkstoff geringerer Dichte wieder verschlossen werden.Changes in cross-section, especially sudden changes, are undesirable in the case of traction organs. It is therefore of particular advantage if the elevations are carved out of the material of the tension member, so that to the same extent as the elevations bring an increase in cross-section, through a kind Breakthrough a cross-section reduction occurs, so that in the end the, cross-section of the tension member remains the same. These openings can also be used to avoid unwanted cavities z. B. be closed again with a material of lower density.

Da die Erhöhungen von einem Mindestwert auf einen Höchstwert ansteigen, können auch die Durchbrüche entsprechend veränderlich sein, d. h. von einem Kleinstwert zu einem Größtwert anwachsen.As the increases increase from a minimum to a maximum, so can the breakthroughs be variable accordingly, d. H. grow from a minimum value to a maximum value.

SchraubenflügelScrew wing

3030th

Anmelder:Applicant:

Deutsche Propellerbau Gesellschaft, Haw & Co., Berlin-Charlottenburg 2, Ernst-Reuter-HausDeutsche Propellerbau Gesellschaft, Haw & Co., Berlin-Charlottenburg 2, Ernst-Reuter-Haus

Jakob Haw f, Berlin, ist als Erfinder genannt wordenJakob Haw f, Berlin, has been named as the inventor

Die Erfindung ist an Hand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to drawings.

Fig. I zeigt ein Schraubenblatt, bei dem die Verdrehung infolge der Steigung der Einfachheit halber nicht besonders dargestellt ist und welches einen Fuß 20 aufweist, in dem das Zugorgan 30 mit dem profilbildenden Füllmaterial 40, 41 zusammenläuft, um in üblicher Weise in einer Nabe gelagert zu werden.Fig. I shows a screw blade in which the twist due to the pitch for the sake of simplicity is not particularly shown and which has a foot 20 in which the pulling member 30 with the profile-forming Filler material 40, 41 converges to be stored in a hub in the usual way.

Das Zugorgan besitzt. Durchbrüche 31, an deren Rändern Erhöhungen 32 vorhanden sind, die die schwingungsdämpfenden Mittel darstellen. InThe pulling organ has. Breakthroughs 31, at the edges of which elevations 32 are present, which represent vibration damping means. In

Fig. II ist eine derartige Unterbrechung 31 in der Draufsicht vergrößert dargestellt, währendFig. II such an interruption 31 is shown enlarged in plan view, while

Fig. III einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. II wiedergibt.FIG. III shows a section along the line III-III of FIG. II.

Das Zugorgan 30 kann in der Füllmasse 40, 41 eingebettet sein, wobei sich das profilgebende Füllmaterial an den Erhöhungen 32 und den Durchbrechungen 31 so abstützen kann, daß die Fliehkräfte der Füllmasse an diesen Stellen auf das Zugorgan übergeleitet werden. Die profilgestaltende Füllmasse braucht nicht metallisch zu sein und kann auch zusätzlich mit dem Zugorgan durch Klebung od. dgl. verbunden sein. Außer an den Erhöhungen 32 kann das profilgebende Material auch an den Ein- und Austrittskanten, wie z. B. aus Fig. I an der Stelle 33 ersichtlich, abgestützt und so verbunden sein, daß ein Teil. seiner Fliehkräfte auf das Zugorgan 30 abgegeben werden kann. Für Bearbeitungszwecke besitzt der Flügelfuß 20 und das Zugorgan 30 jeweils einen Vorsprung 24, 34, die als Zentrierung dienen können. Diese Zentrierungen dienen auch gleichzeitig zur Lagerung beim Auswuchten. The tension member 30 can be embedded in the filling compound 40, 41, the profile-giving filling material can be supported on the elevations 32 and the openings 31 so that the centrifugal forces of the filling compound be transferred to the pulling element at these points. The profile-shaping filler does not need To be metallic and can also be connected to the tension member by gluing or the like. In addition to the elevations 32, the profiling material can also be applied to the inlet and outlet edges, such as z. B. from Fig. I at the point 33 can be seen, supported and connected so that a part. its centrifugal forces can be delivered to the pulling member 30. For processing purposes, the wing foot has 20 and the pulling member 30 each have a projection 24, 34, which can serve as a centering. These centerings are also used for storage during balancing.

Die Durchbrechungen 31 mit den Rippen 32 liegen bei einer bevorzugten Ausführungsform so auf einem durch die Drehachse der, Luftschraubenwelle gehenden Strahl, daß sie symmetrisch zu diesem Strahl r-r angeordnet sind.In a preferred embodiment, the openings 31 with the ribs 32 lie on a beam passing through the axis of rotation of the propeller shaft that they are arranged symmetrically to this beam rr.

909S89/63909S89 / 63

Claims (10)

Fig. IV zeigt einen Schnitt durch ein Schraubenblatteil entlang einem Radialstrahl, und zwar mit einem Zugorgan, das doppelt angeordnet ist, d. h. aus zwei Teilen besteht und zu beiden Seiten einer Zwischenlage 42 so angeordnet sein kann, daß das Zugorgan. 30' mit den Rippen 32' nur an einer Seite, nämlich gegen die Füllmasse 40, versehen ist, während die Rippen 32" an dem Zugorgan 30" nur in die profilgebende Füllmasse 41 hineinragen. Wird das Schraubenblatt noch mit einem galvani- *° sehen Überzug 50 versehen, sind die Rippen 32 besonders gute Stützen für diesen Überzug. Auch kann das profilbildende Material lediglich aus einer Außenhaut bestehen, so daß die mit den schwingungsdämpfenden Mitteln \rersehenen Zug- *5 anker dann nur in der Außenhaut eingebettet sind, wobei die Außenhaut dann Fliehkräfte über die Erhöhungen sowie über die Verbundstellen an den Ein- und Austrittskanten auf die eingebetteten Zugorgane übertragen kann. ao In der Nähe des Flügelfußes sind die mit dem Zugorgan aus einem Stück bestehenden schwingungsdämpfenden Einrichtungen an den Außenkanten des Zugorgans so angeordnet, daß allmählich eine I-Form entsteht, dessen Schenkel sich mit abnehmendem Abstand von der Drehachse verbreitern, während sich gleichzeitig der Steg des !-Querschnittes mit abnehmendem Abstand von der Drehachse in seiner Höhe verringert. Schenkel und Steg des !-Querschnittes werden dabei in ihrer Stärke mit abnehmendem Drehachsenabstand immer dicker. Die Fig. V, VI und VII zeigen einen Schnitt durch das Schraubenblatt entsprechend den Linien V-V, VI-VI und VII-VII der Fig. I. An Stelle eines !-Querschnittes des Zugankers kann auch ein Z-Querschnitt angewendet werden, wenn sich hierdurch eine besonders einfache Herstellung des Zugorgans, z. B. aus entsprechend umgebogenem Blech, ergibt. ^in Ί C-Querscnnitt ist aber dann besonders vorteilhaft, wenn der Zuganker aus zwei Teilen (konischen Blechen) hergestellt ist. Die schwingungsdämpfenden Mittel können auch dadurch erzeugt werden, daß das Zugorgan an radial verlaufenden Schlitzen in gleicher oder entgegen- *5 gesetzter Richtung ausgebeult wird, wie dies in den Fig. VIII, IX, X und XI dargestellt ist. Dabei zeigt Fig. VIII eine der Fig. I entsprechende weitere Ausbildung eines Schraubenblattes mit kugelkalottenförmigen, mit dem Zuganker aus einem Stück bestehenden schwingungsdämpfenden Rippen 310,320, die über das ganze Schraubenblatt verteilt angeordnet sind. Fig. IX ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstabe entsprechend der Linie IX-IX der Fig. VIII. Der Zuganker 300 ist an den Rippen 310, 320 durch Lötung oder Schweißen mit der profilbildenden Haut 600, 601 und an den Ein- und Austrittskanten verbunden. Fig. X zeigt einen der Fig. IX entsprechenden Schnitt, jedoch mit einem aus zwei Blechen 300, 300' bestehenden Zuganker. Aus Fig. XI ist ersichtlich, daß der Zuganker 300 nicht in der Profilmitte angeordnet sein muß, sondern verschiedenen Abstand von der Außenhaut 600, 601 haben kann. Der sich von der Nabe bis zur Flügelspitze verjüngende Zuganker 300 kann auch in seinem Querschnitt verschiedene Wandstärken aufweisen, z. B. an der Eintrittskante dicker als an der Austrittskante sein. Der Raum zwischen Zuganker und Außenhaut kann durch eine leichte Füllmasse 500 ausgeschäumt sein, derart, daß diese Füllmasse noch mit dem Zuganker und der Außenhaut durch Haftung verbunden ist. Die halbkugelkalotten- oder kegelstumpfförmigen Rippen werden in den Zuganker eingepreßt, wobei das Einpressen durch Werkzeuge erfolgen kann, die von einer Vorrichtung umgeben sind, welche einen Wirbelstrom erzeugt, damit die Preßstelle des Zugankers auf eine für das Eindrücken günstige Temperatur erwärmt werden kann. Das erfindungsgemäße Schraubenblatt ist infolge seiner Bauart geeignet, auch für dünnste Profile jeder Breite mit äußerst glatter Oberfläche, besonders für Überschallgeschwindigkeiten, verwendet zu werden. In ausgeschäumtem Zustande ist es auch für größte Flughöhen verwendbar und zeichnet sich besonders in Verbindung mit einer Ausschäumung im Inneren durch seine Geräuscharmut aus. Die besondere Art seiner Zusammensetzung und Herstellung macht das Schraubenblatt unempfindlich gegen äußere Einwirkungen, insbesondere aber gegen Beschuß. Die Zuganker, z. B. aus konischem Stahlblech, dessen Festigkeit gleich oder größer als die der Außenhaut sein kann, sind gegen einen Beschuß kaum empfindlich, da selbst eine Durchlöcherung dem Schraubenblatt nichts anhaben kann und dessen Betriebssicherkeit kaum beeinträchtigt. Dadurch, daß der Zuganker mit seiner hohen Kante in der Drehebene angeordnet ist und an den Ein- und Austrittskanten mit der Außenhaut verbunden ist, eignet sich ein derartiges Schraubenblatt besonders gut, etwaige Hindernisse, wie etwa Ballonsperren u. dgl., zu durchschneiden, ohne dabei in Mitleidenschaft gezogen zu werden. Eine besondere Verstärkung der Eintrittskanten oder eine Verstärkung der Außenhaut an der Eintrittskante ist bei dieser Bauart nicht erforderlich. Zudem kann die Eintrittskante messerscharf ausgebildet werden, was besonders bei Uberschallbereich von Wichtigkeit ist. Patentansprüche:Fig. IV shows a section through a screw blade part along a radial ray, namely with a pulling element which is arranged twice, i.e. H. consists of two parts and can be arranged on both sides of an intermediate layer 42 so that the tension member. 30 'is provided with the ribs 32' only on one side, namely against the filling compound 40, while the ribs 32 ″ on the pulling element 30 ″ only protrude into the profile-giving filling compound 41. If the screw blade is also provided with a galvanic coating 50, the ribs 32 are particularly good supports for this coating. The profile-forming material can also only consist of an outer skin, so that the tension anchors provided with the vibration-damping means are then only embedded in the outer skin, the outer skin then being subjected to centrifugal forces via the elevations and via the connection points at the entry and exit points Can transfer trailing edges to the embedded tension members. ao In the vicinity of the wing foot, the vibration-damping devices, which are made of one piece with the pulling element, are arranged on the outer edges of the pulling element in such a way that an I-shape gradually arises, the legs of which widen with decreasing distance from the axis of rotation, while at the same time the web of the ! Cross-section decreases in height with decreasing distance from the axis of rotation. The leg and web of the! Cross-section become thicker and thicker as the distance between the axes of rotation decreases. V, VI and VII show a section through the screw blade according to the lines VV, VI-VI and VII-VII of FIG. I. Instead of a! as a result, a particularly simple production of the tension member, for. B. from bent sheet metal accordingly. ^ in Ί C-Cross section is particularly advantageous if the tie rod is made of two parts (conical sheets). The vibration-damping means can also be produced by bulging the tension member at radially extending slots in the same or opposite direction, as shown in FIGS. VIII, IX, X and XI. VIII shows a further embodiment of a screw blade corresponding to FIG. IX is a section on an enlarged scale according to the line IX-IX of FIG. VIII. The tie rod 300 is connected at the ribs 310, 320 by soldering or welding to the profile-forming skin 600, 601 and at the entry and exit edges. FIG. X shows a section corresponding to FIG. IX, but with a tie rod consisting of two metal sheets 300, 300 '. From FIG. XI it can be seen that the tie rod 300 does not have to be arranged in the center of the profile, but can have different distances from the outer skin 600, 601. The tie rod 300, which tapers from the hub to the wing tip, can also have different wall thicknesses in its cross section, e.g. B. be thicker at the leading edge than at the trailing edge. The space between the tie rod and the outer skin can be filled with a light filling compound 500 in such a way that this filling compound is still bonded to the tie rod and the outer skin. The hemispherical or frustoconical ribs are pressed into the tie rod, the pressing in can be done by tools that are surrounded by a device that generates a vortex so that the pressing point of the tie rod can be heated to a temperature favorable for pressing. Due to its design, the screw blade according to the invention is suitable for use even for the thinnest profiles of any width with an extremely smooth surface, especially for supersonic speeds. In the foamed state, it can also be used for the greatest flight altitudes and is characterized by its low noise level, especially in connection with foaming inside. The special nature of its composition and manufacture makes the screw blade insensitive to external influences, but especially to bombardment. The tie rods, e.g. B. made of conical sheet steel, the strength of which can be equal to or greater than that of the outer skin, are hardly sensitive to a bombardment, since even a perforation of the screw blade can not harm and its operational reliability is hardly affected. Because the tie rod is arranged with its high edge in the plane of rotation and is connected to the outer skin at the entry and exit edges, such a screw blade is particularly suitable for cutting through any obstacles, such as balloon barriers and the like, without being affected in the process. A special reinforcement of the leading edges or a reinforcement of the outer skin at the leading edge is not necessary with this type of construction. In addition, the leading edge can be made razor-sharp, which is particularly important in the supersonic range. Patent claims: 1. Schraubenflügel, dessen Zentrifugalkräfte von einem Zugorgan aufgenommen werden, das in einer profilbildenden Füllmasse eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan mit schwingungsdämpfenden Mitteln (32, 310, 320) versehen ist, die mit dem Zugorgan (30, 30', 30", 300, 300') aus einem Stück bestehen und über den der Druck- und Saugseite des Schraubenprofils zugewendeten Seiten des Zugorgans derart verteilt sind, daß sich überschneidende Schwingungsknoten entstehen. 1. Screw wing, the centrifugal forces of which are absorbed by a pulling element that is in a profile-forming filling compound is embedded, characterized in that the tension member with vibration-damping means (32, 310, 320) are provided, which are connected to the pulling element (30, 30 ', 30 ", 300, 300 ') consist of one piece and over the pressure and suction side of the screw profile facing sides of the tension member are distributed in such a way that intersecting vibration nodes arise. 2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfenden Mittel aus Erhöhungen bestehen, die aus dem Werkstoff des Zugorgans, vorzugsweise aus Durchbrüchen durch das Zugorgan, gebildet sind.2. Wing according to claim 1, characterized in that the vibration-damping means consist of elevations, which are made of the material of the tension member, preferably of openings are formed by the pulling element. 3. Flügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (31) im Zugorgan (30, 300) sich der zunehmenden Erhöhung der Rippen (32, 310, 320) entsprechend verbreitern.3. A wing according to claim 2, characterized in that the openings (31) in the tension member (30, 300) widen correspondingly to the increasing elevation of the ribs (32, 310, 320). 4. Flügel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (32, 310, 320) konisch verlaufen und als Abstützung der das Zugorgan einhüllenden profilgebenden Teile (40, 41, 50, 500, 600, 601) ausgebildet sind.4. Wing according to claim 1 to 3, characterized in that the elevations (32, 310, 320) run conically and as a support for the profile-giving parts (40, 41, 50, 500, 600, 601) are formed. 5. Flügel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits des Zugorgans angeordneten profilbildenden Teile (40, 41, 500) an den Durchbrüchen der schwingungsdämpfenden Mittel (32, 310, 320) miteinander verbunden sind. S5. A wing according to claim 1 to 4, characterized in that the profile-forming parts (40, 41, 500) arranged on both sides of the tension member are connected to one another at the openings in the vibration-damping means (32, 310, 320). S. 6. Flügel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die profilbildenden Teile (40, 41, 50, 500, 600, 601) außer an den Durchbrüchen (31) auch noch über die äußeren Umrißkanten des Zugorgans miteinander verbunden sind.6. A wing according to claim 5, characterized in that the profile-forming parts (40, 41, 50, 500, 600, 601) apart from the openings (31) are also connected to one another via the outer contour edges of the tension member. 7. Flügel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (32, 310, 320) 7. wing according to claim 1 to 6, characterized in that the elevations (32, 310, 320) annähernd querschnittsgleich den Durchbrüchen (31) sind.are approximately the same cross-section as the openings (31) . 8. Flügel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen kugelkalottenoder kegelstumpfförmig ausgebildet sind.8. A wing according to claim 1 to 7, characterized in that the elevations spherical caps or are frustoconical. 9. Flügel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen in der Flügelfußgegend an den Ein- und Austrittskanten des Zugorgans angeordnet sind.9. Wing according to claim 1 to 8, characterized in that the elevations in the wing root area are arranged at the inlet and outlet edges of the pulling element. 10. Flügel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan Z- oder I-förmigen Querschnitt besitzt.10. A wing according to claim 9, characterized in that the pulling element is Z- or I-shaped Has cross-section. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 909 689/63 12.5»© 909 689/63 12.5 »
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1286911B (en) * 1967-07-24 1969-01-09 Hawkins Peter Michael Metal propeller blade
DE2726336A1 (en) * 1976-06-11 1977-12-22 Paulstra Sa IMPROVEMENTS FOR THE DESIGN OF WING SURFACES, IN PARTICULAR FOR THE WINGS OF HELICOPTERS WHICH ARE DE-ICING AGENTS

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DE2726336A1 (en) * 1976-06-11 1977-12-22 Paulstra Sa IMPROVEMENTS FOR THE DESIGN OF WING SURFACES, IN PARTICULAR FOR THE WINGS OF HELICOPTERS WHICH ARE DE-ICING AGENTS

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