[go: up one dir, main page]

HU230887B1 - Helicopter rotor blade - Google Patents

Helicopter rotor blade Download PDF

Info

Publication number
HU230887B1
HU230887B1 HU1500593A HUP1500593A HU230887B1 HU 230887 B1 HU230887 B1 HU 230887B1 HU 1500593 A HU1500593 A HU 1500593A HU P1500593 A HUP1500593 A HU P1500593A HU 230887 B1 HU230887 B1 HU 230887B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
rotor blade
helicopter rotor
leading edge
blade according
helicopter
Prior art date
Application number
HU1500593A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Sándor Diósi
Original Assignee
Sándor Diósi
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 Sándor Diósi filed Critical Sándor Diósi
Priority to HU1500593A priority Critical patent/HU230887B1/en
Publication of HUP1500593A2 publication Critical patent/HUP1500593A2/en
Publication of HU230887B1 publication Critical patent/HU230887B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/16Blades
    • B64C11/20Constructional features
    • B64C11/24Hollow blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/16Blades
    • B64C11/20Constructional features
    • B64C11/26Fabricated blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • B64C27/08Helicopters with two or more rotors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

Helikopter rotorlapátHelicopter rotor blade

A találmány tárgya szálerősítésű kompozit helikopter rotorlapát könnyű és ultrakönnyű helikopterekhez. A találmány szerinti helikopter rotorlapátnak üreges szerkezetű főtartója, a lapáttestet alkotó belépő éle és kilépő éle van.The present invention relates to a fiber-reinforced composite helicopter rotor blade for light and ultralight helicopters. The helicopter rotor blade of the present invention has a hollow main carrier, an inlet edge and an outlet edge forming the blade body.

A személyszállító helikopterekhez korábban faszerkezetű üreges belsejű rotor lapátokat használtak, amelyeket először impregnált vászonnal borítottak. Ezek a rotorlapátok, vagy forgószárnyak sérülékenynek és ezért balesetveszélyesnek bizonyultak. Későbbiekben a rotorlapát gyártásban elterjedtek a nagyobb szakítószilárdságéi könnyű fémek, mint például az alumínium és ötvözeteinek, valamint a titánnak a használata, részben a kisebb balesetveszély, részben a sorozatgyártásban jelentkező előnyei miatt.Passenger helicopters used to have wooden hollow rotor blades, which were first covered with impregnated canvas. These rotor blades, or rotors, have been shown to be vulnerable and therefore dangerous. Subsequently, the use of light metals such as aluminum and its alloys and titanium in the rotor blade industry has become more widespread due to its lower risk of accident and partly due to its advantages in mass production.

A rotorlapátok szerkezetét és az. előállításukhoz felhasznált anyagokat a kész lapátot érő statikus és dinamikus erőbehatások határozzák meg. A rotorlapátokat nemcsak a forgásból adódó centrifugális erőbehatás, hanem a helikopter irányítása során fellépő bonyolult mozgásból adódó terhelések érik. Ebből adódik, hogy a fémszerkezetű rotorlapátokná! kifáradásos törések jelentkezhetnek, továbbá a fémek korróziója is veszélyes károsodást okozhat. Ez odavezet, hogy az ilyen szerkezetű lapátokat folyamatos szemrevételezés, ellenőrzés mellett is egy meghatározott idő után le kell cserélni, még ha látszólagosan hibátlanok is. Az ilyen lapátoknak nemcsak meghatározott élettartamuk van, hanem a gyártásuk is sok lépésből álló bonyolult folyamat.The structure of the rotor blades and the. The materials used to make them are determined by the static and dynamic forces exerted on the finished blade. Rotor blades are subjected not only to centrifugal force due to rotation, but also to complex movements due to helicopter control. That's why the metal rotor blades would! fatigue fractures can occur, and corrosion of metals can cause dangerous damage. This results in blades of such a structure having to be replaced after a certain period of time, even if apparently flawless, under constant visual inspection. Not only do such blades have a definite life span, but their manufacture is also a complex process involving many steps.

A kompozit anyagok előretörésével lehetőség nyílott a rotorlapátok előállításában is az alkalmazásukra. A kompozit anyagok alkalmazása azzal az előnnyel is jár, hogy gyakorlatilag nincs „kihordási idejűk'7, vagyis nincs korróziós probléma és az anyagfáradásbó! adódó meghibásodás is jelentősen lecsökken. Ez azt jelenti, hogy a kompozit anyagokból készült rotorlapátok élettartama jelentősen meghosszabbodik. Gyakorlatilag, addig használhatók, amíg mechanikailag nem sérülnek meg. Ilyen megoldásra példa a GB 1 438 184 (A) számú szabadalmi leírás is, amelyben a rotorlapát főtartója üvegszövet erősítésűAdvances in composite materials have also made it possible to use them in the production of rotor blades. The advantage of using composite materials is that they have virtually no "turnaround time" 7 , ie no corrosion problem and no fatigue! the resulting malfunction is also significantly reduced. This means that the life of composite rotor blades is significantly extended. They can be used practically until they are mechanically damaged. An example of such a solution is GB 1 438 184 (A), in which the main support of the rotor blade is glass fiber reinforced.

SZTNH-100115159 kompözitből készül, oly módon, hogy három., nagyjából U alakú, kűlön-kulön előállított komponenst ragasztanak össze bonyolult lépésekben.SZTNH-100115159 is made from a composite by gluing together three, approximately U-shaped, individually manufactured components in complex steps.

A GB 1 438 184 A (Kamov és tsí.; 1973.05.25) számú szabadalmi leírásban eljárást ismertetnek helikopter rotorlapátok teherhordó komponenseinek előállítására. A rotorlapátok teherhordó elemeinek üreges a keresztmetszete. Az előállítási eljárásban: az üreges testeket legalább két alkatrészből állítják elő úgy, hogy gyantával impregnált szövet-lapokat helyeznek az enyhén kúposra kialakított szerszámra. A szerszám külső felülete megfelel az üreges teherhordó elemek belső felületének. A szerszámra helyezett gyantával impregnált szövettepokat ez után nyomás alá helyezik úgy, hogy egy rugalmas láppal vagy fóliával letakarják és légmentesen lezárják, majd a levegő kiszívása után a légköri nyomás rápréseii az impregnált rétegeket a szerszámra. A következő lépésben hőkezeléssel részben kikeményítík az alkatrészt. Az így kapott kellően merev U alakú alkatrészeket egy belső felülettel rendelkező szerszám egyik felébe helyezik ügy, hogy az egymással szembehelyezett U alakú alkatrészekkel azokra újabb impregnált szövetrétegeket rétegelve kialakítsák a rptorlapát üreges teherhordó komponensének (főtartó) szerkezetét. Közben az U alakú alkatrészek közé rugalmas tömlőt helyeznek, szerszám-feleket összezárják, a tömlőbe folyadékot nyomva belülről nyomás alá helyezve préselik a szerszám falához az impregnált rétegeket és hőkezelve teljesen kikeményítík a rotorlapát így kialakított zárt, üreges és hosszirányban folyamatosan változó keresztmetszetű teherhordó elemét. A rotörtepát első felét, képező teherhordó elemhez ezután erősítik a rotorlapátok kompoz.it. anyaggal borított méhsejt szerkezetű szendvicsanyaggal teljes egészében kitöltött, kilépő élét. (1-3. ábra)GB 1 438 184 A (Kamov et al., May 25, 1973) discloses a process for making load-bearing components of helicopter rotor blades. The load-bearing elements of the rotor blades have a hollow cross-section. In the manufacturing process, the hollow bodies are made of at least two parts by placing resin impregnated tissue sheets on a slightly tapered tool. The outer surface of the tool corresponds to the inner surface of the hollow load-bearing elements. The resin impregnated tissue patches placed on the tool are then pressurized by covering and sealing with an elastic bar or foil, and then, after the air has been aspirated, atmospheric pressure presses the impregnated layers onto the tool. In the next step, the component is partially cured by heat treatment. The sufficiently rigid U-shaped parts thus obtained are placed in one half of a tool with an inner surface to lay another layer of impregnated tissue with the opposing U-shaped parts to form the hollow load-bearing component of the rptor blade. In the meantime, a flexible hose is placed between the U-shaped parts, the tool halves are sealed, the fluid is pressed into the hose and pressed into the tool wall to impregnate the impregnated layers and heat cure to completely seal the rotor blade thus formed. The load bearing member forming the first half of the rotor blade is then attached to the composite blades of the rotor blades. with a honeycomb structure sandwich material completely filled out. (Figure 1-3)

SU 431733 A1 (Kamov és tsí.; 1953.05.27) számú szabadalmi leírásban szintén rotortepátok és azok hossztartóinak készítési módjait ismertetik. Hasonló eljárásban, mint a fenti Kamov eljárásban azzal az eltéréssel, hogy nem folyadékkal, hanem gáznyomással préselik a szerszám falához az Impregnált rétegeket. (4. ábra)SU 431733 A1 (Kamov et al., May 27, 1953) also discloses methods for making rotor blades and their rails. In a process similar to the Kamov process described above, except that the impregnated layers are pressed against the tool wall using a fluid pressure rather than a liquid. (Figure 4)

A fenti szabadalmak szerinti rotorlapát hátránya,, hogy a főtartó több részből van kialakítva.. ezért a kellő szilárdság eléréséhez nagyobb rétegszámot és ezzel együtt nagyobb anyagmennyiséget kell felhasználni, ami tömegnövekedéssel jár.The disadvantage of the rotor blade according to the above patents is that the main support is made up of several parts. Therefore, in order to achieve sufficient strength, a larger number of layers and, consequently, a greater amount of material must be used, which results in weight gain.

A GB 2 148 820 A számú szabadalmi leírás kompozit anyagból előállított helikopter rotorlapátot ismertet, amelynek az első, fő tartó eleme üreges és tekercseléssel állítanak elő üvegszövetből és szintetikus gyantából. Ezt építik a rotortepát testébe. A lapát hátsó fele (kilépő él) teljes mértékben méhsejt szerkezetű szendvícsanyagból áll, amely rétegelt kompozit anyaggal van borítva. A tekercseléssel előállított főtartó hátránya, hogy a hajlítóés a szakítószilárdság megkövetelt nagyságának eléréséhez vastagabbra kell készíteni, ami többletanyag felhasználást és ennek megfelelően tömegnövekedést is eredményez. Ennek az az oka, hogy az üvegszövet szálirányai nem a keletkező feszültségek irányaiban helyezkednek el és így nem tudják teljesen felvenni a terheléseket.GB 2 148 820 A discloses a helicopter rotor blade made of a composite material, the first main support of which is hollow and is made by winding from fiberglass and synthetic resin. This is built into the body of the rotor blade. The back of the blade (leading edge) consists entirely of honeycomb sandwich material, which is covered with a laminate composite material. The disadvantage of the main roll produced by winding is that it has to be made thicker in order to achieve the required amount of bending and tensile strength, which results in additional material usage and consequently weight gain. The reason for this is that the fiber directions of the fiberglass are not in the direction of the resulting stresses and thus cannot fully absorb the loads.

A fentiekben ismertetett rotorlapátok belépő éleit fémlemezborítással védik a sérülésekkel szemben. A fémiemezborítás viszont hajlamosabb a jegesedésre és emiatt feltétlenül gondoskodni kell fűtőszál beépítéséről.The leading edges of the rotor blades described above are protected from damage by a sheet metal cover. Metal sheeting, on the other hand, is more prone to icing and therefore it is imperative to install a heating rod.

A találmány részletes ismertetése;Detailed Description of the Invention;

Ábrák ismertetése:Description of illustrations:

1. ábra ÍGB 1 438 184 A); A rotorlapát belépő élének és főtartóján fő komponenseinek összeillesztését mutatja. Az ábrán látható, hogy a főtartó elemet két félből ragasztják össze, amelyhez ragasztják a rétegelt belépőéit.Figure 1 (GBGB 1 438 184 A); Shows the alignment of the leading edge of the rotor blade and its main components. The figure shows that the main bracket is glued together from two halves, to which the plywood entry edges are glued.

2. ábra (GB 1438 184 A): A főtartó egyik felének rétegelését ábrázolja egy szerszámmagra. Ezt zárják le fóliával és szívják ki alóla a levegőt.Figure 2 (GB 1438 184 A): Shows a layering of one half of the main holder onto a tool core. This is sealed with foil and sucked in air.

3. ábra (GB 1 438 184 A): A présszerszámot ábrázolja, amelyben az 1. ábrán látható illesztés szerint az elemek összeragasztását végzik.Figure 3 (GB 1 438 184 A): Shows a die tool in which the joint shown in Figure 1 is glued together.

4. ábra (SU 431733 Al): A présszerszámban elhelyezett és összeillesztett elemek ragasztását mutatja be. Az ábrán látható, hogy az összeillesztett elemeket belülről sűrített gázzal felfújt tömlővel szorítják a szerszám felületeihez.Figure 4 (SU 431733 Al): Shows the gluing of the elements placed and assembled in the die tool. The figure shows that the assembled elements are clamped to the tool surfaces by means of a hose blown with compressed gas.

5. ábra (találmány szerinti): Az ábrán látható a szerszám a, b, c része, az la acéllemez, az 1b rugalmas tömlő és az. le laminált rétegek.Figure 5 (according to the invention): The figure shows the parts a, b, c of the tool, the sheet steel la, the flexible hose 1b and. Laminated layers.

6. ábra (találmány szerinti): A présszerszámban elhelyezett és a rotorlapátot alkotó részben vagy egészben kitérhálósított 1 főtartót, 2 belépő élt, 2a üreges részt, a méhsejtszerű 3c merevítő elemekkel megerősített.3 kilépő élt, valamint a 4 ragasztási felületeket mutatja.Fig. 6 (according to the invention): shows the main holder 1, the inlet edge 2, the hollow part 2a, the outgoing edge 3 reinforced with honeycomb stiffeners 3, and the gluing surfaces 4 disposed in the mold and forming part or all of the rotor blade.

7. ábra (találmány szerinti): Az előnyösen csepp alakúra kialakított rotorlapátvéget ábrázolja.Figure 7 (according to the invention): Shows a rotor blade tip preferably formed in a drop shape.

8. ábra (találmány szerinti): A kész teljes rotorlapátot ábrázolja perspektivikus ábrázolásban. Az ábrán látható a 2 belépő él, 1 főtartó, 3 kilépő el, valamint a rotoragyat és a rotorlapátot csatlakoztató 5 összekötő elem helyét a rotorlapáton.Fig. 8 (according to the invention): A perspective view of the complete rotor blade. The figure shows the location of the leading edge 2, the main holder 1, the exit 3 and the connecting element 5 connecting the rotor hub and rotor blade on the rotor blade.

4.-4.-

Találmányunkban olyan rotoríapat előállítását tűztük ki célul könnyű és ultrakönnyű személyszállító helikopterek részére, amely korróziónak ellenálló., a helikoptereknél fellépő különböző erőhatásoknak ellenálló, nagyszilárdságú rotorlapát, és könnyebb a hagyományos lapátokhoz képest. Célunk továbbá, hogy előállítási eljárása viszonylag egyszerű legyen. A találmányunk szerinti rotorlapátokat kétlapátos (fél merev) bekötésü helikopter rotoragyhoz fejlesztettük ki.It is an object of the present invention to provide a rotor blade for light and ultralight passenger helicopters that is resistant to corrosion, a high strength rotor blade that is resistant to various forces in helicopters, and lighter than conventional blades. It is a further object of the present invention to provide a relatively simple production process. The rotor blades of the present invention were developed for a two-blade (semi-rigid) helicopter rotor hub.

A nagy különbség a kétlapátos (fél merev) és a többlapátos (önbeálló) bekötések között, hogy míg az előbbinél merev (a forgási síkban), a többlapátos rotor agynál önbeálló a lapát bekötés. A rotorlapát az önbeálló bekötés esetében a forgási síkban előre-hátra hajolhat („kardos torzulás) illetve mozdulhat el (úgynevezett matató mozgás) természetesen bizonyos korlátok között, valamint korlátozottan a forgási síkra merőleges irányban is (úgynevezett csapkodó mozgás) elmozdulhat. Míg a kétlapátos rendszernél hátrány a „kardos alakváltozás, az önbeállónál megengedett. A légellenállás az előrehaladó lapátnál nagyobb, mint a hátrafelé haladónak (menet sebesség hiánya), így a kihajlás Is eltérő és a két együttható kitéríti a főtartó tengely közepén áthaladó tömegközpontból a rotor agyat és ennek függvényében vibráció lép fel. A kétlapátos rotorlapát-bekötésekkel szembeni követelményeket a technika állását képező szabadalmi leírások alapján csak többletanyag felhasználással lehetett kielégíteni.The big difference between two-blade (semi-rigid) and multi-blade (self-adjusting) connections is that while the former is rigid (in the rotation plane), the multi-blade rotor hub has a self-adjusting blade connection. In the case of a self-aligning joint, the rotor blade can bend back and forth ("sword distortion") or move (so-called "mat movement") within certain limits, as well as limited movement perpendicular to the rotation plane (so-called flapping motion). While the double-blade system has the disadvantage of "sword deformation, it is permissible in self-alignment. The air resistance at the forward blade is greater than that at the rear (lack of thread speed), so the deflection is also different and the two coefficients deflect the rotor hub from the center of gravity passing through the center of the main propeller shaft and, as a result, vibrate. Requirements for two-blade rotor blade connections could be satisfied only by the use of additional material according to the state of the art patents.

Az új fejlesztésű rotorlapát a szerkezeti kialakításánál fogva a fent, említett hiányosságot kiküszöböli. A kisebb tömeg ellenére korrózióálló és nagyszilárdságú, minden repülésügyi előírásnak megfelel. A 2 belépőéi és az 1 főtartó első felülete együttesen merevítő „háromszöget alkotva a rotorlapátnak a forgási síkban történő „kardos torzulását kis tömeg és kis anyag felhasználás mellett csökkenti, illetve szünteti meg, amely a fél merev rotoragy legnagyobb problémáját okozza. A belépöéllel így kialakult „háromszög a 1 főtartó sérülékenységét is nagymértékben csökkenti, különösen, ha megfelelően szilárd kemény habbal kitöltjük. A belépő éllel bezárt terület ideális a jegesedés elleni fűtőszál és a lapátvég világítás vezetékeinek beépítésére is. Azonban szükséges megjegyezni, hogy a találmányunk szerinti rotorlapát belépő éle a hagyományosakkal szemben jóval kevésbé hajlamos a jegesedésre, ezért általában nem szükséges fűtőszálat beépíteni a belépő élbe.The newly developed rotor blade, due to its structural design, eliminates the aforementioned disadvantage. Despite its low weight, it is corrosion-resistant and high-strength, meeting all aviation requirements. The leading edge 2 and the front surface of the main holder 1 together form a stiffening triangle to reduce or eliminate sword distortion of the rotor blade in the rotational plane at low weight and low material utilization, which causes the major problem of the half rigid rotor hub. The triangle thus formed with the leading edge also greatly reduces the vulnerability of the main carrier 1, especially when filled with a sufficiently rigid hard foam. The entry edge area is also ideal for installing anti-icing heating wire and blade tip lighting wires. However, it should be noted that the leading edge of the rotor blade of the present invention is much less susceptible to icing than conventional ones, and therefore it is not generally necessary to install a heating filament at the leading edge.

-5A találmány szerinti rotorlapát méretei:-5Dimensions of the rotor blade according to the invention:

Hosszmérete: 2800 ~ 4000 mmLength: 2800 ~ 4000 mm

Legnagyobb tömege:Maximum weight:

Legkisebb tömege:Minimum weight:

7..2 kg + 1,8 kg kiegyenlítő súly (ólom)7..2 kg + 1.8 kg balancing weight (lead)

4,6 kg + 1,6 kg kiegyenlítő súly (ólom)4.6 kg + 1.6 kg balancing weight (lead)

Legnagyobb szélessége:Maximum width:

230 mm230 mm

Legkisebb szélessége:Minimum width:

160 mm160 mm

Az általunk kifejlesztett rotorlapát további előnyei még alacsony szimmetrikus profil, jobbos (angolszász) és balos (francia) forgásirányra is egyformán alkalmas, koaxiális rotorokhoz is alkalmas,Other advantages of the rotor blade we have developed are that it is equally suitable for low (symmetrical) profile, right (Anglo-Saxon) and left (French) rotation, also suitable for coaxial rotors,

230 m/s (828 km/óra) kerületi sebesség is elérhető vele, alacsony a légellenállás, csendesebb üzemmód, alacsony profil elérése és kiváló hajlítási mutatók, köszönhetően a különleges főtartó szövet rétegrend elrendezésnek a kitöltő hab energia és rezgés elnyelő, valamint sérüléskor biztosítja a főtartó védelmét.It also achieves a circumferential speed of 230 m / s (828 km / h), low air resistance, quieter mode, low profile access and excellent bending indexes, thanks to the special main carrier fabric layering that provides foam energy and vibration absorption as well as injury main body protection.

A fenti célokat úgy értük el, hogy a találmány szerinti rotorlapát előállításához nagyszilárdságú kompozit anyagot használunk. A rotorlapátot három fő részből állítjuk össze: 2 belépő él, 1 főtartó és 3 kilépő él. A rotorlapát 2 belépő éle, 1 főtartója és 3 kilépő éle nagyszilárdságú ragasztóval, előnyösen epoxigyanta ragasztóval vannak összeerősítve. A rotorlapát 1 főtartója a rotoragy felé eső végén a lapátnak az agyhoz, való rögzítésére szolgáló csatlakozó elem befogadására van kialakítva (8. ábra).The above objects have been achieved by using a high strength composite material to produce the rotor blade of the present invention. The rotor blade is made up of three main parts: 2 leading edges, 1 main carrier and 3 leaving edges. The rotor blade has 2 inlet edges, 1 main holder and 3 outlet edges bonded with a high strength adhesive, preferably an epoxy resin adhesive. The main holder 1 of the rotor blade is formed at the end towards the rotor hub to receive a connector for securing the blade to the hub (Fig. 8).

A rotorlapát készítése során a szálerősítéshez a szakterületen ismert üveg, kevíár, szén vagy fémszálakat tartalmazó bíaxiálís elrendezésű szöveteket, egyirányúan rendezett (UD) roving szöveteket alkalmazhatunk. Laminálásra alkalmasak a kompozit anyagok előállítására használt ismert szintetikus gyanták, például telítetlen poliésztergyanták, vinilgyanták vagy különböző térhálósítású epoxigyanták. Szálerősítéshez előnyösen üvegszövetet és üveg roving szövetet alkalmazunk. Szintetikus gyantaként előnyösen epoxigyantát használunk amino-típusú térhálósítóval. Az üvegszövet előnye a kevíár és szénszálakkal szemben, hogy kevésbé hajlamos az elektromos feltöltődésre.Biaxially arranged fabrics, unidirectional (UD) roving fabrics known in the art, including glass, caviar, carbon or metal fibers, are known for use in fiber reinforcement. Known synthetic resins, such as unsaturated polyester resins, vinyl resins or epoxy resins with various crosslinking, are suitable for laminating. Glass fiber and glass roving are preferably used for fiber reinforcement. Preferably, the synthetic resin is an epoxy resin with an amino-type crosslinker. The advantage of fiberglass over carbon fiber and carbon fiber is that it is less prone to electrical charge.

A 2 belépő élt ügy készítjük, hogy egy váíyúszerű szerszám belső felületére lamináló gyantával szokásos módon 4-8 rétegben biaxiális elrendezésű üvegszövetet laminálunk, majd szobahőmérsékleten vagy emelt, hőmérsékleten meggyorsítva részben vagy teljesen kitérhálósi'tjuk, hogy a szerszámból alaktanban ki lehessen emelni.The incoming edge 2 is made by laminating resinous glass onto the inner surface of a custom mold with 4-8 layers of biaxially arranged fiberglass and then partially or completely cured off at room temperature or elevated temperature so that it can be lifted out of the mold morphologically.

A 1 főtartó készítése során a főtartó belsejét kialakító szerszámmagra szintetikus gyantával egyirányúan rendezett., úgynevezett UD roving szövetet laminálunk, úgy, hogy a kész főtartó legnagyobb keresztmetszetű részén 18-23 réteg, míg fokozatosan csökkentve a rétegszámot a legkisebb keresztmetszetű végén 10-15 réteg legyen. A szerszámmag olyan kialakítású, hogy a szerszámmagot a kompozit anyag kítérhálósodása után ki lehessen húzni a kész 1 főtartó rúdból. A találmányunkban ezt úgy oldottuk meg, hogy a szerszámmagot a főtartó szélességével közei azonos, de azt nem meghaladó szélességű la acéllemezből alakítjuk ki, amelyre 1b rugalmas tömlőt, előnyösen szilikon tömlőt húzunk rá a 1c laminált rétegeknek a főtartó-szerszám belső felületére való szorítása céljából. Az UD roving szövetet kívülről rárétegeiiük a szerszámmagra, miközben hagyományos módon epoxigyantával impregnáljuk az le laminált rétegek roving szöveteit. Az UD roving szövet használatával a hagyományos módon készített főtartókhoz képest kisebb tömeg mellett is jelentősen nagyobb húzó-hajlító szilárdságú főtartó készíthető. A rétegelés befejezésekor a szerszámmagon túlnyúló rétegeket a szerszámmagra vísszahajtjuk és az 5. ábrán látható összezárható szerszámba behelyezzük, lezárjuk, a 1b rugalmas tömlő egyik végén lévő levegő-bevezető csonkon (az ábrán nem látszik) sűrített levegőt befújva a tömlő segítségével belülről nyomással a szerszám falához préseljük a gyantával átitatott roving szövetekből álió 1c laminált rétegeket (5a ábra), A szerszámban kialakított és gyantacsatornán hagyjuk a felesleges lamináló gyantát kifolyni, majd szobahőmérsékleten vagy emelt hőmérsékleten meggyorsítva ismert módon kitérhálósítjuk a kompozit 1 1 főtartót. A rotorlapát és a 1 főtartó hossza és keresztmetszete természetesen a helikopter méretétől, teherbírásától és más, a helikoptertervezésnél figyelembe veendő körülménytől függ. A jelen találmány szerinti 1 főtartó roíoragy felőli végének keresztmetszete olyan, hogy képes legyen a rotoriapátnak a rotoragyhoz rögzítésére szolgáló kapcsolóelem lapáthoz illeszkedő végét befogadni. Ezeket természetesen terhelési számításokkal és kísérletezéssel a szakterületen jártas szakember megtudja határozni.During the manufacturing of the main holder 1, a so-called UD roving fabric is laminated in one direction with a synthetic resin to form the core of the main holder so that 18-23 layers are applied to the largest cross-section of the finished main holder and 10-15 layers gradually reducing the number of layers. . The tool core is configured so that after the composite material has cured, the core can be pulled out of the finished main support bar 1. In the present invention, this is accomplished by forming a die core from a sheet of steel la having a width approximately equal to, but not exceeding the width of the main support, onto which an elastic hose 1b, preferably a silicone hose, is pressed against the inner surface of the main holder. The UD roving fabric is externally deposited on the die core while conventionally impregnating the roving fabrics of the laminates with epoxy resin. UD roving fabric can be used to produce a main carrier having a significantly higher tensile-bending strength, even at a lower weight than conventionally manufactured main supports. At the end of layering, the layers extending over the tool core are dewatered onto the tool core and inserted into the sealable tool shown in Fig. press the laminated layers 1c of resin impregnated roving fabrics (Fig. 5a). The excess laminating resin formed in the tool and allowed to flow through the resin channel is then cured at room temperature or elevated temperature in a known manner to cure the composite main holder. The length and cross-section of the rotor blade and main carrier 1 will, of course, depend on the size of the helicopter, its payload and other circumstances to be considered in the design of the helicopter. The rotor hub end of the main holder 1 of the present invention has a cross section that is capable of accommodating the end of the coupling member for attaching the rotor blade to the rotor hub. Of course, these will be determined by load calculations and experimentation by one of ordinary skill in the art.

A 3 hátsó kilépőéi elkészítése során a 3a alsó és 3b felső borítófelüieteknek megfelelően kialakított két szerszámiap belső felületére szintetikus lamináló gyantával biaxiális üvegszövetet laminálunk 3-6 rétegben, majd a rétegelés végén kevlár méhsejt szerkezetű 3c merevítő elemet erősítünk rá a lamináló gyantával. Ez a méhsejt nem tölti ki teljesen a kész rotorlapát 3 kilépőélének 3a alsó és 3b felső borítófelülete közötti üreget. A lamínátumokat, vagyis a szintetikus gyantával impregnált szöveteket szobahőmérsékleten vagy emelt hőmérsékleten részben vagy teljesen kitérhálásítjuk, hogy alaktartó maradjon.In the preparation of the rear exit edge 3, a biaxial glass fabric is laminated to the inner surface of the two moldings formed in accordance with the lower and upper cover surfaces 3a and 3b with a laminar resin 3c with a Kevlar honeycomb stiffener. This honeycomb does not completely fill the cavity between the lower surface 3a and the upper surface 3b of the exit edge 3 of the finished rotor blade. The laminates, i.e. the fabrics impregnated with the synthetic resin, are partially or completely expanded at room temperature or at elevated temperature to remain in shape.

Adott esetben a fentiekhez hasonló módon laminálással, részben vagy teljesen kitérhálósítva csepp alakú végelemet is készítünk a rotorlapát végére való elhelyezés céljából. Úgy is eljárhatunk, hogy a kilépő él alsó és felső borítófelületének külső végeit alakítjuk ügy a laminálás során, hogy csepp alakú formát képezzen. A csepp alakú végződés vagy végelem alkalmazása jelentősen csökkenti a rotorlapátok által keltett zajt.Optionally, in a similar manner to the above, a drop-shaped end member is provided by lamination, partially or fully cured, for positioning on the end of the rotor blade. Alternatively, the outer ends of the lower and upper faces of the exit edge may be formed during lamination to form a drop shape. The use of a drop-shaped end or end member significantly reduces the noise generated by the rotor blades.

Ezt követően egy hőkezelő présszerszám (6, ábra) egyik felébe az ábrán látható elrendezésben, az összeillő felületeket nagyszilárdságú ragasztó gyantával egyenletesen bekenve behelyezzük a részben vagy teljesen kitérhátósitott 2 belépőéit, az 1 főtartót, amelynek a külső végén a belépőéi felőli oldalára mechanikusan és/vagy ragasztással felerösitjük a kiegyenlítő (flatter) súlyt, vagy súlyokat, továbbá beillesztjük a 3 kilépőéi részben vagy teljesen kltérhálósftott és méhsejtszerkezetű 3c merevítő elemmel megerősített 3a alsó és 3b felső borítását is. Abban az esetben, amikor külön előállított csepp alakú végesemet is alkalmazunk, ezt is elhelyezzük a szerszámfélben nagyszilárdságú ragasztó gyantával bekenve a 4 illeszkedő részeket. Előnyösen a két szerszámfél összezárása előtt kemény habot képező habosodó folyékony gyantával, előnyösen habosodé epoxi gyantával kitöltjük a belépő él és a főtartó között kialakult 2a üreges részt. A két. szerszárnfelet összezárjuk és először szobahőmérsékleten majd emelt hőmérsékleten ismert módon teljesen kitérhálósítjuk a ragasztást valamint az adott esetben részben kitérhálósított alkatrészeket tartalmazó rotorlapátot, majd kivesszük a szerszámból. Adott esetben a szerszámból történő eltávolítás után töltjük ki kemény habot képező habosodé folyékony gyantával, előnyösen habosodé epoxi gyantával a belépő él és a főtartó között kialakult 2a üreges részt. Az utómunkálatok során mechanikusan beerősítjük a rotorlapát rotoragy felőli végén a főtartóba a rotorlapát és a rotoragy összekapcsolására szolgáló, részben ugyancsak kompozit anyagból készült kapcsoló elem lapáthoz csatlakozó végét.Subsequently, in one of the halves of a heat treatment die (6, Fig. 6), the partially or partially deflected leading edge 2, the outer end of which is mechanically and / or mechanically applied to its outer and outer edges, is uniformly coated with high-strength adhesive resin. gluing the flatter weight or weights, and insertion of the lower and upper backs 3a of the outermost or partially meshed, and reinforced honeycomb stiffener 3c. In the case where a separate drop-shaped finishing element is used, it is also placed in the mold by applying a high-strength adhesive resin to the mating parts 4. Preferably, the foamable liquid resin forming a hard foam, preferably a foamed epoxy resin, is filled into the hollow portion 2a formed between the leading edge and the main holder before the two tool halves are sealed. The two. sealing the die half, first curing the rotor blade containing the adhesive and optionally partially cured components at room temperature and then at elevated temperature, and then removing it from the tool. Optionally, after removal from the tool, fill the hollow portion 2a formed between the inlet edge and the main holder with a foam forming foam which is hard foam, preferably a foamed epoxy resin. In the post-machining process, the rotor blade is mechanically secured to the rotor hub end of the rotor blade to connect the end of the rotor blade to the blade of a partially composite coupling member for connecting the rotor blade.

Kivííelí példa:Here's an example:

A kiviteli példában 3850 mm hosszú, 230 mm legnagyobb szélességű és a MACA 0012-0018 (National Advisory Committee fór Aeronautícs, US) szárnyprofilú trapéz alaprajzú rotorlapátot készítettünk.In the exemplary embodiment, a trapezoidal rotor blade having a wingspan of MACA 0012-0018 (National Advisory Committee for Aeronautics, US) was made having a length of 3850 mm and a maximum width of 230 mm.

Egy vályüszerűen kialakított 3850 mm hosszú szerszám belső felületére ismert módon 6 réteg 400 gr/m2 biaxláíis üvegszövetet lamináltunk MOS 1285 lamináló epoxigyanta (HEXION INC. US) és MGS H287 gyanta térhálósító (HEXION INC. US) felhasználásával. A laminálás befejeztével szobahőmérsékleten 24 óra alatt hagytuk térhálósodni a belépőéit.Six layers of 400 gr / m 2 biaxial glass fabric were laminated to the inner surface of a cavity-shaped 3850 mm long tool using MOS 1285 laminating epoxy resin (HEXION INC. US) and MGS H287 resin crosslinking agent (HEXION INC. US). Upon completion of the lamination, the entrance edges were allowed to cure at room temperature for 24 hours.

A példánkban a rotoragy felőli (belső) végén 60 mm széles és 28 mm vastag, a külső végén 40 mm széles és 15 mm vastag belül üreges főtartót állítottunk elő. Az 1 főtartó .szerszámmagját alkotó, szilikon tömlővel borított, főtartó szélességét nem meghaladó szélességű acéllemezre először 3850 mm hosszan 4 réteg, majd a hosszúságot fokozatosan csökkentve és a rétegek számát fokozatosan növelve végül a rotor felőli végén a teljes hosszúság egynegyedén 21 réteg 500 gr/m2 UD üvegszövetet lamináltunk hosszirányban rendezve a roving szálakat. A lamináláshoz MGS 1285 lamináló epoxigyantát (HEXION INC. US) és MGS H287 gyanta térhálósitót (HEXION INC. US) használtunk. A laminálást követően a szerszámmagon túlnyúló UD üvegszövetet visszahajtogatva behelyeztük a nyitott, a, b, c részből álló főtartó szerszámba (5. ábra), majd az ábrán látható módon lezártuk. A szilikon 1b rugalmas tömlőt a levegő-bevezető csonkján sűrített levegőt befújva túlnyomást hoztunk létre és ezzel a szerszám falához préseltük a gyantával átitatott roving szövetekből álló le laminált rétegeket, majd szobahőmérsékleten 24 óra alatt hagytuk térhálósodni a kompozít főtartót.In this example, a hollow main support was made at the inner (inner) end of the rotor hub, 60 mm wide and 28 mm thick, and at the outer end 40 mm wide and 15 mm thick. On a sheet of silicon hose not exceeding the width of the main holder, forming a core of the main holder 1, the core is 4 layers first, gradually decreasing the length and gradually increasing the number of layers, and finally at the rotor end one quarter of the total length 500 g / m. 2 UD glass fabrics were laminated in the longitudinal direction with roving fibers. MGS 1285 laminating epoxy resin (HEXION INC. US) and MGS H287 resin crosslinker (HEXION INC. US) were used for lamination. Following lamination, the UD glass tissue extending beyond the tool core was folded back into the open, main, a, b, c part holding tool (Figure 5) and closed as shown. By blowing compressed air through the air inlet nozzle of the silicone elastic hose 1b, pressurized laminated layers of resin-impregnated roving fabrics were pressed against the die wall and the composite main holder was allowed to cure at room temperature for 24 hours.

A szerszámból kiemeltük a kész kompozít főtartót, a külső végén 1,8 kg ólomból kialakított kiegyenlítő súlyt rögzítettünk csavarerősítéssel.The finished composite main holder was removed from the tool, and on its outer end a weight of 1.8 kg of lead was fixed by screw reinforcement.

A belső 165 mm széles és külső végén 100 mm Széles kilépő él (3) 3a alsó és 3b felső borítóiéin létéit 4 réteg 163 gr/m2 biaxláíis üvegszövetből, MGS L285 (HEXION INC. US) lamináló gyantából és MGS H287 (HEXION INC. US) gyanta térhálósítóból alakítottuk ki laminálással. A rotorlapát végét csepp alakúra képeztük (7. ábra). A laminálás után az impregnált rétegekre, 3c merevítő elemként 5 mm vastag 0,48 gr/m2 NOMEX (DuPont, US)The inner 165 mm wide and 100 mm wide outer edges (3) have 4 layers of 163 gr / m 2 of biaxial fiberglass, MGS L285 (HEXION INC. US) laminating resin and MGS H287 (HEXION INC.). US) resin curing agent by lamination. The end of the rotor blade was formed as a drop (Figure 7). After the lamination of the impregnated layer or 3c stiffening element of 5 mm thickness, 0.48 g / m 2 NOMEX (DuPont, USA)

-9keviár méhsejtet erősítettünk a lamináló gyantával, majd szobahőmérsékleten 24 óra hagytuk térhálósod™ laminált borításokat.-9 quarts of honeycomb were reinforced with the laminating resin and then left at room temperature for 24 hours with your crosslinked ™ laminated covers.

A következő lépésben a rotorlapát 6. ábrán látható hőkezelő présszerszámának egyik felébe helyeztük el a korábban előállított elemeket; ügy, hogy a 1 főtartó a rotorlapát belső végén 250 mm -re túlnyúlt, a 2 belépő él és a 1 főtartó közötti üreget Sícomin PB25O/DMO3 habosodé epoxigyantával (Síeonim, Frj kitöltöttük. Az elemek összeilleszkedő felületeit (4) MGS A2O/S2O (HEXION INC. US) ragasztó gyantával kentük be, majd a szerszámot összezártuk, amellyel tulajdonképpen nyomást gyakoroltunk az elemekre és azok összeilleszkedő részeire. Az összezárt szerszámot 24 órán keresztül szobahőmérsékleten hagytuk állni majd 75 C hőmérsékleten 8 órán keresztül utótérhálósitóttuk a térhálósodás teljes végbemenetele céljából. Ezután a rotoriapátot kiemeltük a szerszámból és az utómunkálatok után készre festettük. Az így elkészített rotorlapát mindenben megfelelt a repülésügyi előírásoknak és a 3850 mm hosszú lapát 9 kg tömegű.In the next step, the previously produced elements are placed in one half of the heat treatment die of the rotor blade shown in Figure 6; case that the main holder 1 protruded 250 mm from the inner end of the rotor blade, the cavity between the leading edge 2 and the main holder 1 was filled with Sicomin PB25O / DMO3 foam epoxy resin (Siimonim, Frj. The matching surfaces of the elements (4) MGS A2O / S2O HEXION INC. US) was applied with adhesive resin, and the tool was sealed to exert pressure on the elements and their fitting parts, allowed to stand at room temperature for 24 hours and then cured for 8 hours to complete curing. the rotor blade was removed from the tool and painted after finishing, the rotor blade thus manufactured was in compliance with aviation regulations and the 3850 mm long blade weighed 9 kg.

ΙΟ-ΙΟ-

Claims (10)

Ι. Szálerősítésű kompozit helikopter rotorlapát könnyű és ultrakönnyű helikopterekhez, amelynek üreges testű szimmetrikus főtartója, merev laminált belépő éle és merevlaminált kilépő éle van, ozzo/ je//emezve, hogy a főtartó (1 ) hosszirányában rendezett egyirányú (UD) roving szövet és szintetikus gyanta összetételű kompozit anyagból var kialakítva; a belépő él (2), és a kilépő él (3) alsó és felső borítófelülete (3a, 3 b) bíaxiálís szövet és szintetikus gyanta kompozit anyagból van, a felső és alsó borító felület (3a, 3b) belső felületére méhsejt szerkezetű merevítő elem (3c) van erősítve, ügy hogy a kilépő él (3) üreges szerkezetű és a főtartó (1) belépő él (2) felőli oldalára a tartórúd hossza mentén annak legalább egy részére kiegyenlítő tömeg van erősítve.Ι. Fiber-reinforced composite helicopter rotor blade for lightweight and ultralight helicopters with a hollow body symmetrical main support, rigid laminated entry edge and rigid laminated exit edge, ozo / denoted as longitudinal unidirectional (UD) roving fabric arranged in the longitudinal direction of the main support (1) formed of composite material var; the leading edge (2) and the lower and upper cover surface (3a, 3 b) of the exit edge (3) being made of a composite material of biaxial fabric and synthetic resin, a honeycomb stiffening element on the inner surface of the upper and lower cover surface (3a, 3b). (3c) is provided, in that a balancing mass is attached to at least a portion of the leading edge (3) having a hollow structure and at least a portion thereof along the leading edge (2) of the main carrier (1). 2. Az 1. igénypont szerinti helikopter rotorlapát, ezzo/yehemezve, hogy a szintetikus gyanta szintetikus epoxigyanta.2. The helicopter rotor blade of claim 1, wherein said synthetic resin is a synthetic epoxy resin. 3. Az 1. vagy 2, igénypont szerinti helikopter rotorlapát, azzal Jellemezve, hogy a főtartó (1) felső és alsó borító felületének (3a, 3b) belső felületére erősített méhsejt szerkezetű merevítő elem (3c) kevlár merevítő elem.Helicopter rotor blade according to claim 1 or 2, characterized in that the honeycomb stiffening element (3c) attached to the inner surface of the upper and lower cover surfaces (3a, 3b) of the main carrier (1) is a Kevlar stiffener. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti helikopter rotorlapát, azzal Jellemezve, hogy a rotorlapát szimmetrikus profilú trapéz alaprajzú rotorlapát.4. Helicopter rotor blade according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the rotor blade has a trapezoidal rotor blade of symmetrical profile. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti helikopter rotorlapát, azzal Jellemezve, hogy a rotoraggyal ellentétes végén a rotorlapát okozta zajt csökkentő, csepp alakra kialakított végelem van kialakítva vagy erősítve.5. Helicopter rotor blade according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a drop-shaped end element for reducing the noise caused by the rotor blade is provided at the opposite end of the rotor hub. 6. Az. 1-5. igénypontok bármelyike szerinti helikopter rotorlapát, azzal Jellemezve, hogy a rotorlapát elemei nagy szilárdságú ragasztóval vannak egymáshoz erősítve.6. 1-5. Helicopter rotor blade according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the elements of the rotor blade are bonded to each other with high strength adhesive. 7. A 6. igénypont szerinti helikopter rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a rotorlapát elemei nagy szilárdságú epoxi ragasztóval vannak egymáshoz erősítve.Helicopter rotor blade according to claim 6, characterized in that the elements of the rotor blade are bonded to each other by a high-strength epoxy adhesive. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti helikopter rotorlapát., azzal jellemezve, hogy a belépő él (2) elasztikus bevonattal van ellátva.8. Helicopter rotor blade according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the leading edge (2) is elastic coated. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti helikopter rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a belépő él (2) és a főtartó (1) közötti üreg (2a) kemény habot képező habosodó folyékony gyantával van kitöltve.9. Helicopter rotor blade according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cavity (2a) between the leading edge (2) and the main carrier (1) is filled with a foamable liquid resin forming a hard foam. 10. A 9. igénypont szerinti helikopter rotorlapát, azzal jellemezve, hogy a belépő él (2.) és a főtartó (1) közötti üreg (2a) habosodó folyékony epoxigyantával van kitöltve.Helicopter rotor blade according to claim 9, characterized in that the cavity (2a) between the leading edge (2) and the main carrier (1) is filled with a foaming liquid epoxy resin.
HU1500593A 2015-12-04 2015-12-04 Helicopter rotor blade HU230887B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU1500593A HU230887B1 (en) 2015-12-04 2015-12-04 Helicopter rotor blade

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU1500593A HU230887B1 (en) 2015-12-04 2015-12-04 Helicopter rotor blade

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP1500593A2 HUP1500593A2 (en) 2017-06-28
HU230887B1 true HU230887B1 (en) 2018-12-28

Family

ID=89992014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU1500593A HU230887B1 (en) 2015-12-04 2015-12-04 Helicopter rotor blade

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU230887B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HUP1500593A2 (en) 2017-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9475238B2 (en) Repair method of repair target portion, and repaired product obtained from repairing
DK2904262T3 (en) FIBER COMPOSITION COMPONENT FOR THE ROTOR BLADE IN A WIND TURBINE
CA3039181C (en) Propeller blade spar
EP2789534B1 (en) Multi-box wing spar and skin
EP2881237A1 (en) A method of manufacturing a shear web using a pre-formed web foot flange
EP2905220A1 (en) Laminated I-blade stringer
US20200398968A1 (en) Integrated Pultruded Composite Profiles and Method for Making Same
EP2881321A1 (en) One-piece composite bifurcated winglet
US20100038030A1 (en) Advanced composite aerostructure article having a braided co-cured fly away hollow mandrel and method for fabrication
WO2008150712A1 (en) Manufacturing process using bladderless mold line conformal hat stringer
EP2803474B1 (en) Composite structure and method
WO2008150714A1 (en) Bladderless mold line conformal hat stringer
JP2004203210A (en) Method for manufacturing wing
US11440652B2 (en) All-fabric spar for aerodynamic components
US10391722B1 (en) Method of producing aerofoils
US20090189325A1 (en) Helicopter blade mandrel with roller assembly
US20230415448A1 (en) Honeycomb core sandwich panels
US11383828B2 (en) Landing gear of rotorcraft
HU230887B1 (en) Helicopter rotor blade
EP3024642A1 (en) Composite material incorporating water ingress barrier
US9243407B2 (en) Structure repair with polymer matrix composites
EP3318394A1 (en) Composite structure
WO2015102521A1 (en) Sparless helicopter rotor blade made of polymer composite materials and method for manufacturing same
EP4552972A1 (en) Double y-shaped spar made of composite material
KR101290644B1 (en) a mold forming of FRP products

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees