CN1060732C - 直升机用带有管道尾桨和管道整流静子的反扭装置 - Google Patents

Abstract

叶轮(7)被一具有叶片(9)的固定气流整流静子(8)支承在管道内，叶片(9)将管道(6)的侧壁连接到环状中央体(14)上，该中央体(14)内放置驱动叶轮(7)用的机构。这个机构被一壳体(17)包围着，该壳体设有径向臂(19)，其上有用来固紧到中央体(14)内突缘上的可卸件，这样便可将气流整流静子(8)和壳体(17)牢固地固紧在一起，并且都在管道(6)之内。

Description

直升机用带有管道尾桨和管道整流静子的反扭装置

本发明涉及一种其型式如同法国专利FR2 534 222号所公开的旋翼飞行机特别是直升机用的反扭装置，该装置具有：

一个基本上为轴对称的管道，该管道具有基本上横穿飞行器纵向轴线的轴线并穿过飞行机后部的整流罩。

一个多叶片的叶轮，基本上同轴地安装在管道内并被一基本上同轴地固定在管道内的旋转驱动机构驱动，使叶轮的旋转在管道内产生气流。

一个整流静子，固定在管道内以气流方向为准的叶轮下游处，并具有一个包围在旋转驱动机构四周的环状中央体，和多个固定叶片，每一个叶片在其叶根和叶梢之间都有一个具有空气动力学性能的型面构成的主叶片段，可将叶轮下游的气流整流成沿着管道轴线的方向，每一个叶片都在环状中央体和管道的环状壁之间延伸，并分别用各自的叶根和叶梢与环状中央体和环状壁连结，以便支撑在管道内的旋转驱动机构和叶轮。

上述专利还说明了管道是由从上游端到下游端连续形成三个区段所组成，即收敛形进口喷管、圆筒形部分和扩散形喷管，叶轮的叶片是在圆筒形部分内旋转，而在管道内，叶轮和旋转驱动机构的支撑或是由叶片单独承担，或是由基本上为径向的支承臂来承担，最后或是用大致仍为径向的支承臂和叶片共同承担。上述专利还说明了整流静子的构造，它制成具有多个固定叶片的单块组件并且作为单件安装在管道的扩散喷管内靠近出口的一侧。这种整流静子不仅具有一个环形体或内环，而且还有一个同心的嵌装在扩散喷管凹槽内的外环，并在外环上设有突缘以便固紧在整流罩的侧面上，可在内外环上设有切口以便通过支承臂，这时叶片便可置于两个切口之间。

本发明的目的是要改进上述型式的反扭装置，使在整流罩、整流静子和支撑叶轮的旋转驱动机构之间的机构连接得到改善，为的是在装置内引入更大的刚性，以便保证叶轮在管道内的正确定位，并同时改善反扭装置的气动效率和声学性能。

实际上，曾经观察到按照上述专利的装置并不能对防止整流静子的局部变形提供完全的保证以防在整流静子和运动部件之间产生干扰，并且整流静子的构造在对旋转驱动机构与动力源之间用传动臂建立起良好的连接并不完全有利。

本发明的另一个目的是要改进上述已知型式的反扭装置，为的是使维护操作方便，特别是使整流静子具有互换性，以及便于对旋转驱动机构和叶轮所组成的组件进行干预，特别是便于将这个组件拆除并重装。

为此目的，本发明的具有上述型式的反扭装置，其特征在于，其旋转驱动机构被装在一个壳体内，在壳体上设有多个基本上为径向的加强臂用一沿圆周方向延伸并至少包围壳体一部分的轮缘，使这些加强臂互相连在一起，在加强臂的外部径向端设有可卸开的紧固件，可与内部径向突缘上的配合紧固件一起作用以便使整流静子的环状中央体固紧并对准中心，从而使整流静子和壳体牢固地固紧在一起，并且固紧在管道内。

这种非常牢固的紧固可使管道的侧壁与叶轮的叶梢之间的间隙减小，而叶轮的位置可通过整流静子和旋转驱动器件的壳体的相互作用，牢固地保持在管道内。这个间隙的减小不仅可使反扭推力增加，而且还能使组件得到一个较好的自然频率，这样便可减小振动的量值。另外，本装置的较大刚性有利于将传动臂更好地连接到旋转驱动机构上。

如果整流静子具有至少与壳体所具有的加强臂一样多的叶片，并且每个加强臂都在至少一个将相应叶片连接到整流静子的环状中央体叶根的大致为径向内侧固紧到所说整流静子的环状中央体上时，那么很容易达到所需的刚度。

在一最佳实施例中，所有加强臂都在周向弄扁，并从壳体向整流静子的环状中央体及从管道的上游端向下游端倾斜，而且每一加强臂都被至少为一个呈三角形的大致为径向的肋所加强，该肋在管道中从壳体的一侧向下游伸展。到整流静子的环状中央体，并逐渐变薄，该加强肋的数目大致与整流静子上的叶片数相等。

为了生产出一个可互换的整流静子，将叶片制成空心以使整流静子变轻，并可逐个单独安装叶片，例如借助于小薄片以永久方式用螺钉或铆钉连到整流静子的环状中央体以固紧叶根，并且借助小薄片可拆卸地用螺钉连到管道的侧壁上以固紧叶梢。

叶片可由金属例如铝合金制成，或者由复合材料制成。

在后一种情况下，复合的叶片可有效地制成空心的或具有泡沫材料填料，特别是当用预先在泡沫材料填料周围浸渍有合成强化树脂的纤维增强织物成形的方法来制造时。但叶片也可同样好地把环氧树脂输送到纤维增强塑料上模制而成，或者用短的增强纤维混合在合成强化树脂的基体内注射成型。

作为逐个单独连结到由金属合金制成的环状整流静子的环状中央体上的金属叶片或复合叶片的替代方案，可使整流静子的环状中央体和叶片成为一个由复合材料制成的单件。在这种情况下，复合的整流静子最好为一单块加压模制件，用短的增强纤维最好是玻璃纤维或碳纤维混合在一合成强化基体内，最好是乙烯基酯树脂或PEEK树脂。

为了用减小由于叶轮叶片尾流与整流静子叶片的交互作用来减少噪音，并且同时为了能更好承受对叶轮旋转的反作用扭矩及／或能使叶轮在管道内更好地定位，叶片不仅从整流静子的环状中央体到管道侧壁向径向倾斜，而且叶片在与叶轮旋转方向相反的方向上偏斜，及／或从管道的上游端向下游端倾斜角度。

为了使整流静子的叶片与管道的侧壁容易连结，有利的做法是对每一个要与后者连接的叶片，使其叶梢固紧到一个紧密地装在管道侧壁内***件上。该***件可由金属制成(例如由铝合金铸成，然后机加工)或由复合材料制成，由用混合短的增强纤维增强的注塑成形而成。

为了有利***件的良好粘合和管道侧壁的简单、具有刚度且重量较轻，管道侧壁最好是一个由复合交错叠层材料构成的单件且设在两个周边的环状轮缘之间，用来联接整流罩的两个复合材料的侧蒙皮，并且从上游到下游连续构成收敛形进口喷管、圆筒形部分和扩散形喷管，而叶片就固紧在该管道侧壁上，该管道侧壁具有一个内蒙皮和一个外蒙皮，在该两个蒙皮之间则有一层蜂窝结构例如由nomex制成的结构伸展着，就其厚度而言，在扩散形喷管内蜂窝结构厚度要比在收敛形喷管和圆筒形部分内(蜂窝结构厚度)要大，内蒙皮和外蒙皮、轮缘和侧蒙皮都是由至少两条叠置的纤维织物带并经合成浸渍树脂加强的叠层结构，内蒙皮的厚度大于外蒙皮的厚度，而外蒙皮的厚度又大于侧蒙皮的厚度。

本发明的其他特征和优点可从下面结合附图对实施例所作非限制性的说明中引出。在附图中：

图1为在穿过直升机后部的管道内安排有叶轮和整流静子的管道反扭装置的3／4的后透视图，为了清晰起见，叶轮在管道之外示出并部分切开，

图2为图1中的整流静子从管道进口看去的部分侧视图，

图3为置于图1所示装置管道内的组件的沿径向切开的对半截面图，

图4为图1所示叶轮的后传动箱的壳体的侧视图，并示出面向管道出口的一个面，

图5为整流静子的环状中央体的径向截面图，

图6示出整流静子的环状中央体在垂直于图5所示截面方向上的截面图以及管道与其侧壁和将侧壁连结到整流静子的环状中央体上的一个叶片的轴向对半截面图，

图7和8分别示出如同图2中箭头Ⅶ和Ⅷ所指出的将叶根固紧到整流静子的环状中央体上和将叶梢固紧到管道侧壁的***件的结构，

图9以部分剖切的侧视图图解地示出安装整流静子叶片的一个替代方案，

图10以放大的比例图解地示出安装整流静子叶片的另一个替代方案，

图11以局部为截面图和局部为侧视图示出图10中叶片的安装，

图12局部示出从管道一侧看去的一个组合成单件的整流静子的视图，

图13和14为图12中沿ⅩⅢ-ⅩⅢ和ⅩⅣ-ⅩⅣ线所取的截面图，

图15为从图12中的箭头ⅩⅤ看去的视图，及

图16为从图15中的箭头ⅩⅥ看去的视图。

在图1中，没有示出机身和单个主旋翼的直升机的尾梁1，在尾梁后端支承着一个尾翼2，在尾翼2的上部形成一个垂直安定面3以及一个在尾梁1的两边各有一个控制面的水平安定面4。尾翼2的基部安置作为整流罩5，有一管道6横向穿过该整流罩5，供管道反扭装置的空气流动。在管道6内装有一个可变节距、多叶片的叶轮7以及一个整流静子8，叶轮7能够基本上同轴地在管道6内旋转，该静子8相对于通过该管道的气流方向固定在管道6内叶轮7的下游处并具有多个固定叶片9。

从图6可见，管道6具有一个相对其基本上横穿直升机纵轴线的轴线Ⅹ-Ⅹ对称的形状，并且从管道6的上游端到下游端，连续具有一个带圆角的收敛形进口喷管10、一个圆筒形部分11、和一个也是带圆角的、在管道出口处的扩散形喷管12。叶轮7装在管道6内的进口侧，使其叶片13在管道6的圆筒形部分11内旋转，改变叶片节距的两条轴线限定叶片在其内运动的叶轮旋转平面P，该平面P基本上与被罩的管道6的轴经Ⅹ-Ⅹ垂直。叶轮7按常见方式安装并被后传动箱驱动旋转，有一装置与该后传动箱连结以便集中控制叶片13的节距。

就后传动箱和集中控制叶片节距的装置以及叶轮7的构造外形和操作而言，可有益地参照法国专利FR1 531 536号及美国专利US-3，594，097号和US-4，626，173号，它们只是为了参照而引入到本说明书内，因此这些部分并不构成本发明的部分。

但后传动箱总体是由一个壳体罩住，而壳体本身又被整流静子8的环状中央体14所包围。这个具有圆筒形或截锥体外形的环状体14保持与管道6同轴，借助整流静子8的叶片9将环状体14固定到尾翼2的结构上，这些叶片9可使环状体14保持在管道6的中心并位于叶轮7的出口侧。叶轮7被一驱动轴15驱动旋转，而驱动轴15本身又被后传动箱驱动，后传动箱的动力来自一根穿过臂16的传动轴，该轴的另一端与直升机主传动箱的辅助输出端连接。臂16的一部分被安置在管道6内，基本上沿径向并在整流静子8的叶片9之一的位置上，或在两个相互离开较多如图1和2的叶片之间限定的空间内。已知叶轮7在管道6内的旋转可以产生一股通过管道6的受导引的气流，从而产生一个横向的反扭推力，而该推力幅度的变化是由集中控制叶片13节距的装置进行控制，该装置由一图1中未示出的控制杆操作，因为图1中的臂16假定用作传动轴和控制杆的整流罩。

位在叶轮7的叶片13的下游而被固紧在管道6的扩散形喷管12内的叶片9，通过将气流整流成朝向管道6轴线Ⅹ-Ⅹ的气流而回收在叶片13下游的气流内的旋转能量，并提供一个增加的反扭推力，如同法国专利FR 2534 222号所解释的那样，其说明书部分将被参照地引用在本说明书中，特别是在涉及本发明的附图4和5的说明时。适当选用叶片9在其成型的主叶片截面上的不对称的空气动力性能良好的型面，特别是其对管道6的Ⅹ-Ⅹ轴线的曲度和角度设定，尤其可保证叶片9对气流的整流作用。

在图2、3和4中可以看到将一由总标号18(图3)标出的组件罩起来的壳体17，组件18对应于后传动箱和节距控制装置的穿过后传动箱的零件。该壳体17是用合金浇铸成一单件，其上具有基本上沿径向向外伸出的加强臂19，其数目等于整流静子8叶片9的数目或比整流静子叶片的数目少一个，理由将在下面说明。所有加强臂19都在圆周方向上弄扁(见图2和4)并从壳体17向中央体14倾斜及从管道6的进口向出口倾斜，如图1和3所示。另外，该臂19在下游方向被一呈三角形的径向肋20(见图3和4)加强，该肋沿着管道6的轴线并沿着其与壳体17连接的边伸展，同时逐渐变薄一直到其朝向中央体14的外径向端，每一肋20都有一个扁而宽的下游边21并在其中心部位22开有孔眼。有两个比其他臂19更宽而且隔开得更远的相邻臂19a和19b，以便在其间形成一个缺口23供传动臂16通过，缺口边24在上游侧具有加大的厚度。臂19b被加宽而构成一个由两个下游肋20加强的双倍臂(见图4)。臂19、19a和19b用一轮缘25连结在一起，该轮缘25大致为圆的并沿圆周方向伸展，而且在径向上是扁平的并设有向下游端伸展的肋。该轮缘包围着整个壳体17，但不包围两个臂19a和19b之间的缺口23。每一臂19、19a和19b在轮缘25径向外侧面以及每一相应肋20的外径向端处都设有用于螺丝固紧的小凸片26，该小凸片26具有机械加工过的径向支承面。

图2、3、5和6示出整流静子8的管状中央体14。它是由铝合金锻坯经机加工而制成。其侧壁27具有圆筒形的和沿轴向为轴对称的外表面，并用两条在其中部沿轴向隔开排列的在内侧的环状径向肋28以及两条在其轴向两端的向内折转的环状径向边29和30来加强，在这两条径向边中，下游边29比上游边30来得宽，后者构成一个突缘，可用来对准中心固紧到壳体17各臂19的小凸片26上。一组螺钉31(图3)穿过分布在中央体14的径向突缘30的周边上的孔32(图5)以及在壳体17各臂19的加强肋20的外径向端的小凸片26上的相对孔33(图4)，由此实现紧固。这些小凸片26被设置在突缘30的上游面上，而螺钉31则被拧入自锁螺帽34(图2和3)内，该螺帽安装得可以浮动并可从螺帽夹持片35中取出，该夹持片被铆接在一起环状角支架36(图3)的带齿径向腹板37的上游面上，这样便可同时被固紧在小凸片26和突缘30上，并对离开叶轮7的气流基本上在叶轮7和中央体14之间形成一个密封。螺帽支承片35的巨大受压面可以承受一个低而长时间稳定的夹紧截荷，而后传动箱18连同其壳体17的对准中心可由整流静子的中央体14的突缘30的准确的内径来保证。

为了便于传动臂16的通过，中央体14在面对壳体17内缺口23的地方设有一个侧孔38(图5)，该孔是在中央体的侧壁27内和突缘30内形成，并有一个向外的厚度特别大的边39(图2)。

具有空气动力性能良好的型面的主叶片截面遍及叶片叶展的大部分长度，每一叶片9都单独地连结到整流静子8上，并且一方面用叶根41连接到中央体14的侧壁27上，实际上是连接到从上游突缘30到下游加强肋29的侧壁27上，而另一方面用叶梢连接到管道6的环状壁43上。

叶根41的连接到中央体14上是用将固紧叶根41用的小凸片44进行铆接永久紧固来完成的，这些小凸片是横向的、曲面的，并且在一种情况下是在叶片9的吸气面侧倾斜，而在另一种情况下是在叶片9的加压面侧倾斜，在侧壁27上及在径向上固定加强肋20和壳体17的臂19用的小凸片26的外侧，该小凸片26被用可卸下的螺纹连接固定到中央体14的突缘30上。叶片9就这样将其根部41直接与壳体17的壁19的加强肋20对齐固紧在侧壁27上而可具有良好的刚度。有多少叶片便有多少加强肋。

在另一方面，叶梢42也装有横向而具有曲面的紧固薄片45，该薄片在一种情况下是在叶片的吸气面侧倾斜的，而在另一种情况下是在叶片的加压面侧倾斜的，将薄片45用一可卸下的螺纹配合固紧在一密封在侧壁43上的***件46之内以使薄片45固定在环状壁43上(见图6和8)。

叶根41和叶梢42的薄片44和45被制成曲面，以便与它们所要固紧到的表面的曲度相适应，并且还要在横向上从上游到下游相对于叶片9的成型部40倾斜，一方面使每一叶片从整流静子的环状中央体14到管道6的壁43相对于径向倾斜，并在与叶轮7的旋转方向相反的方向上偏斜一个角度V，该角度在叶根41可达24°，以便将后传动箱所吸收的扭力传递成为对叶轮7旋转的反作用力，使叶片9受压而不是被弯曲，并同时减少由于叶片13的尾流与叶片9的相互作用而产生的噪音。在另一方面，每一叶片同时从整流静子的环状中央体14向环状壁43并从管道6内的上游端向下游端倾斜一个约为4°的角度4，该角度可使在管道6的周边上的叶片13的后缘与叶片9的前缘分开，从而使叶片13的尾流与叶片9相互作用而产生的噪音减少，同时由于将整流静子的环状中央体14及其所包围在内的后传动箱固紧在叶轮7旋转平面的后面或下游方面隔开一小段距离的地方，可以保证叶轮7的正确定位。

作为实例，叶片9可具有NACA 65A10型的空气动力性能良好的型面，具有一个80mm的弦和一个环绕其轴线为2．5°的负迎角，以便正确地使离开叶轮7的气流整流。

这样由整流静子8完成的功能主要为夹持后传动箱18和叶轮7使能承受各种载荷，包括由于后传动箱18和传动臂16的扭力而造成的载荷，在改变节距时由于扭力反以侧滑角表示的控制载荷而造成的载荷，由于叶轮7的推力，叶轮7、整流静子8、及后传动箱18与其壳体17的组件的重量而造成的载荷，以及材料之间的热载荷。用螺纹将后传动箱18与其壳体17安装在整流静子8的环状体14上所引起的应力是较低的，因为径向臂19和加强肋20的数目和叶片9的数目一样多，因此可以给出相当大的安全余量。

为了减小整流静子8的质量，叶片9被制成空心的并可由金属(如铝合金)或复合材料制成。在后一种情况下，复合叶片9可有一个泡沫材料的核心，然后在其外周制成叶片，例如用多片的或多层的碳及／或玻璃制成的纤维增强织物成形，并用例如为环氧树脂的合成强化树脂预先浸渍。

但复合叶片9也可用环氧树脂输送到由多片或多层纤维增强织物构成的坯料上模压成形。复合叶片9也可用注塑方法制成，为了增强，可用短的例如由玻璃或碳制成的增强纤维混合在合成树脂如乙烯基酯或聚醚-醚-酮被称为PEEK树脂的基体内。

用来固紧叶片9的根部41和梢部42的薄片44和45可以是具有叶片翼型部分40的单件。图7所示为从图2中箭头Ⅶ的方向看去的叶片根部41及其两个分别主叶片截面40的型面两侧的横向薄片44和45的视图，每一个薄片均用四个铆钉47固定在中央体14上。

图6和8示出从图2中箭头Ⅷ的方向看去的叶梢42在***件46上的可拆卸的紧固。***件基本上为一圆柱体，在周边上具有向外突出的肋，以便保证锚固在壁43内，而该固柱体的端面形成一个平的固紧面49，可与环状体43侧边的内面配合平接。叶梢42的两个薄片45各用一个螺钉48固定到固紧面49上，在每一薄片45和固紧面49之间***一个例如能够进行垫片调整的可拿掉的垫片50，以便调节将整流静子8装在管道6的扩散形喷管内的间隙。

***件46可以是一个由铝合金制成的模压体并具有一个机械加工过的平的固紧面49，或者是一个塑料注塑件，用短的无机的或有机的增强纤维例如玻璃纤维或碳纤维来增强。

图9示出一个整流静子的替代方案，它与以前各图基本不同之处只是在于每一叶片9′的连结方法，一方面要连结到整流静子的环状中央体14上，另一方面，要连结到管道6的环状壁43上。在这个变型中，上述例如用铆钉固定到环状体14的侧壁27上去的薄片不再是一个具有叶片9′的翼型部分的单件，而只是固定到叶片根端配件41′上的薄片，该配件再连结到叶片翼型部分40′的相应端上，而通过嵌埋在环状壁43内的***件(未示出)用螺钉固定在该壁内的薄片45′同样只是固定到叶片梢端配件42′上，该配件42′再连结到叶片翼型部分40′的相应端上。在本例中，端配件41′和42′都带有叶片的套箍，在其内可紧密装入叶片9′有翼型的主叶片段，而薄片44′和45′例如可由单块金属片连同相应的套箍41′或42′构成。

图10和11用一个单独的叶片9″示出整流静子的替代方案，在上例中分别用铆接或螺钉固定到中央体14并用螺钉固定到环状壁43上的固紧片44′和45′都固定在端配件上，再由端配件连结到叶片9″的成型部40″的相应端上，但在本变型中，这些叶片根端配件41″和叶片梢端配件42″都各紧配合在叶片翼型部分40″的相应空心端内。这种紧配合的端配件41″和42″可用粘接、焊接或其他方法固定在叶片9″的相应空心端内。当然，如同前面的例子那样(见图6和8)，叶片梢端配件42″也可借助一个***件46，固定在管道6的环状壁43上。

图12至16概略地示出一个总标号为58的单块整流静子的变型，其中叶片59和管状中央体是一单件，由复合材料制成。因此在叶片根部不需固紧片，但在每一叶片59的梢部72，仍然如同前面的例子那样，具有两个横向的固紧片75可卸下地固紧在管道6的环状壁43上。另外，为了保证在叶片的根部具有必需的刚度，每一叶片59都有一块肋片71延伸到中央体64内，该肋片71从中央体64在其上游端的内侧从径向环状突缘开始，到接近下游端的消失。如同前面的例子那样，上游突缘70具有孔眼73用来以螺钉连接到后传动箱壳体的臂和径向肋端的固紧片上，并且这些螺钉固紧孔也是基本上位在每一叶片59根部的径向内侧。同样，为了传动臂16的通过，在环状体64的略成截锥形的侧壁77上以及固紧突缘70上设有一个侧向孔78。

作为替代方案，这个突缘70可设在环状体64的下游轴向端上，并且，不管突缘70是在环状体64的侧壁77的上游端还是下游端，另一个突缘或肋片，例如由不锈钢制成而形状为压制的角支架(未示出)可粘合并铆接在环状体64的另一个轴向端之内以便增加其刚度。

复合的单块整流静子58可由加压模制而成，所用复合材料的密度例如在1800和1900kg／m³之间，并由玻璃或碳的短纤维组成，其长度约为2．54cm，在复合材料中按重量成分约占67％和按体积成分约占47％，并混合在乙烯基酯树脂或PEEK树脂的基体内，加压模制是在约为2．3至10毫巴(Mpa)的压力和约为130至150℃的模制温度下进行的，其时所用复合材料为由玻璃纤维和乙烯基酯树脂组成的来自英国ICI公司的商品名为FIBERITE的复合材料(参阅VE49 595)。

为了保证良好地承受由叶片传递过来的载荷，同时重量又要轻，由单件形成收敛喷管10、圆筒形部11和扩散喷管12的管道6的环状壁43是一个具有如图6概略示出其结构为复合的夹层重叠物，并且该环状壁43是通过两个不在周边的环状轮缘51和52分别连接到整流罩5腹部的两个复合的侧边蒙皮53的内侧。设在轮缘51和52之间的环状壁43是由一个内蒙皮54(朝向管道6的轴经Ⅹ-Ⅹ的方向)一个外蒙皮55和一层蜂窝结构56所构成，这个蜂窝结构层56在两个蒙皮54和55之间延伸，为的是使它们稳定，特别是内蒙皮54，这是一个工作蒙皮。这个蜂窝结构层56举例说是由Nomex(注册商品名)和苯酚制成的，它在环状壁43的收敛喷管10和圆筒形部11上厚度基本均匀，但在扩散喷管12上则具有较大的厚度，除了在其倒圆的出口之外，为的是要保证***件46能良好地锚固在蜂窝结构层内。蒙皮54、55和53都是具有均匀厚度的叠层蒙皮，并具有一叠好几层的纤维增强织物，例如由玻璃纤维和碳纤维制成的玻璃、碳或芳族聚酰胺的混合织物，还具有一层合成的强化树脂，内蒙皮54的厚度大于外蒙皮55的厚度，而外蒙皮55本身的厚度又大于侧蒙皮53的厚度，该侧蒙皮53为了要形成整流罩5的腹部，在侧蒙皮53及环状轮缘51和52叠置区段之外，在内部用一层蜂窝结构层57来增强，该结构层是由内蒙皮54和外蒙皮55的至少有些层的延伸而构成的。其外蒙皮并具有一层例如由膨胀材料制成的密封膜。

上述反扭装置设有一个容易互换的整流静子，除此以外由叶轮7和在壳体17内的后传动箱18构成的组合体很容易卸下，只要把壳体的臂梢的连结螺钉松开即可。同样，要重新装上叶轮和后传动箱组合体也很容易，因此反扭装置的维护操作可以做得更快和更省钱。除了这些优点以外还要加上由于对整流罩5、整流静子8及支承后传动箱18和叶轮7的壳体17之间的机械连接作出改进，因而具有巨大的刚性。在叶轮7的叶片13的梢部和管道6的环状壁43之间的间隙可以减小，从而可以改善装置的气动效率和声学性能。另外，机械连接和声学性能还可进一步通过对管道内叶片所作的各种倾角来改善。

Claims (24)

1．直升机用带有管道尾桨和管道整流静子的反扭装置，该装置具有：

一个基本上为轴对称的管道(6)，该管道具有基本上横穿飞行器纵轴线的轴线X-X，并穿过飞行器后部的整流罩(5)，

一个多叶片的叶轮(7)，基本上同轴地安装在管道(6)内并被一基本上同轴地固定在管道(6)内的旋转驱动机构(18)所驱动，使叶轮(7)的旋转在管道(6)内产生气流，

一个整流静子(8)，固定在管道(6)内以气流方向为准的叶轮(7)下游处，并具有一个包围在旋转驱动机构(18)四周的环状中央体(14)和多个固定叶片(9)，每一个叶片在其叶根(41)和叶梢(42)之间都有一个具有空气动力学性能的型面的主叶片段(40)，可将叶轮(7)下游的气流整流成沿着管道(6)轴线(X-X)的方向，每一个叶片(9)都在环状中央体(14)和管道(6)的环状壁(43)之间延伸，并分别用各自的叶根(41)和叶梢(42)与环状中央体(14)和环状壁(43)连结，借以支承在管道(6)内的旋转驱动机构(18)和叶轮(7)，

其特征在于，所说旋转驱动机构(18)装在一个壳体(17)内，在壳体上设有多个基本上为径向的加强臂(19)，这些加强臂用一沿周向延伸并至少包围壳体(17)一部分的轮缘(25)互相连接在一起，在加强臂(19)的外部径向端设有可拆卸的紧固件(26)，可与内部径向突缘(30)上的配合紧固件(31，32，34)一同起作用，以便使整流静子(8)的环状中央体(14)固紧并对准中心，从而使整流静子(8)和壳体(17)牢固地固紧在一起，并且都固紧在管道(6)内。

2．按照权利要求1的反扭装置，其特征在于，整流静子(8)具有至少与壳体(17)所具有的加强臂(19)一样多的叶片(9)，并且每一臂(19)都至少在一个叶根(41)大致以径向内侧固定到环状中央体(14)上以便将相应的叶片(9)连接到所说环状中央体(14)上。

3．按照权利要求1或2的反扭装置，其特征在于，所有加强臂(19)都在周向上弄扁并从壳体(17)向环状中央体(14)倾斜及从管道(6)的上游端向下游端倾斜，并且每一臂还被至少一个基本上为三角形的且基本上为径向的肋(20)所加强，该肋从壳体(17)的侧边开始在管道(6)内向下游伸展一直到环状中央体(14)同时逐渐变薄并且该肋的数目基本上等于整流静子的叶片(9)的数目。

4．按照权利要求1的装置，其特征在于，铸成一单件的壳体(17)与加强臂(19)、轮缘(25)、加强肋(20)及可卸下的紧固装置(26)一起，包括该紧固装置(26)对每一臂(19)都具有至少一个径向薄片以便用螺钉(31、34)把其固紧到环状中央体(14)的固紧和对准中心用的突缘(30)上，固紧凸片(26)沿径向伸出到轮缘(25)之外。

5．按照权利要求1的装置，其特征在于，壳体(17)在圆周方向上有两个比其他臂(19)更宽而且相反隔开得更远的相邻臂(19a，19b)并且没有被轮缘(25)相互连接起来，在这两臂之间形成一个缺口(23)以便使联接到旋转驱动装置(18)上的传动臂(16)通过，该传动臂还通过一个与壳体(17)内的缺口(23)相对的在环状中央体(14)上形成的一个侧孔(38)。

6．按照权利要求1的装置，其特征在于，环状中央体(14)具有沿轴向呈轴对称的外表面且呈圆筒状及／或截锥体状，叶根(41)就固紧在其上，该环状中央体(14)在其上游端和下游端中之一端具有使壳体(17)固紧和对准中心用突缘(30)，并在另一端则具有另一个内部的和呈环状径向的加强突缘(29)。

7．按照权利要求1的装置，其特征在于，在叶轮(7)和环状中央体(14)之间形成连接部的角支架(36)被紧固装置(31，34)夹持在突缘(30)上以便使所说环状中央体(14)对准中心并固紧，该紧固装置(31，34)并将壳体(17)的加强臂(19)固定在环状中央体(14)所说突缘(30)的上游面上。

8．按照权利要求1的装置，其特征在于，叶片(9)是空心的，并借助于分别用来固紧其叶根(41)及其叶梢(42)的薄片(44，45)连接到环状中央体(14)上并可卸下地连接到管道(6)的侧壁(43)上。

9．按照权利要求8的装置，其特征在于，用来固紧叶根(41)及／或叶梢(42)的薄片(44，45)为具有叶片(9)的翼型部分(40)的单件。

10．按照权利要求8的装置，其特征在于，用来固紧叶根及／或叶梢的薄片(44′，44″，45′，45″)被固定到一个端配件上，再连接到叶片(9′，9″)的翼型部分(40′，40″)的相应端上。

11．按照权利要求10的装置，其特征在于，至少有一个连接到叶片(9″)上的端配件(41″，42″)紧配合在叶片(9″)的相应的空心端内。

12．按照权利要求10的装置，其特征在于，至少有一个连接到叶片(9′)上的端配件(41′，42′)具有一个叶片套箍在该套箍内紧配合在叶片(9′)的相应端。

13．按照权利要求8的装置，其特征在于，叶片(9，9′，9″)是由复合材料制成的。

14．按照权利要求13的装置，其特征在于，每一复合叶片(9，9′，9″)都具有一个泡沫材料芯。

15．按照权利要求13的装置，其特征在于，每一复合叶片(9，9′，9″)都是用短的增强纤维混合在合成强化基体内的增强方法注塑而成。

16．按照权利要求13的装置，其特征在于，每一复合叶片(9，9′，9″)都是将环氧树脂输送到纤维织物上模压而成。

17．按照权利要求13的装置，其特征在于，每一复合叶片(9，9′，9″)都是由预先浸渍有合成强化树脂的纤维织物用成形法制成。

18．按照权利要求1的装置，其特征在于，叶片(59)和环状中央体(64)为一由复合材料制成的单件。

19．按照权利要求18的装置，其特征在于，复合的整流静子(58)为一单块的加压模制件，该模制件包含由混合在合成强化基体内的短的增强纤维构成的增强材料。

20．按照权利要求18的装置，其特征在于，复合的整流静子(58)的每一叶片(59)都被延伸到环状中央体(64)之内成为一块肋片(71)，该肋片从基本上在所说中央体(64)的一个轴向端的固紧和对准中心的突缘(70)开始沿轴向延伸，一直到所说环状中央体(64)的另一个轴向端。

21．按照权利要求1的装置，其特征在于，叶片(9，9′，9″，59)除了从环状中央体(14，64)到管道(6)的壁(43)沿径向倾斜外，并在与叶轮(7)的旋转方向相反的方向上偏斜一个角度，及／或从管道(6)内的上游端向下游端倾斜。

22．按照权利要求1的装置，其特征在于，每一叶片(9)都用将其叶梢(42)固紧到一个密封地装在管道(6)的壁(43)内的***件(46)上的方式来连接到管道(6)的侧壁(43)上。

23．按照权利要求22的装置，其特征在于，***件(46)为一用短的增强纤维增强的塑料注塑件，并有一平的固紧面(49)，可与管道(6)壁(43)内面配合平接，以及一个具有外周肋的圆柱体以便牢固地固定在所说壁(43)内。

24．按照权利要求1的装置，其特征在于，管道(6)的侧壁(43)是一个由复合夹层形式材料构成的单件，设在两个周边的环状轮缘(51，52)之间，用来联接整流罩(5)的两个复合的侧蒙皮(53)，并且从上游到下游连续构成收敛形进口喷管(10)、圆筒形部分(11)、和扩散形喷管(12)，而叶片(9)就固紧在该侧壁(43)上，该侧壁具有一个内蒙皮(54)和一个外蒙皮(55)，在该两个蒙皮之间，则有一层蜂窝结构(56)伸展着，就其厚度而言，在扩散形喷管(12)内要比在收敛形喷管(10)和圆筒形部分(11)内来得大，内蒙皮和外蒙皮(54，55)、轮缘(51，52)和侧蒙皮(53)都是由至少两条叠加的纤维织物带并经合成浸渍树脂加强的叠层结构，内蒙皮(54)的厚度大于外蒙皮(55)的厚度，而外蒙皮的厚度又大于侧蒙皮(53)的厚度。

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