CN111315653A - 可在每次旋转中动态优化形状及其它属性的旋翼或推进器叶片 - Google Patents

Abstract

本发明为平旋海洋推进器或平旋空中旋翼提供了一种叶片，根据控制***指令，它具有以下动态且实时的性能：以任何所需方式沿着叶片弦线弯曲，改变其相对轴点位置，通过伸展或收缩后缘延伸改变其水平，且在必要情况下可具有左右差异性，使襟翼沿着后缘以任一方向转动或让其被流转动。此外，所述叶片也可具有一个或多个弹性后缘，其刚度在控制***控制下动态可变，且可沿着叶片翼展差异性可变。为使前缘和后缘在逆向气流或其他条件下进行逆转操作，叶片具有这样的边缘：在用作前缘时为刚性，如需被用作后缘时为可弯曲。叶片还具有改变其横截面侧面厚度并改变其形状的性能。最后，叶片的大部分表面上具有依照指令的流渗透性。这些性能将使每一个由控制***控制的叶片在经过每次旋转轨道时，配合其即时操作环境进行持续性优化调整，并充分利用其及时操作环境。

Description

可在每次旋转中动态优化形状及其它属性的旋翼或推进器 叶片

技术领域

本发明涉及用于平旋推进器和旋翼的叶片，尤其是用于非圆形轨道的平旋旋翼和推进器的叶片。

1.对现有技术的说明

目前已知的用于非圆形轨道平旋推进器和旋翼的叶片皆为固定横截面形状，例如编号为US 8,540,485的美国专利中所述的。然而编号为PCT/IL2013/050755的专利描述了一类电磁旋翼或推进器，其中由控制***引导的叶片遵循自已的独立轨道运动，而叶片则被设计为横截面可弯曲，其方法或是通过沿着叶片全长的铰链，或是通过使用已知合适的弹性材料，例如弹性体。叶片横截面形状的动态可变性对于提供鱼尾型或波动推进器型推进很有用，也可用于其他目的，例如叶片后缘涡流的受控生成和脱落，以及配合沿叶片轨道的不同操作情况对叶片形状进行相应的动态优化。在以上引用的专利申请中，是通过作用于安装在叶片末端的磁性垫脚上的磁力向量使叶片弯曲的。也就是通过作用于叶片上的外力使叶片的横截面发生弯曲。这种电磁推进器或旋翼具有这种性能，但已知的平旋旋翼或推进器没有，而动态叶片横截面形状可变性对它们来说也是非常需要的。除了以上引用的专利申请，在平旋推进器和旋翼的相关技术中就找不到具有动态叶片轴点位置可变性的了。所述的专利申请描述了叶片弦上虚拟轴点的位置，但没有描述物理轴点相对位置的可变性，在现有技术中也未发现这一特性。动态变化平面形状以可变形状机翼而为人所知，在平旋旋翼和推进器叶片中却不为人所熟知，而后者对它的需要是出于不同的原因——需要改变叶片后缘涡流的大小并沿着叶片轨道动态控制各叶片后缘的当前位置，由此控制叶片后缘涡流及其脱落流的位置。可转动的后缘襟翼一直以来都是飞机固定翼和直升机旋翼叶片的一项特征，但并不是所述旋翼与推进器叶片的特征，而在这方面它们将会非常有用，能生成叶片后缘涡流、控制其大小并以可控方式脱落或通过在叶片轨道中会起到反效果的部分避免或令涡流生成最小化，或是对鱼尾型叶片推进也很有用。前缘缝翼与翼缝是人所共知的飞机固定翼特征，用于升力提高和防止失速，但为了抵消强本地跨轨道流的效应和/或在两侧动态压力差产生不利影响时抵消其效应，所述旋翼和推进器叶片大部分表面具有“开”或“关”的基本畅通无阻的流渗透性(尤其是叶片后缘部分)，当这一渗透性在有需要的时候作用域旋翼或推进器的每一次旋转内叶片的部分轨道时，其存在的原因和结构都完全不同，也无法在现有技术中找到。已知提供可弯曲叶片后缘的例子有直升机旋翼，但在叶片轴点的不同侧或同侧提供多个可弯曲叶片后缘以作同向或反向弯曲，为其配备刚度动态可变且最高可达刚性的结构元素，对于气动弹性或水弹性效应各自的重要性与传统升力生成的重要性具有可比性的某些类型的平旋旋翼或推进器操作会非常有用，而且在现有技术中无法找到。当所述的叶片前缘和后缘在逆向气流机制下逆转操作时，以及在其他情况下，非常需要在前缘和后缘的刚性与可弯曲状态之间切换，但这一功能在现有技术中无法找到。在叶片前缘和后缘调换和其他情况下，改变叶片的横截面侧面厚度是有用的，但在现有技术中无法找到。

2.目的与优点

目的之一是为任意一种平旋推进器和平旋旋翼的叶片提供基于叶片动力的叶片横截面形状动态弯曲方法。

另一目的是为上述推进器和旋翼的叶片提供沿叶片弦动态改变其物理轴点位置的能力，以控制叶片前缘和后缘涡流的相对大小。

另一目的是为所述推进器和旋翼的叶片提供通过伸缩叶片后缘延伸动态改变叶片平面形状的能力，该延伸部分可根据叶片两端各自的当前空气动力和水动力型态在叶片两端进行差异性延伸，以控制叶片后缘涡流的大小、沿翼展的形状、沿翼展的移动、生成与脱落。

另一目的是为所述推进器和旋翼的叶片提供可动态转动的后缘襟翼，转动方式为通过气流或动力朝任一方向转动，以应对叶片后缘涡流和其他影响叶片后缘的气流。

另一目的是为所述推进器和旋翼的叶片提供至少一个可弯曲的边缘并使此边缘的刚度动态实时可变，且沿叶片翼展具有任意差异性，以更好地分别控制水弹性和气动弹性效应。

另一目的是在前缘和后缘逆转以在逆向气流机制下操作时或其他需要叶片横截面发生改变的情况下，为叶片提供相应改变其侧面横截面厚度与形状的能力。

另一目的是在逆转叶片前缘和后缘时使之前刚性的前缘变为可弯曲，之前可弯曲的后缘变为刚性，以实现角色逆转。

另一目的是为叶片的大部分，尤其是后缘部分提供可由控制***在沿叶片轨道上的合适位置启动或停止的随需跨叶片流渗透性，以抵消强本地跨轨道流的效应或在叶片的相对表面动态压力差产生不利影响时抵消这一动态压力差的效应。

3.附图简要说明

图1(Fig 1)是装有内置线性促动器的叶片示意图，促动器的作用是改变相邻区段的相对角度位置，从而使其横截面形状动态变化。

图2(Fig.2)是具有弹性可弯曲板的叶片示意图，在分隔板之间装有大小不一的电活性聚合物区段，其大小根据电压作用而变化，从而动态弯曲叶片的横截面形状。

图3(Fig.3)是有轴连支撑的叶片示意图，轴连支撑装有促动器，以使叶片相对于轴动态移动，从而改变叶片相对于轴点的位置。

图4(Fig 4)为具有促动后缘延伸襟翼的叶片顶部示意图。

图4A(Fig 4A)为具有可移动延伸襟翼的叶片的另一不同设计的侧视图。

图5(Fig 5)为具有可转动叶片后缘襟翼的叶片侧视图。

图6(Fig 6)为带两个可弯曲边缘的叶片顶部示意图，这两个边缘具有沿翼展差异性可变的刚度，朝向相反，适合逆转叶片前缘和后缘。

图7(Fig 7)为带两个位于叶片的相对边缘且操作朝向相同的可变边缘襟翼的叶片顶部示意图。

图8(Fig 8)为横截面侧面高度可变的叶片侧视图。

图9(Fig 9)为具有“开”或“关”流渗透性的叶片的部分侧视图。

4.优选实施例说明

本发明的第一实施例(图1)是一个由许多平行区段(1)组成的叶片(1a)，这些区段或是通过铰链(2)连接，或是通过可弯曲的连接相连，从而形成横截面可弯曲的表面。这种叶片的可能配置可包含沿弦线的尺寸不等的区段，例如从叶片前缘开始的第一区段为最长。所述区段将带有板，板附有跨区段间空隙且适当时可为微型的促动器(3)，对于空气动力翼叶片，例如作用速度很快的电活性聚合物促动器、压电晶体堆叠促动器或放大压电促动器，而对于慢得多的水动力翼，例如电磁促动器、电活性聚合物促动器或基于智能记忆合金的促动器。可提供从一个区段到下一个区段的跨空隙弹性襟翼。所述襟翼可制作为对下一个区段的表面略带弹性压迫，如此当相邻区段改变相对位置时也能保持对空隙的覆盖。对于空气动力翼，所述受襟翼压迫的区段的接触表面可采用低摩擦表面涂层和/或采用空气润滑，例如将周围气流部分转移进入区段和襟翼之间的接触区。对水动力翼可采用表面处理或适合配合水润滑操作的涂层。所述对区段略有压迫的襟翼的表面可采用类似的涂层。或者也可以为区段的上下叶片表面提供一种弹性覆盖，可由例如弹性体材料制成。本第一实施例的另一种不同实施方式对海洋推进器尤为适合，如(图2)所示，其中弹性板(5)沿着弦线延伸，且安装了垂直于所述弹性板的分隔板(6)。此叶片结构让横截面可弯曲性与分隔板(6)带来的翼展方向上的刚性相结合。在所属分隔板之间且附连于分隔板，安装有连接电路的电活性聚合物区段(7)。叶片的表面覆有弹性覆盖薄膜(8)，可由例如弹性体制成。本第一实施例还有另一版本，将在区段(1)间的铰链处使用转动促动器，方式与第四实施例中为转动后缘襟翼所用的方式类似，但在第一实施例中所述转动促动器将用作改变相邻区段的相对水平，从而改变叶片的形状。第一实施例的又一个版本具有由智能记忆合金制成的条棒，用其连接区段(1)，所述条棒按照控制***的指令弯曲，以改变相邻区段的相对水平，从而改变叶片的形状。此外还可选择在叶片表面上放置压力/流传感器和发射器，例如红外光或无线电，以传递传感器数据并向控制***提供关于叶片部件准确位置的反馈。

第二实施例将包含一个具有固定横截面形状或可变形状的叶片(图3)，其两端安装了支撑板(9)，该板以可滑动的方式安装在一条短的轴连轨道(10)上。促动器(11)的相应端附连于所述的轴(12)连轨道上，而所述促动器的相对端附连于滑架。适合的快速作用促动器的例子有基于电活性聚合物或压电放大的促动器。滑架可以安装在另外一对滑架内，而促动器以上述支撑板(9)和短轴连轨道(10) 相连的相同方式附连于内外滑架。其目的在于令带有促动器的滑架以交错方式运动，以增加叶片相对于轴点的运动距离，因为带有实时轴点相对位置可变性的空气动力翼所需的促动器必须是非常快速作用的，但通常冲程短——例如可配合合适的已知放大器使用的基于压电晶体的促动器。叶片相对于其轴点的平移运动将导致其质量向前和向后的切向重新分配，对此可使用与编号为US 8,540,485的美国专利中和/或编号为PCT/IL2013/050755的专利申请中所描述的平衡抵消方法相似或相当的方法，或使用其他已知的平衡抵消方法和/或阻尼方式来中和。

本发明叶片的第三实施例的第一个版本(图4)包含一个具有固定形状的叶片或第一实施例中所描述的可弯曲叶片。在此叶片结构的适合元件上将安装2个快速作用线性促动器(13)，促动器以可转动的连接方式附连于柱销(14)上。柱销(14) 的左侧安装在可移动的支撑(15)上。所述支撑可沿着短轨道(16)运动以配合后缘延伸(17)左侧和右侧的差异性运动，此延伸是用极轻的材料制成的，例如碳纳米管薄膜等。本实施例的第二个版本(图4A)中，传送带(13a)置于直径较大的轴(14A)和轴(14b)上。连接杆(15a)附连于所述传送带上和可收缩的后缘延伸(17)上，而平衡物(15b)则附连于所述传送带(13a)的相对分支上。带从动杆/滚轮(16b)的臂(16a)安装于专用的后缘控制轨道(17a)上，该轨道可为固定或可变形状。在操作中，轴(14a)也可不用带轨道从动杆的臂，而是用转动促动器(图中未显示)连接。要完成后缘延伸的伸展和收缩这项简单的任务，可以有许多其他不同设计解决方案，但即使细节有所不同，总体的情况是，它们都在本发明的范围和精神之内。所述后缘延伸的伸缩将导致其质量向前和向后的重新分配，对此可使用与编号为US 8,540,485的美国专利中和/或编号为PCT/IL2013/050755 的专利申请中所描述的平衡抵消方法相似或相当的方法，或使用其他已知的平衡抵消方法和/或阻尼方式来中和。

本发明叶片的第四实施例(图5)包含一个通过铰链附连于叶片主体上的可转动襟翼(18)。沿着襟翼的末端且对应于叶片主体的位置，将有带缓冲器的阻挡(20)，以在两个方向上限制襟翼的最大转动幅度。安装了与铰链同轴的带离合器(22)的快速作用转动促动器(21)。键(23)将确保襟翼(25)与铰链(26)相连的轴 (24)一起转动。也可选择在襟翼上放置微型发射器，例如红外线，以向控制***指明襟翼的实际位置。可转动的襟翼(18)也可选择包含第五实施例中所描述的可弯曲后缘。本实施例中的可转动襟翼也可不用快速作用促动器转动，而是使用带与轴(24)相连并安装在专用襟翼控制轨道上的从动杆(图中未显示)的臂来转动，与在第三实施例第二版本中所描述并在图4A中所示的方式相同。若使这一可转动襟翼围绕其转轴保持平衡则更为理想，尤其是对于速度快得多的空中旋翼应用。

叶片(1a)的第五实施例(图6)将包含可弯曲的后缘(27)，后缘装有从可弯曲后缘与叶片结构相连的一侧延伸到可弯曲后缘的自由端的加固肋(28)。所述的加固肋(28)之间的距离是预先决定的。所述肋柱将以弹性材料制成，例如用于塑料弹簧、弹性铜合金或弹簧钢的那类塑料。本实施例的一个版本中的肋柱基本为空心管形式，管内装有油或其他不可压缩的无气囊液体，一端密封，另一端以活塞闭合，或者如果对于一定直径的空管可行的话，采用适合耐高压的弹性薄膜闭合，且由促动器按照预先决定的描述随时间变化的移动量的数学函数或公式以可控方式，令所述的活塞或薄膜按要求通过控制***频率或根据控制***的具体指令向管内空腔的内侧或外侧更多或更少地移动，促动器可使用例如基于压电或电活性聚合物的类型。当活塞或薄膜向内压时，会对管内空腔产生高压，在管壁形成张应力，并且对于某些类型的管壁材料，如塑料，会导致其发生显著的彻底扩张，由于这些因素，肋柱的刚度会因而增加，活塞或薄膜向外移动时则反之。此外，所述活塞或薄膜也可以在空管肋柱(28)外部，通过合适的进口让其高压输入进入空管，或采用空管内部的进口，比如可包含在电压作用下改变体积的合适电活性聚合物，从而改变管内压力。在另一个尤其适合低rpm(每分钟转速)的海洋推进器的版本中，此类加固肋可包含一根由上述用于肋柱的相同材料制成的弹性梁，弹性梁具有延长横截面形状，例如椭圆型或卵形，且安装在圆形管内。当促动器使所述梁相对于叶片平面转动时，其相对于该平面且相应于其刚度的面积惯性矩将变化，如有需要可变化数倍。另一种在rpm较高的空中旋翼中实施这一加固肋的方式是将其作为板弹簧，它由两片或更多厚度预定的扁平条组成，其接触表面有导电层或导电涂层，而所述扁平条之间有一电流变液薄层。扁平条表面可有意进行粗糙化或凹凸化处理以增加所述液体在所述扁平条之间摩擦力下的黏性变化。通过电压作用控制所述液体的黏性，最高可达刚性，从而控制所述用于加固肋的微型(在适当情况下)板弹簧的刚度。此类具有可变刚度的加固肋的这些及其它实施方式在编号为 PCT/IL2015/05021的专利申请“智能弹簧及其组合”和编号为PCT/IL2016/051195的专利申请“具有动态可变刚度的弹簧”中作为板弹簧和螺旋弹簧进行了详细描述。加固肋(28)的刚度变化可以沿叶片翼展呈现差异性，这将影响涡流形成的形状及其沿所述可弯曲边缘的可能移动。可以在沿叶片弦上的多个位置提供沿叶片翼展的所述可弯曲边缘，例如(图6)沿着叶片两侧相对边缘以相反的可弯曲边缘朝向，朝向定义为从其安装侧到可移动的自由侧的方向。在需要在逆向气流中操作的情况下，或是其他在叶片的当前瞬时轨道位置及其当前螺旋角条件下逆转前缘和后缘会带来有利效果的情况下，这一特性尤为有用。在这种情况下，控制***作出判定，使之前的后缘变为刚性，而之前的前缘变为程度适合的可弯曲。或者，取决于叶片是为何种类型的操作环境设计的，可弯曲的边缘也可面向相同的方向安装(图7) 在相对于叶片轴点的不同侧或同一侧。在这两种情况下，它们都需要在叶片表面有沿翼展方向且具有足够大预定尺寸的开口，以便非前缘也非后缘位置的可弯曲边缘操作。

在本发明的第六实施例中，叶片将具有动态侧面厚度可变性，以使叶片横截面的侧面轮廓，或者还可以使其跨翼展方向的侧面轮廓，针对在一次旋转中沿着叶片轨道的不同操作条件和机制能达到最优。在第五实施例中，当前缘和后缘逆转且需要叶片侧面轮廓做出相应改变以配合逆转时，也将需要这一特性。图8中所示的叶片将包含一个如上述第一实施例中所描述的形状为固定或可变的基板(29)和可弯曲的覆盖层(30)，此覆盖层应以具有所需柔度、刚度、弹性和抗疲劳性的材料制成，例如对空气动力应用可采用单层石墨烯薄板或碳纤维薄板，对海洋推进器可采用弹簧钢薄板或弹性铜合金薄板或碳纤维薄板。所述薄板最好安装在基板(29)的上下两面，且以多个按照预定型式和预定间距安装在基板上的促动元件(31)支撑。所述促动元件可使用例如记忆合金圆锥螺旋线，它们的形状能在完全伸展时的圆锥形和完全收缩时的扁平螺旋之间变化，由控制***个***置控制每一个此类元件或一组预定元件，如附连于同一根沿叶片翼展延伸的扁平结构条(33)的一排元件。通常一排促动器内移动的距离是相同的，但也可以使这些成排或成组的促动器沿着叶片翼展进行差异性移动，从而实现叶片的沿翼展侧面轮廓可变性。此类成排促动元件的另一种实施方式是使用充气且长度可延伸的软管，对于空中旋翼采用气压充气，对于海洋推进器采用气压或水压充气，该软管安装在基板(29)上，且附连于扁平结构条(33)。或者对于空气动力应用，此类促动元件也可使用带放大器的压电促动器，它们作用快速得多并且可用于在每次旋翼旋转中动态改变所述薄板的形状。随着所述薄板的横截面侧面轮廓曲线变化，所述曲线的长度也会发生改变。要实现所述的长度改变，可通过使用分为宽度预定且部分重叠的板条(32)的薄板。随着相邻板条之间的高度差变化，即可通过改变相邻板条之间的重叠量改变所述曲线的长度。或者也可沿着相邻板条跨度使用槽舌连接。如果一块薄板条覆盖了一排以上的促动支撑，此板条就附连于一排所述的促动支撑，并具有已知的可促进其对于其他所述支撑排移动的方式，比如使用合适的可弯曲轨道，轨道与薄板相连，旋翼或滑块安装在促动支撑上。此外，也可在薄板上安装一层由长度可变的弹性体制成的覆盖层(图中未显示)，以覆盖薄板条的边缘。要使所述的薄板变弯曲，可使用许多种类的此类促动支撑及其他促动方式，但即使细节有所不同，总体的情况是，它们都被视作属于本发明的精神和范围之内。第六实施例的第二个版本尤其适合海洋推进器叶片。它将包含以合适的电活性聚合物或其他能在电压作用下以预定的方式和程度改变其体积和/或形状的合适材料制成的垫板(未显示)，所述垫板附于固定基板或可弯曲的基板(29)上，可能在基板的两面，还可以具有由一张薄层或多块可能部分重叠的板条组成的保护性覆盖层，例如弹性体制成的，在安装了所属垫板的叶片的各表面上展开其联合表面。对于第六实施例的两个版本，都通过润滑支撑表面来促进薄板条或整块固体薄板的移动，对海洋叶片采用海水润滑，而对空中叶片采用空气润滑。起润滑作用的水流或气流可为经强制或引导的叶片周围的水流或气流。

本发明叶片的第七实施例将具有可控“开”或“关”状态且在其大部分表面上都基本畅通无阻的流渗透性，以减轻在某些本可以是良好的轨道上遇到的非常强的跨轨道流的影响。这些流能分别产生非常显著的浮升力或负推力脉冲，但也有其他特定情况是能让依据控制***指令产生的所述渗透性变得非常有用的。叶片(图9)的两侧表面都将有大小和位置相匹配的小孔(34)，覆盖着类似于百叶窗的可转动板条组 (35)，可以是沿着或垂直于叶片翼展延伸的，垂直更为理想，因为这可能是对跨叶片的流干扰最小的。所述由百叶窗覆盖的表面上的小孔之间将有通道壁(36)引导并横向控制在所述小孔之间流经叶片的流。所述百叶窗中板条的转轴(37)可具有适当时可以为微型的齿轮或扇形齿轮(38)，最好是在板条两端都有以防止使其扭曲，所述齿轮/扇形齿轮与一个由促动器驱动的支架(39)或有齿的传送带相咬合。对于轻质空中应用，可采用类似于弦的扭力作用于所述的板条的两端，而不用转轴，且可通过以线性促动器促动的可移动普通推/拉链接将板条连接到靠近边缘处。为了抵消由大量板条一起转动产生的空气动力，一半板条可通过一个链接向一个方向转动，而另一半则通过另一个链接向另一个方向转动。所述促动器应具有锁定能力，或应有一个已知类型的独立装置(未显示)与所述的推拉链接或支架 (39)操作性相连。或者，也可在预见到流时通过解开促动器锁定或所述独立锁定装置，让流使所述板条转向开位置，然后通过促动链接或上述具有足够转动刚度的类似于弦的扭力让板条回到关位置。

5.草图和图表

另行提供。

6.操作

在操作中，第一实施例(图1)的叶片将随着控制***选择的操作模式弯曲其形状。弯曲将通过位于区段(1)间空隙的促动器(3)依照控制***的指令改变其与相邻区段(1)的附连点间的相对距离来产生，从而改变区段的相对角度位置，以此改变叶片形状。在控制***协调的促动器作用下，叶片将进行弯曲动作，例如主要由其末端区段形成的鱼尾运动或推进型的波动运动或持续呈现出不同的曲线轮廓以生成适合当前时刻的操作环境的最优升力/推力。本实施例的另一个不同版本如 (图2)所示，将以如下方式操作：控制***将以协调方式激活电活性聚合物区段 (7)，区段将伸展和收缩，推拉分隔板(6)，从而引起弹性板(5)弯曲，并因此导致整个叶片按照控制***的指示弯曲。叶片也可使用置于其上的压力/流传感器使控制***完全知悉当前叶片周围的流的情况。它将把数据发送至位于推进器/ 旋翼结构上其他位置的接收器，此外还可一同发送例如红外光的信号，向***提供反馈以判定叶片部件的准确位置。

在第二实施例的叶片操作中(图3)，依照控制***的指令，促动器将改变其与轴连短轨道(10)的附连点和叶片滑架之间的距离，从而移动滑架，也即相对于所述轴点(12)随之移动其上装载的叶片，这将令前缘和后缘涡流的相对大小发生改变。如果为了交错移动而使用一个以上滑架，促动器将在嵌套滑架之间实施相应的移动。与在第一实施例中所描述的一样，此外，也可将叶片压力/流数据和位置信息发送至控制***。

在第三实施例(图4)中，促动器(13)将按照控制***的指令移动，从而移动安装在可移动支撑(15)上的柱销(14)，由此使后缘延伸(17)相对于叶片后缘向内或向外移动。促动器(13)可差异性移动，从而为柱销(14)提供不同的位置并由此使后缘延伸的右角和左角所处的位置与叶片后缘的距离不同。另一设计(图 4A)具有带滚轮的旋臂(16a)，可具有跟随后缘延伸控制轨道(17a)而动，从而被转到，并转动轴(14a)，再由其带动传送带(13a)及附连于其上的连接杆 (15a)，连接杆使后缘延伸(17)向外和向内运动，而平衡物(15b)则向相对于后缘延伸(17)的反方向运动。在需要时，后缘延伸的运动可用于脱落沿着后缘产生的后缘涡流，或控制后缘涡流的大小或后缘周围的流。此外，后缘延伸的位置信息和来自其上任何压力/流传感器的数据也可以上述方式发送至控制***。

在本发明叶片的第四实施例(图5)中，当控制***松开离合器(22)时，可转动的襟翼将被释放以自由移动，且将被流推动到叶片的任一侧，使后缘涡流脱落或使在特定轨道拐点上出现的有不利影响的强流归入下降流，而不会产生负升力及其它不良后果。之后，按照控制***的指令，促动器(21)和离合器(22)将被重新接合，使襟翼与叶片其余部分对齐或将其定位于控制***指示的某个其他角度。也可以动力驱动襟翼转动，以实现襟翼的鱼尾式推进运动或控制后缘涡流的产生。

本发明叶片的第五实施例(图6)具有可弯曲的后缘(27)，其支撑肋柱的刚度可进行实时动态调整，用这种方式来控制并优化可弯曲边缘形成曲线的瞬时几何形状，以优化产生的涡旋效应，从而使叶片在各种状态参数，如rpm、即将到来的流速和方向、所穿过的叶片轨道部分的几何形状，以及当前迎角(如适用)下操作时，配合叶片的瞬时当前整体横截面形状使叶片性能达到最优。所述动态刚度变化可沿叶片翼展进行差异性实施，从而精确控制生成的涡流、其形状和沿翼展的运动，以及产生的升力或推力。由于在本实施例的叶片上可有多个可弯曲边缘，控制***对逆流可弯曲边缘的涡流脱落时间点将会把其对顺流可弯曲边缘操作的影响纳入考虑。第六实施例的叶片操作在描述部分已有充分说明，此处不做重复，但作为本文本整体的一部分纳入参考。

第七实施例中的叶片操作方式如下：依照控制***的指令，松开阻断支架(39)或连接可转动板条(35)的共用链接或连接到所述链接的线性促动器(未显示)的移动的锁定装置(未显示)，板条(35)随之被流以预定方向转向预期将有高动态压力的叶片一侧。随后，当动态压力通过叶片通道到达叶片另一面的可转动板条时，在叶片另一面的匹配小孔处也将发生同样的操作。于是流即可通过开出的匹配小孔之间的通道流过叶片。控制***的下一个指令可能由动态压力的改变或叶片进入其轨道的另一部分而触发，依照这一指令，促动器驱动所述支架(39)或共用链接使所述板条回归原始位置，并且促动器或锁定装置将阻止板条的任何移动，直至下一个***指令到来。在本第七实施例采用扭力固定可转动板条(35)的版本中，控制***的角色可被减轻至仅仅控制锁定装置，以防止在不应打开的时候或在叶片表面上的位置目前不应打开的时候打开小孔，而板条将被流的动态压力转动，从而打开小孔。此后当动态压力下降至预定水平时，扭力将使板条回到原始位置，关闭小孔。另一种可能是让促动器或控制***的指令使所述板条向任一方向转动，而不依靠板条上的流，这样能在流和/或动态压力变化开始作用之前让所述小孔提前打开或关闭，做好准备。

Claims (19)

1.一种用于旋翼或推进器的叶片，其包含能在一次旋转中为其提供横截面弯曲性能的结构性要素。

2.权利要求1中的叶片，其所属结构要素包括彼此互联的区段，使用促动部件按照来自控制***的指令对所述区段进行定位，以动态形成当前所需的叶片表面。

3.权利要求1中的叶片，其中所述结构性要素包含弹性核心，促动部件作用于其上。

4.权利要求1中的叶片，进一步具有操作上与支撑叶片的滑架相连的促动部件，以沿着叶片的弦线动态改变所述叶片的轴点位置。

5.权利要求1中的叶片，进一步具有受促动的延伸襟翼，使所述叶片总长度动态可变。

6.权利要求5中的叶片，具有独立促动部件，以使所述延伸襟翼的末端差异性伸展。

7.权利要求1中的叶片，具有安装在所述叶片后缘上的可转动襟翼。

8.权利要求1中的叶片，具有至少一个可弯曲的边缘，所述边缘具有可由控制***实时动态改变的结构性构件。

9.权利要求1中的叶片，其至少一个表面上具有可弯曲的覆盖层，且所述可弯曲覆盖层之下有促动部件，以改变所述可弯曲覆盖层的形状。

10.权利要求1中的叶片，具有部分覆盖其表面积的小孔，所述小孔上覆有可转动的板条，通过装置使其实时转动，从而实现对跨叶片流的控制。

11.用于平旋旋翼或推进器的固定形状叶片，具有在一次旋转中改变其流体动力属性的结构特性。

12.权利要求11中的叶片，其中所述在一次旋转中改变其流体动力属性的结构特性为促动部件，以改变沿叶片弦线的轴点。

13.权利要求11中的叶片，其中所述在一次旋转中改变其流体动力属性的结构特性为受促动的延伸襟翼，使所述叶片的总体长度动态可变。

14.权利要求13中的叶片，具有独立促动器，以使所述延伸襟翼的末端差异性伸展。

15.权利要求11中的叶片，其中所述在一次旋转中改变其流体动力属性的结构特性为安装于所述叶片后缘上的可转动襟翼。

16.权利要求11中的叶片，其中所述在一次旋转中改变其流体动力属性的结构特性为至少一个可弯曲边缘。

17.权利要求16中的叶片，其中所述边缘包含结构性构件，其刚度为实时动态可变。

18.权利要求11中的叶片，其中所述在一次旋转中改变其流体动力属性的结构特性为在其至少一个表面上的可弯曲覆盖层，以及在所述可弯曲覆盖层之下的促动方式，以改变可弯曲覆盖层的形状，从而改变叶片的表面形状。

19.权利要求11中的叶片，其中所述在一次旋转中改变其流体动力属性的结构特性为覆盖其表面积相当大部分的小孔，其中所述小孔上覆有可转动的板条，通过装置使所述覆盖层中的所述板条实时转动，从而实现对通过叶片的流的控制。

Images