JP5075798B2 - 回転翼航空機のブレード、該ブレードを備えた回転翼航空機のロータ及び該ブレードの製作方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転翼航空機のブレードに関し、そのブレードの圧縮側の面上及びそのブレードの吸込側の面上にそれぞれ平坦に配置された実質的に水平方向の桁を備え、本発明は、また、そのブレードが配設されている回転翼航空機のロータに関し、また、そのブレードの製作方法に関する。

回転翼航空機は、機体に揚力及び／又は推進力を提供するように働く少なくとも１つのメインロータを駆動する少なくとも１つのエンジンを備えている。ロータは、エンジンによって駆動されるロータシャフトによって作動されるハブを備え、そのハブ上には、複数のブレードが配設されている。

ブレードの回転運動の間に、ブレードは、捩りの力を受け、また、それらは結果としてフラッピング、抵抗及び捩れによる複数の影響と一緒に遠心力を受ける。ここで、捩れは、ハブの面に対して相対的なブレードの傾斜の角度を変更しようとするピッチにおける変化によって特に生じる。

さらに、ハブは、一般に、複数のアームを含み、ハブは、オプションとしてフラッピングにおいて可撓性があり、ブレードは、アームの端に配設されている。次に、特に遠心力に起因する力がハブの非可撓性の中心領域へ伝達される。

第１の既知のタイプのブレードは、そのブレードのスパンに沿ってブレードの根元部から延び、ブレードの前縁に配設されている桁を備えている。便宜上、このタイプの桁は、「前縁桁」と呼ばれる。

このタイプの桁は効果的であるが、例えば、音響的な理由のために、複雑な形状の現代のブレードに対しては不十分であることが分かっている。

独国特許発明第１４０６４９４号明細書は、水平方向の孔を備えたブレードを開示している。

第２の既知のタイプのブレードは、そのブレードの圧縮側及び吸込側の面上にそれぞれ平坦に配置された少なくとも１つの第１の実質的に水平方向の桁を備えている。慣例的に、当業者は、平坦に配置されているこのような桁を「分散桁」と呼ぶ傾向がある。何故なら、第１の桁は、吸込側及び圧縮側の面上のブレードのコードの上に分散されているからである。以下に使用されているような「分散桁」、及び「平坦に配置された桁」、又はさらには、「平坦に配置された分散桁」という用語は、全て同じタイプの桁を意味する。

第１の桁、すなわち、分散桁に連結されている「前縁」桁タイプの第２の桁を提供することが可能であることに注目する必要がある。

第１の桁は、次に、その回転翼航空機のハブに対して、特にそれに対して遠心力を伝達するために締結されている。

第２のタイプのブレードは、特に分散桁が前縁桁と関連付けられている場合は、現代のヘリコプターの要求条件を満足するために完全に適している。

しかしながら、また、不運にも、分散桁に適合しているブレードをロータのハブに付加することは困難であることが分かっている。

米国特許第３９２３４２２号明細書は、そのような機能を実行するための第１の装置を開示している。ブレードの根元部において、分散桁は、ロータの回転の軸に平行に延びている垂直方向の締結具軸受筒の回りに巻かれている。

しかし、垂直方向の締結具軸受筒の回りに垂直方向に巻くためには、ブレードの吸込側及び圧縮側の面上に平坦に配設されている分散桁は捩られる必要がある。全体として約９０度に及ぶそのような捩りは、ブレードを複合材料から作製している場合には、主として一方向性の繊維によってその桁が作製されている限りにおいて、壊れやすいという欠点につながる。

また、分散桁の捩られたセクションから来ている一方向性の繊維をそのブレードの吸込側及び圧縮側の面上に平坦に配置することは困難である。

従って、捩れは、形状に関して、また、機械的及び振動の特性に関しての両方においてブレードの再現性が悪くなることにつながる。

さらに、フィラー要素をブレード内に配設する必要がある場合、桁の捩れが同じには再現されないので、複雑な形状となり、また、それらはブレードごとに変化する。そこで、ブレードの製作を自動化することが困難となる。

次に、仏国特許発明第２１８６３８０号明細書に記載されている第２の装置に従って、桁を「水平方向に」巻く構想が実現可能である。

しかしながら、そのブレードは、締結具手段を有していない。それは、非常に特殊な形状である回転翼航空機のハブのアーム内に配設され、次に、巻かれているブレードの桁を保持するようにアームを通過する水平方向の締結具ピンの手段によってそのアームに固定される。

ブレードの過剰なフラッピングを回避するために、アームがそのブレードの桁上にクランプしている頂部及び底部プレートを備えている可能性が非常に大きい。

しかしながら、その第２の装置は、ブレードの抵抗のために、力を処理するのに特に適しているようには見えない。

結果として、当業者は、前記第１の装置のように、垂直方向の締結具軸受筒を使用する解決策を好む傾向がある。

回転翼航空機のブレードの技術分野の特異性により、欧州特許第０４２９３５３号明細書及び欧州特許第０３５３６７２号明細書は、垂直方向の軸受筒を備えた翼、すなわち、該翼の回転の面に対して垂直方向に延びている軸受筒を備えた翼を記述していることを理解することができる。

本発明の１つの目的は、容易に再現することができる少なくとも１つの分散主桁を含む回転翼航空機のブレードを提供することであり、また、そのブレードが受ける力、すなわち、遠心力だけでなく、フラッピング、抵抗及びブレードの捩れに起因する力をも良好に制御することを保証している前記ブレードの取付金具を提供することである。

本発明は、回転翼航空機のロータに対するブレードを提供し、該ブレードは、ブレードの根元部及びそのブレードの根元部から反対側の端の自由端を有し、また、主桁、すなわち、そのブレードの吸込側の面上及び圧縮側の面上に平坦に配置された実質的に水平方向の分散桁も有しており、該主桁は、前記ブレードの根元部において取付金具に固定されている。

本発明のブレードは、第１及び第２の水平方向の締結具軸受筒を備える取付金具に特徴があり、第１及び第２の締結具軸受筒は、それ故、ブレードのスパンに対して、及び、メインの揚力用及び推進力用のロータに対する重力方向において実質的に延びている高さ方向に対して、の両方に垂直であり、その高さ方向は、前記スパンに対して直角であり、前記ブレードが前記ロータによる回転において駆動される場合に、前記ブレードの回転の面に対して垂直である。

第１及び第２の軸受筒の長手方向の軸は、従って水平方向であり、それ故、前記ブレードの吸込側及び圧縮側の面上に平坦に配置されている分散桁の部分に対して実質的に平行である。さらに、これらの長手方向の軸はブレードのスパンに対して実質的に垂直である。

従って、第１の締結具軸受筒、すなわち、前記ブレードが回転翼航空機のロータ上に配設されている場合のハブに対してより近い締結具軸受筒はそのブレードに密接に連結されている。この第１の締結具軸受筒は、前記ブレードの遠心力、捩れ、及び抵抗の力等の、平坦に配置された主桁を経由して伝達されるブレードの力の主要な部分を取り上げる。

さらに、第１の締結具軸受筒は、ブレードからロータのハブへ遠心力を伝達するのに極めて効果的である。

第２の締結具軸受筒、すなわち、ブレードの自由端により近い締結具軸受筒は、第１の軸受筒と関連付けられている。第１と第２の締結具軸受筒の間の距離が短い場合、すなわち、その距離がブレードの合計スパンの１０分の１より小さいか、又は等しい場合、第２の締結具軸受筒はブレードの抵抗又は捩れのための力を取り上げることにおける効果が制限される。

しかし、第２の締結具軸受筒は、ブレードのフラッピングに起因する力をアクティブに取り上げることに貢献する。

さらに、第１及び第２の水平方向の締結具軸受筒を使用することは、ブレードをロータのハブに対して締結するのに役立つピンによって取付金具上に加えられるピーニング（peening）圧を減らすために役立つ。

以下に説明されるように、第１及び第２のピンが第１及び第２の締結具軸受筒に係合している。これらの第１及び第２のピンは、ピーニング圧と呼ばれる圧力を締結具軸受筒上に加える。

ピーニング圧は、ピンとその関連付けられた締結具軸受筒との間の接触面積に反比例する。

水平方向の位置において２つの締結具軸受筒を使用することは、前記接触面積を最大化するのに役立ち、従って、ピーニング圧を最小化するのに役立ち、それによって第１及び第２の締結具軸受筒の、従って、取付金具の物理的一体性を保っている。ピーニング圧は、とても無視できない従来の取付けシステムと比較して半分にすることができる。

さらに、水平方向の位置に２つの締結具軸受筒を使用することは、その締結具軸受筒の剛性を最大化するのに役立ち、それにより、締結具軸受筒は、例えば、ブレードのフラッピング又は捩れの間のより高い力に耐えることができる。

等価なサイズに対して、締結具軸受筒の直径を最大化することができること、それによってそれらの慣性モーメントを最大化し、それらの剛性を最大化することができることが分かっている。

同様に、等価な直径及び厚さに対して、中性軸に対して相対的に平行な位置にありフラッピングにおいて曲がっている締結具軸受筒の慣性モーメントは、その中性軸に対して相対的に垂直方向の位置にありフラッピングにおいて曲がっている締結具軸受筒の慣性モーメントより大きい。結果として、本発明の締結具軸受筒上に加えられるストレスは最小化される。

さらに、各締結具軸受筒は、オプションとして、金属の内側部分を囲んで通過している複合材料の筒状の外部被覆を有している。

金属の内側部分は、複合材料の筒状の外部被覆で覆われている薄肉金属管である。その内側部分は、締結具軸受筒を通過するピンがその外部被覆の複合材料を擦るのを防止する。結果として、磨耗による劣化のリスクがない。複合材料は一般的に、ピンと締結具軸受筒との間の相対的な運動が小さい場合であっても、摩擦性の摩滅に対する抵抗力が低い。

さらに、締結具軸受筒の金属の内側部分にとって、前記ブレードの根元部から離れたブレードの自由端の方に向く平坦な面を含むことは有利である。

ブレードの振動の故に、ピッチの変更時における回転の軸に対する相対的なブレードの回転の故に、あるいは、さらにそのフラッピング及び抵抗の動きの故に、締結具軸受筒の金属の内側部分は、それを覆う外部被覆から分離することのリスクを伴う。

この分離は隙間が生成されることにつながり、それにより事故につながるか、又は取付金具の寿命、それ故、ブレードの寿命を減らすことにつながる局所的なストレスが発生する。

しかし、金属部分の外径内に平坦な部分を配置することによって、その外側の周辺の厳密に筒状の形状がなくなる。次に、締結具軸受筒の金属の内側部分は、それを部分的に覆っている外部被覆から回転して分離することのリスクがなくなる。

各軸受筒内の平坦な部分は、そのブレードの自由端の方に向いている。これは、遠心力の効果の下でのその平坦な部分の側面に沿って鋭いエッジにおいて外部被覆が損傷されるのを防止するのに特に役立つ。

この平坦な部分がブレードの根元部に向いている場合、前記ブレード上に加わる遠心力は、前記平坦な部分に対して外部被覆を押しつける傾向があり、これは破壊的になる可能性がある高いレベルの過剰なストレスに局所的につながることになる。

前記金属部分は、平坦な部分及び接着剤によって外部被覆に対して相対的に動くことが防止される。金属部分の外部被覆におけるその金属部分のスライディングが、障害物の手段によって、すなわち、ショルダーを有しているリングを係合することによって、又は、その金属部分そのものに対してショルダーを与えることによって、回避される。

最後に、外部被覆は、少なくとも１つの楕円形の窪みを有することが好ましい。次に、その金属の内側部分は、外部被覆におけるその楕円形の窪みの形状にマッチさせることができる形状のものである。

この楕円形の窪みは、その金属の内側部分と、前記内側部分に挿入されているピンと、の間の接触点の数を減らす。これらの接触点を好ましい領域内に配置することによって、その取付金具の物理的一体性が保たれる。

さらに、ブレードの取付金具は、第１及び第２の軸受筒を隔てるためのスペーサシステムを含み、前記スペーサシステムは少なくとも１つのスペーサ手段を備えていることが好ましい。

そのスペーサシステムは、このように、取付金具の製作時、又はブレードが回転翼航空機のロータに締結される場合のいずれであっても、第１及び第２の軸受筒の互いに向かっての動きを回避するのに役立つ。一般に、そのスペーサシステムは、例えば、飛行中に、あるいは停止している時等、ブレードにストレスがかかっている場合に重要となる。

各スペーサ手段は、締結具軸受筒の長手方向に対して、及びブレードのスパンに対して垂直である垂直のリブを含むことができる。取付金具上に加わる力によって、その重合時に、及び特に動作中に、取付金具に加わる圧力によって、スペーサ手段が損傷されないことを保証する。

第１の実施形態においては、取付金具は、第１と第２の締結具軸受筒の間に対称的に配設されている偶数個のスペーサ手段を有している。

複数のリブが付いたスペーサシステムを有することが有利であり得る。財務的な観点から、複数のリブを備える単独のスペーサ手段を作製することは非常に費用がかかる。

結果として、それぞれ１つのリブを有している複数のスペーサ手段を製作することが好ましく、そのスペーサ手段は、互いに対して相対的に配設され、対称的な構成において一緒に接着剤で結合されており、その結果のスペーサシステムは、単独のスペーサ手段が複数のリブを有しているように見える。

さらに、薄い２つのリブを互いに隣り合わせに配置することによって、２倍の厚さリブが得られる。この配置によって、スペーサシステムを非常に強い、かつ、低コストのものにすることができる。

第２の実施形態においては、そのスペーサシステムは、スペーサ手段、すなわち、垂直方向のリブを備えた中央の梁を、２つの外側のスペーサ要素と一緒に備えている。各スペーサ要素は、その中央の梁に対して配設された面に垂直方向の面と、第１及び第２の締結具軸受筒のそれぞれに対して配設された凹型の垂直方向の面と、を提供している。

取付金具がスペーサシステムによって隔てられた第１と第２の締結具軸受筒を含んでいる場合、第１と第２の締結具軸受筒と前記スペーサシステムとを備えるアセンブリは、ガラス繊維のスライバー及び布地シートの積層体によって構成されている複合材料の一次被覆によって覆われている。

それ故、その一次被覆は、取付金具を清潔に仕上げ、良好に密着された前記アセンブリを提供する。

さらに、以下に説明されるように、その一次被覆の外面が層間剥離の布地シートを備え、それ故、接着剤を塗布する前の研磨のステージを省略できるようにすることが有利である。次に、その層間剥離の布地シートはポリエステル又はポリアミドを含むことができる。

本発明は、新規の取付金具を備えたブレードに関するだけでなく、該ブレードを締結することができる発明性のマウントに適合したロータにも関する。

結果として、回転翼航空機のロータは、複数のアームを有するハブを備え、本発明のブレードが、それぞれのマウントによって各アームに対して締結される。

前記ロータは、そのマウントが、第１及び第２の側方分岐部及び終端壁を備えたＵ字型の締結具領域を備え、各側方分岐部は、第１及び第２の開口部を備え、第１のロータピンがマウントに係合し、第１の側方分岐部の第１の開口部、ブレード内の第１の締結具軸受筒、及び次に、第２の側方分岐部内の第２の開口部を次々に通過するようになっており、第２のロータピンがマウントに係合し、第１の側方分岐部内の第２の開口部、ブレードの第２の締結具軸受筒、及び次に第２の側方分岐部内の第１の開口部を次々に通過するようになっていることにおいて特徴がある。

上記説明されたように、この配置によって、第１及び第２のピンによって加えられるピーニング圧が制限されるようにすることができる。

さらに、第１及び第２の締結具軸受筒を使用すること、それ故、第１及び第２のピンを使用することは、特に、ブレードがそれ自身の重量だけがかかって停止している場合に、そのブレードのフラッピングを受容するのに十分である。

最後に、そのマウントの第２の開口部は、剛性の材料の２つの層の間に挟み込まれたエラストマーの少なくとも１つの層をそれぞれ含んでいる、それぞれのエラストマーベアリングによって部分的に閉じられることが有利である。

次に、そのエラストマーベアリングは、ブレードのフラッピングをダンプするのに貢献する。

さらに、本発明は、上記のようなブレードの製作方法も提供し、その方法は、
ａ）各金属の内側部分上に外部被覆を配置することによって第１及び第２の締結具軸受筒を製作するステップと、
ｂ）前記第１と第２の締結具軸受筒の間にスペーサシステムを配置するステップと、
ｃ）第１及び第２の締結具軸受筒と前記スペーサシステムとを備えるアセンブリを、層間剥離の布地シートを含む外面を有している一次被覆で覆うステップと、
ｄ）第１及び第２の締結具軸受筒と、スペーサシステムと、一次被覆と、によって構成されている取付金具を重合化し、前記取付金具の一次被覆の外面を粗くするために重合化の後に層間剥離の布地シートが除去されるステップと、
ｅ）前記取付金具の回りに水平方向に主桁を巻き付けることによってブレードを製作し、主桁がブレードのスパン方向において、及び／又はブレードのコード方向においておそらく漸減的に巻かれるステップと、を含んでいる。

この製作方法は、複数の利点を示す。

第１に、その方法は、スリップのリスクをなくすことによってその取付金具のコンポーネント要素の位置決めについての完全な制御を提供する。

取付金具の製作時に、レールの取付金具の要素間でスリップの発生が見られるのが普通である。従来、当業者は、その取付金具の要素、及び例えば、桁、発泡プラスチック、（もしあれば）リブ、後縁の突出部、又はさらには前縁の保護部材等のブレードを構成している要素の両方を金型内に入れる。

これらの要素の全てを、それらが金型内の所定の場所に配置されている間に、移動するか移動されるようにすることができる。それは手動で行われることが多い。同様に、それらはブレードが重合化されている間に移動することができる。何故なら、その使用される樹脂が重合化の間に実施される圧力及び温度のために流体の状態に留まっているからである。

これに対し、本発明においては、取付金具は、ステップａ）からｄ）までの間に前もって製作されている。それらのステップの終りにおいて、取付金具はそれが適合していることを保証するために検査される。

さらに、取付金具の寸法は、回転翼航空機のブレードの寸法と違って、比較的小さいので、その取付金具の製作を管理することは比較的容易である。

それ故、本発明の方法は、取付金具がその仕様に適合していて、その部品が互いに相対的にスリップする危険性なしに得られることを保証する。

第２に、その取付金具は、その主桁を容易に巻くことを可能にする。その主桁は、平坦に配置された分散桁である。吸込側の面上に平坦に配置されている主桁の部分を取り、次にそれをその取付金具の回りに水平に巻き、それをそのブレードの圧縮側の面上に平坦に配置するようにするだけで十分である。

それ故、桁を取付金具の回りに巻くために捩る必要はない。

最後に、及び第３に、ステップｄ）は最も重要である。何故なら、それによって主桁と取付金具との間の高品質の連結を特別の困難なしに達成できるからである。

ステップｄ）は、特に、取付金具が重合化された後に層間剥離の布地シートを除去するステップから構成されている。それ故、そのシートが除去されると、取付金具の外面の劣化は僅かであり、この層間剥離シートの除去によってその外面上に粗さが発生する。

次に、この粗さによって樹脂をその取付金具上に容易に結合することができる。この特性は、その主桁を構成している複合材料がそれらの強さを減らすことを回避するようにするために殆ど樹脂を含まない時に特に重要である。結果として、取付金具の外面が前記粗さを呈することが有利である。

当業者は一般に問題の表面を研磨することによってこの結果を得ようとすることに注意する必要がある。その方法は効果的であるが、それは部品の再現性が必ずしも良くない。

さらに、ステップｃ）の間に、前記一次被覆を、ガラス繊維のスライバー上に布地シートの層を次々に積層することによって作り上げることができる。

そのような積層体を作製している間、一方向性の布地シートの層が２つのガラス繊維のスライバーの間に配置され、それにより、先ず第１に繊維スライバーの「束」に対して布地シートの「束」を固定することを回避し、それにより一次被覆の機械的強度を最適化する。

最後に、一次被覆の各布地シート層は一方向性であるので、ステップｃ）は、その一次被覆が直交異方性であるように異なる向きが与えられている複数の布地シート層の使用を含む。例えば、向きが、＋４５°、−４５°、及び９０°の布地シートを使用することができる。

本発明及びその利点は、以下の添付の図面を参照して例を示す方法によって与えられる実施形態の以下の記述からより詳細に示される。

２つ以上の図に存在する要素には、それらの全てに同じ参照番号が与えられている。

図１は、本発明の回転翼航空機のブレード１を示している。

互いに直交している３つの方向Ｘ、Ｙ及びＺが図１に示されている。

方向Ｘは、ブレード１の取付金具５の第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０が局所的にこの方向に延びている限り「長手方向」と呼ばれる。

もう１つの方向Ｙは、「横方向」と呼ばれる。ブレード１のスパンはこの横方向Ｙに延びる。

最後に、第３の方向Ｚは、「高さ」方向と呼ばれ、記載されている構造に対する高さの次元に対応する。重力Ｗは、この高さ方向Ｚに平行であることが分かる。

方向Ｘ、Ｙ及びＺは、そのブレードに密接に関連付けられていることが規定される必要がある。結果として、高さ方向Ｚは、ブレード１がある迎え角にある時に重力に対して平行である。この迎え角は変化する可能性があるので、例えば、回転翼航空機のパイロットがブレードのピッチを変更することを決定すると、その高さ方向Ｚは、重力に対して常に平行であるとは限らず、それに相対的に僅かに傾斜している可能性がある。

さらに、「水平方向」という用語は、長手方向Ｘ及び横方向Ｙを使用して定義される水平方向のＸ、Ｙ平面を意味し、「垂直方向」という用語は、長手方向Ｘ及び高さ方向Ｚに対して相対的に定義される垂直方向のＸ、Ｚ平面を意味する。

ブレード１は、例えば、推進力及び揚力を提供しているメインロータ、あるいはアンチトルクテールロータのいずれであっても、回転翼航空機のロータのハブに締結するためのブレードの根元部１’を有し、また、ブレードは、自由端（図示せず）を有し、前記自由端はブレードの根元部１’から離れたブレード１の先端に配置されている。

さらに、ブレード１は、分散主桁２を備え、主桁２は、それが吸込側の面３及び圧縮側の面４の上に平坦に配置されている限り実質的に水平方向になっているとみなされている。

主桁２は、水平方向に取付金具５の回りに巻かれており、取付金具５に固定されている。取付金具５は、ブレードの根元部１’をロータのハブに締結することができ、主桁２をブレードの吸込側の面３及び圧縮側の面４上に平坦に配置することができるようにするのに適している。

また、ブレード１は、通常の手段によって主桁２に連結されている前縁桁１”を有していることに留意されたい。

ブレード１に取り付けるための金具５が、スペーサシステム５０によって互いに隔てられている第１及び第２の水平方向の締結具軸受筒１０、２０を備えている。より正確には、第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０は、両方ともブレードのスパンに対して、それ故、横方向Ｙの両方に対して垂直であり、また、重力Ｗ、それ故、高さ方向Ｚに対しても垂直である。

結果として、第１及び第２の締結具軸受筒は、図６に概略的に示されているロータの回転軸（ＡＸ）に対して垂直である。

さらに、高さ方向は、回転軸（ＡＸ）の回りのブレードの回転面（Ｐ）に垂直であり、第１及び第２の締結具軸受筒は、前記回転の面（Ｐ）に平行である。

第１及び第２の締結具軸受筒の長手方向の軸ＡＸ１及びＡＸ２は、それ故、水平方向であり、長手方向Ｘに対して平行である。

結果として、第１の締結具軸受筒１０は、遠心力、ブレード１のフラッピング、捩れ及び抵抗に起因する力も受ける。

これに対し、第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０の長手方向の軸ＡＸ１とＡＸ２との間の距離Ｌは短く、すなわち、ブレードのスパンの１０分の１より短いか、又はそれに等しく、従って、第２の締結具軸受筒２０は、遠心力及びブレード１のフラッピングに起因する力を受けるために必然的に貢献する。

図２は、取付金具５の締結具軸受筒の図である。

各締結具軸受筒１０、２０は、内側の金属部分４０と、薄肉金属管とを取り囲んでいる外部被覆３０と、を備える。

外部被覆は、第１及び第２の楕円形の窪み３１、３２を有する。結果として、内側の金属部分４０は、その被覆の楕円形の窪みと協調することができる形状を有している。

より詳細には、ブレード１の製作方法のステップａ）の間に、内部の金属部分４０が、所望の形状をそれに与えるように機械加工され、次に、外部被覆３０が、第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０を製作するように前記内側の金属部分４０上に配置される。

同様に、内側の金属部分の縁部にショルダー３３を設け、それが並進方向に動かないことを保証するようにすることができる。

第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０がステップｂ）の間に製作されると、スペーサシステム５０が第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０の間に配置される。スペーサシステム５０は、第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０が互いに向かって動くことができるのを防止する。

次に、スペーサシステム５０は、少なくとも１つのスペーサ手段を備え、そのスペーサ手段は垂直方向のリブを備え、スペーサ手段が重合化の間に取付金具上に加わる圧力に耐えることができることを保証する。

図３に示されている第１の実施形態において、スペーサシステム５０は偶数個のスペーサ手段、より詳細には、４つのスペーサ手段５１、５２、５３、５４を備え、それぞれが、垂直方向のＸ、Ｚ平面に対して平行に延びている垂直方向のリブ５５を備えている。

図４を参照すると、４つのスペーサ手段５１、５２、５３、及び５４が鏡面対称の構成に一緒に結合されている。それ故、スペーサシステム５０は第１及び第２の締結具軸受筒１０、２０と接触状態になる。

図５に示されている第２の実施形態においては、スペーサシステム５０は、第１及び第２の外側のスペーサ要素５７、５８と一緒に、垂直方向のリブ５５を備えている中央の梁５６を備える。

結果として、第１の外側のスペーサ要素５７は、第１の面垂直方向面５７’を有し、これは中央の梁５６に結合され、前記第１の締結具軸受筒１０と接触状態になるように、第１の締結具軸受筒１０にその凹面側が対向する第１の凹面の垂直方向面５７”を有している。

同様に、第２の外側のスペーサ要素５８は、中央の梁５６に結合されている第２の面垂直方向面５８’と、前記第２の締結具軸受筒２０と接触状態になるために第２の締結具軸受筒２０にその凹面側が対向する第２の凹面垂直方向面５８”と、を有している。

その後、どの実施形態においても、ステップｃ）の間、第１及び第２の締結具軸受筒１０及び２０及びスペーサシステム５０を含んでいるアセンブリが、複合材料の一次被覆６０で覆われる。一次被覆６０は繊維スライバー及び布地シートの積層体を備え、各繊維スライバーは２つの布地シートの間に挟み込まれている。

ステップｃ）に続くステップｄ）の間に、取付金具５は通常の技法を使用して重合化され、取付金具５の製作の仕上げをするようにする。

一次被覆６０の外側の面は、層間剥離の布地シートを含むことが有利であり、この層間剥離の布地シートは、ブレード１が重合化された後に除去される。

その後、前記外側の表面に孔が生成される。

最後に、ステップｅ）の間に、ブレード１の主桁２が取付金具５の回りに巻かれる。層間剥離の布地シートを除去された結果生じる孔は、桁２と金具５との間の接着性を高める。

図６に示すように、ブレード１が完成すると、それを回転翼航空機上に取り付けること、より正確には、回転翼航空機のロータのハブ上に取り付けることが必要である。

この目的のために、ロータのハブは第１及び第２の側方分岐部７１、７２及び終端壁７５を有するＵ字型の締結具領域を提供するマウント７０を備えている。

第１及び第２の側方分岐部７１及び７２は、孔が開けられており、それぞれが第１及び第２の開口部７１’、７１”、７２’、７２”を有している。

第２の開口部７２’、７２”は、エラストマーベアリング７３に適合し、それらを部分的に閉じ、エラストマーベアリングがある程度ダンパーとして働くことが好ましい。

そのような状態の下で、各エラストマーベアリングは少なくとも１層のエラストマー及び少なくとも１つの剛性層を含んでいる積層体を備え、各エラストマー層は２つの剛性層の間に挟み込まれている。

ブレード１を締結するためにブレードの根元部１’がマウントの第１及び第２の側方分岐部７１、７２の間に最初に配設される。

その後、第１のピン８１が第１の側方分岐部７１の第１の開口部７１’内に挿入され、金具５の第１の締結具軸受筒１０、そして次に第２の側方分岐部７２の第１の開口部７１”を次々に貫通するようにさせる。

同様に、第２のピン８２が第１の側方分岐部７１の第２の開口部７２’内のベアリング７３内に挿入され、次に、金具５の第２の締結具軸受筒２０、そして第２の側方分岐部７２の第２の開口部７２’内のベアリング７３を次々に貫通させる。

マウント７０に対するブレード１の締結を仕上げるために、ブレード１の取付金具５に対して相対的に第１及び第２のピン８１、８２の並進方向の動きを防止するための通常の手段を使用することで十分である。

当然、本発明は、その実施に際して多くの変形版があり得る。いくつかの実施形態が記述されたが、全ての可能な実施形態を網羅的に識別することは考えられないことは容易に理解することができるだろう。記述された手段のどれかを、本発明の範囲を逸脱することなしに、等価な手段によって置き換えることは当然可能である。

本発明のブレードの図である。 締結具軸受筒の概略図である。 第１の実施形態における取付金具の分解図である。 第１の実施形態における取付金具の断面図である。 第２の実施形態におけるスペーサシステムの部分図である。 本発明のロータマウントの等角図である。

Claims (15)

1. 回転翼航空機のロータのブレード（１）であって、
   前記ブレードは、ブレード根元部（１’）と、前記ブレード根元部（１’）から離れている自由端と、を備えるとともに、前記ブレード（１）の吸込側の面（３）及び圧縮側の面（４）上に平坦に配置された主桁（２）を少なくとも１つ備え、
   前記桁（２）は、前記ブレード根元部（１’）において取付金具（５）に固定され、
   前記取付金具（５）は、第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）を有し、
   前記第１及び第２の締結具軸受筒（１０、２０）は、先ず第１に前記ブレード（１）のスパンに対して垂直であり、第２に、高さ方向（Ｚ）に対して実質的に垂直であり、前記高さ方向は、前記スパンに対して垂直であり、前記ブレードが前記ロータによって回転される場合に、前記ブレードの回転の面に対して垂直であり、
   前記第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）は、前記スパンに沿って水平方向に配置されている、
   ブレード。
   
2. 各締結具軸受筒（１０，２０）は、金属の内側部分（４０）を囲んでいる複合材料の筒状の外部被覆（３０）を備える、
   請求項１に記載のブレード。
3. 前記外部被覆（３０）は、前記ブレード根元部から離れている前記ブレードの前記自由端の方に向く平坦部分を含む、
   請求項２に記載のブレード。
4. 前記外部被覆（３０）は、少なくとも１つの楕円形状の窪み（３１，３２）を有する、
   請求項２に記載のブレード。
5. 前記取付金具（５）は、前記第１と第２の締結具軸受筒（１０，２０）を隔てているスペーサシステム（５０）を含み、
   前記スペーサシステム（５０）は、少なくとも１つのスペーサ手段（５１，５２，５３，５４，５６）を有する、
   請求項１に記載のブレード。
6. 各スペーサ手段（５１，５２，５３，５４，５６）は、垂直方向のリブ（５５）を含み、
   前記垂直方向のリブ（５５）は、締結具軸受筒（１０，２０）の長手方向の軸（ＡＸ１，ＡＸ２）に対して及び前記ブレード（１）の前記スパンに対して垂直である、
   請求項５に記載のブレード。
7. 前記取付金具（５）は、前記第１と第２の締結具軸受筒（１０，２０）の間に対称的に配設された偶数個のスペーサ手段（５１，５２，５３，５４）を有する、
   請求項５に記載のブレード。
8. 前記スペーサシステム（５０）は、スペーサ手段（５６）、すなわち、２つの外側のスペーサ要素（５７，５８）と一緒に、垂直方向のリブ（５５）を具備する中央の梁（５６）を有し、
   各スペーサ要素は、前記中央の梁（５６）に対して配設されている面の垂直方向面（５７’，５８’）と、前記第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）のそれぞれ１つに対して配設されている凹型の垂直方向の面（５７’，５８’）と、を提供する、
   請求項５に記載のブレード。
9. 前記取付金具（５）は、スペーサシステム（５０）によって隔てられている第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）を有し、
   前記第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）を有するアセンブリ及び前記スペーサシステム（５０）は、ガラス繊維のスライバー及び布地シートのスタックから作製されている複合材料の一次被覆（６０）で覆われている、
   請求項１に記載のブレード。
10. 前記一次被覆（６０）の外側の表面は、層間剥離の布地シートを含む、
    請求項９に記載のブレード。
11. 複数のアームを備えるハブと、各アームのマウント７０に対して締結されている請求項１に記載のブレード（１）と、を備える回転翼航空機のロータであって、
    前記マウント（７０）は、第１及び第２の側方分岐部（７１，７２）と終端壁（７５）とを備えるＵ字型の締結具領域を有し、各側方分岐部（７１，７２）は、第１及び第２の開口部（７１’〜７２’，７１”〜７２”）を有し、
    前記ロータの第１のピン（８１）は、前記マウント（７０）に係合し、前記第１の側方分岐部（７１）の前記第１の開口部（７１’）、前記ブレード（１）の第１の締結具軸受筒（１０）及び次に前記第２の側方分岐部（７２）の第１の開口部（７１”）を次々に貫通するようにし、
    一方、前記ロータの第２のピン（８２）は、前記マウント（７０）に係合し、前記第１の側方分岐部（７１）の前記第２の開口部（７２’）、前記ブレードの第２の締結具軸受筒（２０）及び次に前記第２の側方分岐部（７２）の第２の開口部（７２”）を次々に貫通するようになっている、
    ロータ。
12. 前記第２の開口部（７２’，７２”）は、剛性材料の２つの層の間に配置された少なくとも１つのエラストマーの層を有するそれぞれのエラストマーベアリング（７３）によって部分的に閉じられている、
    請求項１１に記載のロータ。
13. 請求項１に記載のブレードの製作方法であって、前記方法は、
    ａ）各内部金属部分（４０）上に外部被覆（３０）を配置することによって、第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）を製作するステップと、
    ｂ）前記第１と第２の締結具軸受筒（１０，２０）の間にスペーサシステム（５０）を配設するステップと、
    ｃ）第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）及び前記スペーサシステム（５０）を備えるアセンブリを、層間剥離の布地シートを含む外側の表面を有する一次被覆（６０）で覆うステップと、
    ｄ）前記第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）と、前記スペーサシステム（５０）と、前記一次被覆（６０）と、によって構成されている取付金具（５）を重合化し、前記層間剥離の布地シートが、前記取付金具（５）の前記一次被覆（６０）の外側の表面を粗くするために、重合化後に除去されるステップと、
    ｅ）前記第１及び第２の締結具軸受筒（１０，２０）を、前記ブレード（１）のスパン及び高さ方向（Ｚ）に対して垂直にするとともに、前記スパンに沿って水平方向に配置した状態で前記取付金具（５）の回りに水平方向に配置された主桁（２）を巻き付けることによって前記ブレード（１）を製作するステップと、を含む、
    方法。
    
14. ステップｃ）の間に、前記一次被覆（６０）が、ガラス繊維のスライバー上に布地シートの層を次々に積層することによって作製される、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記一次被覆（６０）の各布地シート層が一方向性であり、前記一次被覆（６０）を直交異方性とすることができるように、異なる向きで複数の層の布地シートがステップｃ）の間に使用される、
    請求項１３に記載の方法。

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