JPS6236952B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエーロフオイル形状、特に複合フアイ
バ巻回大形風力タービン用ロータブレードの設計
および製造に係る。一層詳細には、本発明は、エ
ーロフオイル形状を形成するため複合フアイバが
凹んだマンドレル表面に巻回されるときに生ずる
ブリツジ形成の問題を回避するための方法に係
る。巻回プロセス中に張力を受けているフアイバ
は表面の凹んだ輪郭あるいは谷部に従わず、ブリ
ツジを形成し、その結果ブレード構造を弱化する
空所が表面に生ずる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the design and manufacture of airfoil shapes, particularly composite fiber wound rotor blades for large wind turbines. More particularly, the present invention relates to a method for avoiding bridging problems that occur when composite fibers are wound onto a concave mandrel surface to form an air-oil shape. Fibers that are under tension during the winding process do not follow the concave contours or valleys of the surface and form bridges, resulting in voids in the surface that weaken the blade structure.

プロペラおよびロータブレードのようなエーロ
フオイルの製造技術は当業者によく知られてお
り、木材、木材合板、種々の金属および最近では
フアイバガラスのような複合材料の使用を含んで
いる。非常に大形のロータブレード、たとえば風
力タービン発電機に用いられるものでは、直径
91.5ｍに達する非常に大きな寸法であるがゆえの
特別な問題がある。費用および重量を節減してこ
れらのブレードを製造するための好ましい方法
は、マンドレルの上にフアイバを巻回する工程を
含む方法である。平行な樹脂含浸フイラメントの
バンドあるいは群が、緩かに回転するマンドレル
の上に巻回される。このバンドは典型的に約５cm
幅であり、それぞれ別々のスプールから繰り出さ
れる複数本のロービングから成る。各ロービング
は多数のフイラメントから成るので、バンドは何
千本ものガラスフイラメントを含んでいる。マン
ドレルの回転中にマンドレル上に所望のバンド経
路を生ずるように繰り出しガイドが配置されてい
る。ブリツジ形成、すなわちマンドレルの凹部を
架橋する形の巻回は円筒形状の場合には生じない
けれども、風力タービンブレードの場合には、ブ
レードのねじれと根元付近で凹んだ根元−先端間
厚み特性とのために、ブリツジ形成が生じ得る。
30ないし40゜のフイラメント巻回角度により、凹
んだ形状がやはり所望のバンド経路に沿つて現わ
れる。あるセクシヨンがバンド経路に沿いカツト
されると、マンドレルとそこに張力の作用下に巻
回されたフアイバあるいはフイラメントとの間に
空所が存在すると、そのセクシヨンにブリツジ形
成が生ずる。 Techniques for manufacturing airfoils such as propeller and rotor blades are well known to those skilled in the art and include the use of wood, wood plywood, various metals, and more recently composite materials such as fiberglass. For very large rotor blades, such as those used in wind turbine generators, the diameter
Its very large dimensions, reaching 91.5 m, pose special problems. A preferred method of manufacturing these blades to save cost and weight is one that involves winding the fibers onto a mandrel. A band or group of parallel resin-impregnated filaments is wound onto a slowly rotating mandrel. This band is typically about 5cm
It consists of multiple rovings, each unwound from a separate spool. Each roving consists of a large number of filaments, so the band contains thousands of glass filaments. An unwinding guide is positioned to create a desired band path on the mandrel during rotation of the mandrel. Although bridge formation, or winding that bridges the recesses of the mandrel, does not occur in the case of cylindrical shapes, wind turbine blades are susceptible to the combination of blade torsion and concave root-to-tip thickness characteristics near the root. Therefore, bridge formation may occur.
With a filament winding angle of 30 to 40 degrees, a concave shape also appears along the desired band path. When a section is cut along the band path, the presence of voids between the mandrel and the fiber or filament wound thereon under tension will cause bridge formation in the section.

ブリツジ形成により生ずる最も顕著な問題は、
空所がブレード構造を弱化することである。空所
をガラスおよび樹脂により満たして中実の構造に
することはできるが、これは重量および費用にか
なりの追加を必要とする。ブリツジ形成はフアイ
バの稠密性を損うので、樹脂対ガラス比を大きく
しなければならず、その強度が低下する。また支
持されていないバンドはロープを形成する傾向あ
るいは分離する傾向がある。 The most notable problems caused by bridge formation are:
The voids weaken the blade structure. Although the void can be filled with glass and resin to create a solid structure, this requires significant addition to weight and cost. Bridge formation impairs the densities of the fibers, requiring a high resin-to-glass ratio and reducing its strength. Also, unsupported bands tend to form ropes or separate.

フアイバの巻回角度はブレードの形状および荷
重の条件から定められ、この角度はブレードの長
手方向軸線に沿い変更されてよい。さらに、従来
の巻回方法は通常多重巻回パスを含んでおり、そ
れによりフアイバの層がエーロフオイルを形成す
るように積み上げられる。いくつかの用途では、
エーロフオイルあるいはブレードの特定の部分が
他の部分よりも多くのフアイバ層を含んでいてよ
く、たとえばロータブレードでは、構造的剛固性
を高めまた荷重を吸収するため外側端部よりも内
側あるいはハブ端部のフアイバ層を多くするのが
通常である。 The fiber winding angle is determined by the blade geometry and loading requirements, and this angle may be varied along the blade's longitudinal axis. Additionally, conventional winding methods typically include multiple winding passes whereby layers of fiber are built up to form an airfoil. In some applications,
Certain parts of the airfoil or blade may contain more fiber layers than others, for example in rotor blades, the inner or hub end may have more fiber layers than the outer end to increase structural rigidity and absorb loads. It is usual to increase the number of fiber layers in each section.

多くの用途では、いわゆるワインデイングある
いはアダプタ・リングがブレードの端部に用いら
れ、フアイバは製造中リングのまわりに巻き付け
られ、製造後にブレードの端部においてカツトオ
フされる。この方法もよく知られている。 In many applications, a so-called winding or adapter ring is used at the end of the blade, the fibers being wrapped around the ring during manufacture and cut off at the end of the blade after manufacture. This method is also well known.

いくつかの用途では、異なるパスのフアイバは
異なる組成を有してよく、また異なるパスには厚
み、間隔または角度の異なるフアイバが用いられ
てよい。一般的な方法は１つの巻回パスを右ねじ
の経路で、次のパスを左ねじの経路で形成するこ
とである。 In some applications, the fibers in different passes may have different compositions, and different passes may use fibers with different thicknesses, spacings, or angles. A common method is to make one winding pass with a right-handed thread and the next pass with a left-handed thread.

大形ブレードに対しては、フアイバを巻回する
マンドレルとして一般に固形表面が用いられる。
たとえばマンドレルはワイヤクロスおよびプラス
タフイラーで被われたプライウツド・フレームで
あつてよく、またアルミニウムまたはプラスチツ
クであつてよい。いくつかの用途では、スパー・
セクシヨンが強度向上のためにロータあるいはエ
ーロフオイルの内側に配置されており、マンドレ
ル・セクシヨンはスパーに隣接して配置されてい
る。製造が終ると、マンドルはエーロフオイルの
内側から除去されてもよいし、補強材として作用
するようにエーロフオイルの内側にそのまま残さ
れてもよい。 For large blades, a solid surface is generally used as the mandrel around which the fiber is wound.
For example, the mandrel may be a plywood frame covered with wire cloth and plaster filler, and may be aluminum or plastic. In some applications, spar
A section is placed inside the rotor or airfoil for strength, and a mandrel section is placed adjacent to the spar. Once manufactured, the mandrel may be removed from inside the Aerofoil or may be left in place inside the Aerofoil to act as a reinforcement.

樹脂または他のエポキシ母材で被覆されたガラ
スフアイバを用いるものとして説明してきたが、
他の種類のフアイバおよび（あるいは）母材も同
様に使用可能であること、また単一または多重の
フアイバを用いて本発明を実施し得ることは明ら
かである。 Although described as using glass fiber coated with a resin or other epoxy matrix,
It is clear that other types of fibers and/or matrix materials may be used as well, and that the invention may be practiced with single or multiple fibers.

ブリツジ形成を巻回角度の変更により防止し得
る場合もあるが、巻回角度の変更はロータの強度
および荷重吸収特性を変化させるので、この方法
は常に適用できるとは限らない。別の方法とし
て、エーロフオイルの設計を変更する方法もある
が、これは全システムの特性に著しく影響する
し、ブリツジ形成が特定の巻回角度において生じ
ないことを常に保証するものではない。一層良い
方法は、ブリツジ形成が生ずるであろうマンドレ
ルの局部的範囲を幾何学的形状から予め求めて、
ブリツジ形成を回避するようにエーロフオイルお
よびマンドレルの形状を調節することである。換
言すれば、バンドの経路に沿い凹部を生じないよ
うに形状をわずかに変更することである。それに
よりエーロフオイルが修整されるのは主に根元に
近い後縁であるから、空気力学的特性に与える影
響は無視し得る。 Although bridge formation can sometimes be prevented by changing the winding angle, this method is not always applicable since changing the winding angle changes the strength and load absorption characteristics of the rotor. An alternative approach is to modify the design of the airfoil, but this significantly affects the overall system properties and does not always guarantee that bridging will not occur at a particular winding angle. A better method is to predetermine from the geometry the local area of the mandrel where bridge formation will occur;
The aim is to adjust the shape of the airfoil and mandrel to avoid bridging. In other words, the shape is slightly modified to avoid creating recesses along the path of the band. The effect on aerodynamic properties is negligible since the resulting aerof oil is mainly modified at the trailing edge near the root.

したがつて本発明の１つの目的は、フアイバ巻
回大形ロータブレードの製造中のブリツジ形成を
回避または減少する方法を提案することである。 One object of the present invention is therefore to propose a method for avoiding or reducing bridging during the manufacture of fiber-wound large rotor blades.

本発明の他の目的は、複合フアイバがマンドレ
ルまたは他の輪郭表面上に巻回されるときにブリ
ツジ形成が生ずる位置を求める方法を提案するこ
とである。 Another object of the invention is to propose a method for determining the location at which bridging occurs when a composite fiber is wound onto a mandrel or other contoured surface.

本発明の別の目的は、ブリツジ形成を回避する
ように、複合フアイバが巻回されるマンドレルま
たは他の構造体の形状をわずかに変更するための
方法を提案することである。 Another object of the invention is to propose a method for slightly modifying the shape of a mandrel or other structure around which a composite fiber is wound, so as to avoid bridging.

本発明によれば、マンドレル上に複合フアイバ
材料の巻回によりエーロフオイル表面を製造する
際にブリツジ形成が生ずる位置を求め、ブリツジ
形成を回避するようにエーロフオイル表面の輪郭
を修整するための方法が得られる。この方法は任
意に選定された座標系たとえば円筒座標系で設計
データからエーロフオイル表面を表わすこと、一
定間隔でエーロフオイル上に代表的な座標点を選
定することとを含んでいる。たとえば座標点の集
合が、それぞれ巻回軸線を含む長手方向の平面と
エーロフオイルとの交わりである複数本の曲線
（ここではストリンガと呼ぶ）と、それぞれ巻回
軸線に対して垂直な平面とエーロフオイルとの交
わりである複数本の曲線（ここではステーシヨン
と呼ぶ）との交点により定められる。各座標点に
おいて、フアイバ巻回平面内に次のような２本の
直線が引かれる。第１の直線は被選定座標点から
出発してフアイバ巻回平面内をフアイバ巻回方向
に延び、第２の直線は被選定座標点から出発して
フアイバ巻回平面内をフアイバ巻回方向と反対の
方向、すなわち第１の直線から180゜の方向に延
びる。両直線は隣接するストリンガもしくは隣接
するステーシヨンと交わるまで延びる（そのいず
れをとるかは選択される）。それにより２本の直
線は被選定座標点と隣接ストリンガもしくは隣接
ステーシヨン上の交点とを接続する。第３の直線
が、被選定座標点の両側に隣接するストリンガも
しくはステーシヨンと巻回平面との交点を互いに
接続するように引かれる。もしも被選定座標点が
第３の直線よりも巻回軸線に近ければ、その被選
定座標点ではブリツジ形成が生ずると判定され
る。そのように判定された座標点は、ブリツジ形
成を回避するように、第３の直線のレベルまで高
められなければならない。続いて、この方法が、
エーロフオイルの軸線端部における境界点を除く
すべての座標点に対して繰り返される。この方法
は手作業によつても実施可能であるが、計算機に
より高速かつ効率的に実施することが好ましい。
ストリンガおよび（あるいは）ステーシヨンは平
面内にある必要はないし、それぞれ巻回軸線に対
して平行または垂直である必要もない。この方法
はエーロフオイル形状を表わす任意の座標系ある
いはエーロフオイル表面および巻回バンド経路の
任意の幾何学記述において適用し得る。 According to the present invention, a method is provided for determining the locations where bridging occurs during the production of an airfoil surface by winding a composite fiber material on a mandrel and for modifying the contour of the airfoil surface to avoid bridging. It will be done. The method includes representing the airfoil surface from design data in an arbitrarily selected coordinate system, such as a cylindrical coordinate system, and selecting representative coordinate points on the airfoil at regular intervals. For example, if a set of coordinate points is a plurality of curves (here referred to as stringers) that are the intersections of the longitudinal plane including the winding axis and the Aerofoil, and a plane that is perpendicular to the winding axis and the intersection of the Aerofoil, respectively. It is determined by the intersection with multiple curved lines (referred to as stations here). At each coordinate point, two straight lines are drawn in the fiber winding plane as follows: A first straight line starts from the selected coordinate point and extends in the fiber winding plane in the fiber winding direction, and a second straight line starts from the selected coordinate point and extends in the fiber winding plane in the fiber winding direction. Extending in the opposite direction, i.e. at 180° from the first straight line. Both straight lines extend until they intersect adjacent stringers or adjacent stations (whichever is selected). The two straight lines thereby connect the selected coordinate point and the intersection on the adjacent stringer or station. A third straight line is drawn to connect the intersections of the winding plane with the stringers or stations adjacent on either side of the selected coordinate point. If the selected coordinate point is closer to the winding axis than the third straight line, it is determined that bridge formation occurs at the selected coordinate point. The coordinate points so determined must be raised to the level of the third straight line so as to avoid bridge formation. Next, this method
It is repeated for all coordinate points except the boundary points at the ends of the axis of the airfoil. Although this method can be carried out manually, it is preferably carried out quickly and efficiently by a computer.
The stringers and/or stations need not lie in a plane, nor do they need to be parallel or perpendicular to the winding axis, respectively. This method can be applied in any coordinate system representing the Aerofoil shape or in any geometric description of the Aerofoil surface and the winding band path.

エーロフオイルが特定の目的たとえば風力ター
ビン駆動用ロータブレードに対して設計されると
き、その設計パラメータたとえば輪郭、長さ、空
気力学的特性、重量、荷重分布などには本質的な
制約条件が課せられる。ブレードの製造上の都合
も考慮には入れられるが、多くの設計パラメータ
はたといブレードの製造にとつて望ましくないと
しても変更不可能である。 When an airfoil is designed for a specific purpose, such as a rotor blade for driving a wind turbine, essential constraints are imposed on its design parameters such as profile, length, aerodynamic properties, weight, load distribution, etc. Although blade manufacturing considerations are taken into account, many design parameters cannot be changed, even if undesirably, for blade manufacturing.

大形風力タービンブレードでは従来の従来方法
は費用がかさみかつ困難であり、フアイバ巻回ブ
レードが最適であることが判明している。しか
し、その巻回には前記のブリツジ形成の問題のた
めに予期しない困難が生じた。これらの困難は、
本発明によれば、ブレードを完全に再設計した
り、フアイバが試験結果に基づいて巻回されるマ
ンドレルを変更したりすることなく、また同時に
ブレードの空気力学的特性に著しい影響を及ぼす
ことなく克服される。 For large wind turbine blades, conventional conventional methods are expensive and difficult, and fiber wound blades have been found to be optimal. However, the winding encountered unexpected difficulties due to the bridge formation problem described above. These difficulties are
According to the invention, without completely redesigning the blade or changing the mandrel on which the fiber is wound based on test results, and at the same time without significantly affecting the aerodynamic properties of the blade. be overcome.

第１図を参照すると、エローフオイルの代表例
としてロータブレード１０の一部分が斜視図で示
されている。特殊な輪郭形状は図示されていない
が、ブレード１０の横断面はその軸線方向に形状
および寸法が変化しており、またハブ端部は一般
に外側先端よりも厚くなつている。本発明の方法
は従来の空気力学的エーロフオイル形状のいずれ
にも適用可能であり、またエーロフオイルに限ら
ず任意の輪郭表面に対して適用し得るものであ
る。 Referring to FIG. 1, a portion of a rotor blade 10 is shown in a perspective view as a representative example of Erof oil. Although the specific profile is not shown, the cross-section of the blade 10 varies in shape and size along its axis, and the hub end is generally thicker than the outer tip. The method of the present invention is applicable to any conventional aerodynamic airfoil shape, and is applicable to any contoured surface, not just airfoils.

いつたんブレードが設計されると、フアイバあ
るいはフイラメントを所望の空気力学的形状に巻
回するため、フアイバを巻回するマンドレルを製
作する必要がある。設計に従つてマンドレルを製
作することは一般にブリツジ形成の問題のために
ロータブレードの製造に困難を生じ、満足なブレ
ードを得られないことが判明している。もちろ
ん、たとえばフアイバが巻回される経路に沿い直
線エツジを用いてマンドレルをその製作後に手作
業で検査し、もし凹部があればそれを修整するこ
とは可能であるが、この方法は明らかに著しく時
間がかかり、また１つの凹部の修整により他の個
所に凹部が生じなかつたかどうかを検査する必要
がある。この方法は明らかに受け入れられない。 Once the blade is designed, a mandrel for winding the fibers must be fabricated in order to wind the fibers or filaments into the desired aerodynamic shape. It has been found that making mandrels according to the design generally creates difficulties in manufacturing rotor blades due to bridge formation problems and does not result in satisfactory blades. Of course, it is possible to manually inspect the mandrel after its fabrication, for example using a straight edge along the path that the fiber is wound, and to correct any recesses, but this method is clearly significantly It is time consuming and requires inspection to see if repairing one recess does not cause recesses in other locations. This method is clearly unacceptable.

本発明の方法は、マンドレルの製作に先立つて
設計データからフアイバ巻回経路に沿う凹部位置
を探索し、ブリツジ形成を回避するようにマンド
レルの形状をその製作以前に修整するものであ
る。 The method of the present invention searches for the recess position along the fiber winding path from design data prior to manufacturing the mandrel, and modifies the shape of the mandrel prior to manufacturing to avoid bridging.

座標変換は簡単な数学により可能であるから、
どのような座標系をとるかは重要なことではない
が、ブレードの設計に多く用いられているのは円
筒座標系である。円筒座標系をとる場合、複数本
のストリンガが手作業または計算機手法により幾
何学的に引かれる。これらのストリンガは、それ
に限定する必要はないが、一般にはブレードの巻
回軸線を含む平面内に位置する。このようなスト
リンガが第１図には、図面を簡明にするために、
３つの平面Ａ，ＢおよびＣ内に位置する３本のス
トリンガＡ，ＢおよびＣとして示されている。ス
トリンガの実際の幾何学的形状および本数がこれ
と相違することは言うまでもない。ストリンガは
エーロフオイルの表面をその全長にわたり延びて
いる。ストリンガはたとえば５゜の一定間隔であ
つてもよいし、ブレードの比較的直線状の断面に
沿つては10゜間隔、曲率が大きい前縁および後縁
に沿つては1/2゜間隔というように間隔を変更さ
れてもよい。各ストリンガは一般にブレードの巻
回軸線を含む平面内にあるが、その平面とエーロ
フオイルとの交わりであるストリンガは、第２図
に示されているように、互いに平行ではなく、エ
ーロフオイルの曲率に関係した曲線となる。たと
えば、エーロフオイルの前縁に沿うストリンガ
は、エーロフオイルがその先端で狭くなるにつれ
て二次元に湾曲する。 Since coordinate transformation is possible using simple mathematics,
Although it is not important what kind of coordinate system is used, the cylindrical coordinate system is often used in blade design. When using a cylindrical coordinate system, multiple stringers are drawn geometrically by hand or by computer methods. These stringers generally, but need not be limited to, lie in a plane that includes the winding axis of the blade. Such stringers are shown in Figure 1 for the sake of clarity.
It is shown as three stringers A, B and C located in three planes A, B and C. It goes without saying that the actual geometry and number of stringers will differ from this. The stringer extends over its entire length on the surface of the Erof oil. The stringers may be spaced at regular intervals of, for example, 5°, 10° along a relatively straight cross-section of the blade, and 1/2° along the leading and trailing edges of greater curvature. The interval may be changed. Although each stringer generally lies in a plane containing the winding axis of the blade, the stringers at the intersection of that plane and the airfoil are not parallel to each other and are related to the curvature of the airfoil, as shown in Figure 2. The curve becomes For example, the stringer along the leading edge of the erofoil curves in two dimensions as the erofoil narrows at its tip.

同様に複数本のステーシヨンが第１図にステー
シヨン１，２………９により代表して示されてい
る。これらのステーシヨン、それに限定される必
要はないが、一般には巻回軸線に対して垂直な平
面内に位置する。巻回軸線は参照数字８により示
されている。ステーシヨンの数はブレードの長さ
および曲率に関係し、代表的な間隔はブレードの
長さの約５％である。 Similarly, a plurality of stations are represented in FIG. 1 by stations 1, 2, . . . , 9. These stations are generally, but need not be limited to, located in a plane perpendicular to the winding axis. The winding axis is indicated by the reference numeral 8. The number of stations is related to the blade length and curvature, with typical spacing being about 5% of the blade length.

座標点１２（第１図は各ストリンガと各ステー
シヨンとの交点として定められている。 Coordinate point 12 (FIG. 1 is defined as the intersection of each stringer and each station).

第１図に示されているエーロフオイルはワイン
デイング・リング（アダプタあるいはターンアラ
ンド・リングともいう）を含んでいてよい。たと
えば、実際のロータはステーシヨン３において終
端し、ステーシヨン２および１はワインデイン
グ・リングの部分であつてよい。本発明を実施す
るにあたつては、エーロフオイルでもワインデイ
ング・リングとエーロフオイルとの間の混合範囲
でもブリツジ形成の生じない設計を保証するた
め、ワインデイング・リングも含めて凹部位置を
探索する必要がある。 The airfoil shown in FIG. 1 may include a winding ring (also referred to as an adapter or turn-around ring). For example, the actual rotor may terminate at station 3, and stations 2 and 1 may be part of a winding ring. When implementing the present invention, it is necessary to search for recess positions including the winding ring in order to ensure a design that does not cause bridging in the airfoil or in the mixing range between the winding ring and the airfoil. There is.

以下の方法は、手作業または計算機手法によ
り、境界点を除くエーロフオイル・マトリクス上
のすべての座標点に対して繰り返される。 The following method is repeated for all coordinate points on the Aerofoil matrix, excluding boundary points, by manual or computer methods.

第２図を参照すると、ストリンガＢとステーシ
ヨン３との交点に位置する座標点１４が選定され
ている。なお第２図はエーロフオイルの被選定部
分の二次元平面図であり、実際にはエーロフオイ
ルの設計の関数としてエーロフオイルの断面は変
化するので、第２図中の各点は紙面の表側または
裏側に高さまたは深さの異なる位置にある。 Referring to FIG. 2, a coordinate point 14 located at the intersection of stringer B and station 3 is selected. Figure 2 is a two-dimensional plan view of the selected part of the Aerofoil, and since the cross section of the Aerofoil actually changes as a function of the design of the Aerofoil, each point in Figure 2 has a height on the front or back side of the page. located at different heights or depths.

被選定座標点１４を通つて、フアイバが巻回さ
れる角度と等しい角度で２つの平面（巻回平面と
呼ぶ）１６および１８が引かれる。巻回平面１６
を例として説明すると、第３図に直線１５および
１７として示されている２本の直線が巻回平面１
６の面内に引かれ、そのうち第１の直線１５は座
標点１４から出発して、第２図にそれぞれ点Ｂ４
またはＡ１として示されているステーシヨン４ま
たはストリンガＡとの交点まで延びており、また
第２の直線１７は座標点１４から出発して、直線
１５とは反対の方向に第２図にそれぞれ点Ｂ２ま
たはＣ１として示されているステーシヨン２また
はストリンガＣとの交点まで延びている。被撰定
座標点に隣接するストリンガを用いるか、被選定
座標点に隣接するステーシヨンを用いるかは選択
による。直線１５および１７は共に巻回平面１６
の面内にあるが、エーロフオイルが三次元表面な
ので、一般的に同一直線ではない。巻回経路を定
めるのに平面以外の幾何学的モデルを用い得るこ
と、また本発明は任意の幾何学的モデルにより実
施し得ることも理解されよう。 Through the selected coordinate point 14, two planes 16 and 18 (called winding planes) are drawn at angles equal to the angle at which the fiber is wound. Winding plane 16
For example, two straight lines shown as straight lines 15 and 17 in FIG.
6, of which the first straight line 15 starts from the coordinate point 14 and points to the point B4 in FIG.
or A1 to the point of intersection with the station 4 or with the stringer A, and the second straight line 17 starts from the coordinate point 14 and extends in the direction opposite to the straight line 15 to the point B2 in FIG. 2, respectively. or to the intersection with station 2 or stringer C, designated as C1. It is a choice whether to use a stringer adjacent to the selected coordinate point or a station adjacent to the selected coordinate point. Straight lines 15 and 17 both form the winding plane 16
are in the plane of , but since Aerofoil is a three-dimensional surface, they are generally not colinear. It will also be appreciated that geometric models other than planes may be used to define the winding path, and that the invention may be practiced with any geometric model.

巻回平面１８の面内にも、２本の直線が座標点
１４から両方向に隣接ストリンガまたは隣接ステ
ーシヨンとの交点まで引かれる。これらの交点は
第２図に一方の直線に対しては点Ａ２またはＤ
２、他方の直線に対しては点２ＣまたはＤ４とし
て示されている。さらに、これらすべての点は同
一平面内にあるので、いずれの点を使用するかは
重要な問題ではない。ここに示す例ではストリン
ガとの交点Ａ２およびＣ２が用いられている。 Also in the plane of the winding plane 18, two straight lines are drawn from the coordinate point 14 in both directions to the point of intersection with the adjacent stringer or station. These intersection points are shown in Figure 2 as points A2 or D for one straight line.
2, shown as point 2C or D4 for the other straight line. Furthermore, since all these points are in the same plane, it does not matter which point is used. In the example shown here, the stringer intersections A2 and C2 are used.

いま巻回軸線からの交点の距離が求められなけ
ればならない。この距離は座標点については既知
である。隣接する座標点の間の線が直線であると
仮定し、かつ巻回平面が座標点において隣接スト
リンガまたは隣接ステーシヨンと交わることはあ
りそうもないことを認識すると、第３図に示す第
３の直線２０が点Ａ１と点Ｃ１との間に引かれ、
座標点１４に対する第３の直線２０の相対的位置
により、座標点１４においてブリツジ形成が生ず
るかどうかが判定される。かくしてもし座標点が
図に於いて符号１４ａにて示される位置に位置す
るならば、その座標点は点Ａ１と点Ｃ１との間の
直線よりも巻線軸線により近くなり、ブリツジが
形成される。逆にもし座標点が図に於いて符号１
４ｂにて示される位置に位置するならば、その座
標点は点Ａ１と点Ｃ１との間の直線よりも巻回軸
線より離れた位置に位置することとなり、ブリツ
ジは形成されない。即ち座標点が直線２０に沿つ
て或いはそれより上方に位置する場合にはブリツ
ジは形成されないが、座標点が直線２０の下方に
位置する場合にはブリツジが形成される。 Now the distance of the intersection from the winding axis must be determined. This distance is known for the coordinate points. Assuming that the line between adjacent coordinate points is a straight line, and recognizing that it is unlikely that the winding plane intersects an adjacent stringer or an adjacent station at a coordinate point, the third A straight line 20 is drawn between point A1 and point C1,
The relative position of the third straight line 20 with respect to the coordinate point 14 determines whether bridge formation occurs at the coordinate point 14. Thus, if a coordinate point is located at the position indicated by 14a in the figure, it will be closer to the winding axis than the straight line between points A1 and C1, and a bridge will be formed. . Conversely, if the coordinate point is code 1 in the diagram
4b, the coordinate point is located further away from the winding axis than the straight line between points A1 and C1, and no bridge is formed. That is, if the coordinate point is located along or above the straight line 20, no bridge is formed, but if the coordinate point is located below the straight line 20, a bridge is formed.

もしある座標点においてブリツジ形成が生ずる
と判定されたならば、その座標点はブリツジ形成
を回避するように直線２０のレベルまで高められ
なければならない。 If it is determined that bridging will occur at a coordinate point, that coordinate point must be raised to the level of straight line 20 to avoid bridging.

点Ａ１，Ｃ１のかわりに点Ｂ２，Ｂ４を第３図
に用いることもできる。なぜならば、これらの点
はすべて同一の線上にありかつ巻回平面内にある
からである。 Points B2 and B4 can also be used in FIG. 3 instead of points A1 and C1. This is because these points are all on the same line and in the winding plane.

以上の過程は巻回平面１８の面内の点Ａ２およ
びＣ２またはＤ２およびＤ４を用いて繰り返され
る。 The above process is repeated using points A2 and C2 or D2 and D4 within the winding plane 18.

以上の方法はエーロフオイル・マトリクス上の
境界点以外のすべての座標点に対して繰り返され
る。これで本発明の１サイイクルが完了する。 The above method is repeated for all coordinate points other than the boundary points on the Aerofoil matrix. This completes one cycle of the present invention.

もし巻回経路が平面以外として定められていれ
ば、線２０は巻回軸線からそれに対して垂直に被
選定座標点を通つて延びる線と交わらないであろ
う。このことは本発明の方法にとつて重要ではな
い。なぜならば、重要なデータは巻回軸線からの
線２０の距離と巻回軸線からの座標点の距離との
差であるからである。 If the winding path were defined as other than a plane, line 20 would not intersect a line extending from the winding axis perpendicular thereto through the selected coordinate point. This is not critical to the method of the invention. This is because the important data is the difference between the distance of the line 20 from the winding axis and the distance of the coordinate point from the winding axis.

１つの被選定座標点について両巻回平面１６お
よび１８に沿いブリツジ形成の有無を調べた後に
次の座標点に進むという手順のかわりに、用途に
よつては、一方の巻回経路たとえば右ねじ巻回経
路に沿い各座標点におけるブリツジ形成の有無を
調べた後に他方の巻回経路たとえば左ねじ巻回経
路に沿い再び各座標点におけるブリツジ形成の有
無を調べるという手順が望ましい場合もあろう。
記の座標点に進む前に１つの座標点で両巻回経路
に沿いブリツジ形成の有無を調べるという手順の
利点は、ある条件のもとでは、ブリツジ形成を生
ずると判定された座標点で修整を行わずにすむこ
とである。たとえば、もし比較的小さなブリツジ
形成が最初のフアイバあるいは最も下側のフアイ
バの巻回経路に生ずると判定されても、かかるブ
リツジ形成は無視し得る場合がある。なぜなら
ば、その上側に反対方向に巻回されるフアイバに
より下側のフアイバが下向きの力を受けてマンド
レルに接触し、それによりその座標点におけるブ
リツジ形成の問題がなくなる場合があるからであ
る。 Instead of checking one selected coordinate point for the presence or absence of bridge formation along both winding planes 16 and 18 before proceeding to the next coordinate point, depending on the application, one winding path, e.g. In some cases, it may be desirable to check for the presence or absence of bridge formation at each coordinate point along the winding path, and then check again for the presence or absence of bridge formation at each coordinate point along the other winding path, for example, a left-handed thread winding path.
The advantage of the procedure of checking for the presence or absence of bridge formation along both winding paths at one coordinate point before proceeding to the coordinate point described above is that, under certain conditions, correction can be made at the coordinate point determined to result in bridge formation. This means that there is no need to do this. For example, if relatively small bridging is determined to occur in the winding path of the first fiber or the lowest fiber, such bridging may be negligible. This is because a fiber wound in the opposite direction on its upper side may cause the lower fiber to contact the mandrel with a downward force, thereby eliminating the problem of bridging at that coordinate point.

もし１つの座標点がブリツジ形成を回避するた
めに高められたならば、それにより他の座標点に
ブリツジ形成が惹起されなかつたかどうかを調べ
るために本方法を反復する必要がある。 If one coordinate point has been elevated to avoid bridging, it is necessary to repeat the method to see if this has not caused bridging at other coordinate points.

ストリンガおよびステーシヨンの数したがつて
また座標点の数はブレードの曲率に関係して選定
される。たとえばピツチ変化および（あるいは）
傾斜が大きいブレードでは直線状に近いエーロフ
オイル形状の場合の座標点にくらべて多くの座標
点を用いることが望ましい。 The number of stringers and stations, and therefore also the number of coordinate points, are selected in relation to the curvature of the blade. For example pitch change and/or
For a blade with a large inclination, it is desirable to use a larger number of coordinate points than in the case of an airfoil shape that is close to a straight line.

本方法を円筒座標系に関して説明してきたが、
エーロフオイル設計データの簡単な幾何学的およ
び（あるいは）数学的変換により他の座標系にも
同様に適用可能である。また、実際上、ストリン
ガおよびステーシヨンは平面内にある必要はな
く、巻回軸線を含む平面またはそれに対して垂直
な平面内にある必要もない。ブリツジ形成座標点
をなくした後に、最終的な座標点がエーロフオイ
ル巻回用のマンドレルまたはそのテンプレートを
適正に設計するのに用いられ、また空気力学的ま
たは構造的特性を解析するのに用いられる。 Although this method has been explained in terms of a cylindrical coordinate system,
It is equally applicable to other coordinate systems by simple geometric and/or mathematical transformations of the Aerofoil design data. Also, in practice, the stringers and station need not lie in a plane, nor do they need to lie in a plane containing the winding axis or perpendicular thereto. After eliminating the bridge forming coordinate points, the final coordinate points are used to properly design the mandrel or its template for winding the airfoil and to analyze the aerodynamic or structural properties.

本方法は計算機を用いて最も簡単かつ良好に実
施されるので、そのための典型的な計算機を第４
図に示す。 Since this method is most easily and best implemented using a computer, a typical computer for this purpose is
As shown in the figure.

また本発明の方法を実行する計算機のプログラ
ム・フローチヤートを第５図に示す。本方法がこ
のフローチヤートのステツプに従つて任意の適当
なデイジタル計算機またはプログラムド・アナロ
グ計算機またはマイクロプロセツサにより実行さ
れ得ることは明らかである。実際のプログラム・
ステツプは使用する計算機および計算機言語に応
じて変更されてよく、また当業者に明らかな簡単
な数字計算あるいは論理ステツプである。実際に
使用されたプログラムはIBM370／168計算機に対
するユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレー
シヨンのハミルトン・スタンダード・デイビジヨ
ンのプログラムF143である。 FIG. 5 shows a computer program flowchart for executing the method of the present invention. It is clear that the method can be carried out by any suitable digital or programmed analog computer or microprocessor according to the steps of this flowchart. Actual program/
The steps may vary depending on the computer and computer language used, and are simple numerical or logical steps that will be obvious to those skilled in the art. The program actually used was United Technologies Corporation's Hamilton Standard Division program F143 for the IBM 370/168 computer.

これらのステツプは市販の多くの卓上計算機た
とえば好ましくは三角関数および対数関数の計算
が容易なHP65により実行され得る。計算機自体
は本発明の一部を成すものではなく、本発明を最
も良好に実施し得る市販の装置の形式を例示する
にとどめる。 These steps can be performed on any of the many tabletop calculators available on the market, such as the HP65, which preferably facilitates the calculation of trigonometric and logarithmic functions. The calculator itself does not form part of the invention, but is merely illustrative of the type of commercially available equipment that best practices the invention.

第４図を参照すると、本発明を実施するのに用
いられ得るデイジタル計算機の基本要素が示され
ている。入力部５０、たとえばテープデツキまた
はパンチカード読取器、からエーロフオイル設計
データおよびプログラム命令が記憶装置５２なら
びに演算および制御装置５４に与えられる。プロ
グラム命令が実行された後、出力データが出力部
５６たとえばプリンタに与えられる。記憶装置５
２と演算および制御装置５４とは導線５８を介し
て必要な情報授受を行う。演算および制御装置５
４は典型的に、特定のプログラムに対する制御回
路と、コマンドおよびアドレスを含む記憶装置か
らの命令を受け入れる命令レジスタと、記憶装置
と情報授受を行いコマンドを実行する演算装置
と、要求されたデータを記憶装置に与えるアドレ
ス・レジスタとを含んでいる。入力部および出力
部は計算機言語を翻訳する周辺装置を含んでいて
よい。計算機の他の要素はよく知られており、こ
こに詳細に説明する必要はない。 Referring to FIG. 4, the basic elements of a digital computer that may be used to implement the present invention are shown. An input 50, such as a tape deck or punch card reader, provides AeroFoil design data and program instructions to a storage device 52 and a computing and control device 54. After the program instructions are executed, output data is provided to an output unit 56, such as a printer. Storage device 5
2 and the calculation and control device 54 exchange necessary information via a conductor 58. Arithmetic and control device 5
4 typically includes a control circuit for a specific program, an instruction register that accepts instructions from a storage device including commands and addresses, an arithmetic unit that exchanges information with the storage device and executes commands, and an arithmetic unit that executes commands to receive and receive requested data. and an address register for providing storage. The input section and the output section may include peripherals for translating computer languages. Other elements of the calculator are well known and need not be described in detail here.

第５図には、第４図の計算機あるいは類似の計
算装置により実行されるプログラム・ステツプが
フローチヤートで示されている。本発明の方法を
自動化するとき、ブリツジ形成を回避する必要の
ある座標点の変化の限界値をセツトすることが望
ましい。なぜならば、たとえば0.05cmの小さなブ
リツジ形成は無視してよい場合もあるし、そのよ
うに小さなブリツジ形成も無視してはいけない場
合もあるからである。実際には0.05cmの精度でマ
ンドレルを製作することはほとんど不可能なの
で、そのように小さいブリツジ形成は通常無視す
ることができる。したがつて第５図のブロツク１
００は、ブリツジ形成を回避すべき座標点の変化
の限界値を定めて記憶装置に入れる命令を含んで
いる。いかなるブリツジ形成も許容しない場合に
は、この限界値は零にセツトされてよい。第５図
に示されていないが、本方法を反復する最大回数
をセツトしておき、反復のつど計数して、最大回
数に達したならばプログラムを停止することもで
きる。いくつかの点ではまだブリツジ形成が生じ
てよいか、大部分の点または少なくとも最大のブ
リツジ形成が生ずる点がそれまでに修整される。
同様に、次のフアイバ層でブリツジ形成が生じな
いならば、最初のフアイバ層によりブリツジ形成
は無視することが望ましい場合もある。 FIG. 5 shows a flowchart of program steps executed by the computer of FIG. 4 or a similar computing device. When automating the method of the present invention, it is desirable to set limits on the variation of coordinate points that are necessary to avoid bridge formation. This is because there are cases in which bridge formation as small as, for example, 0.05 cm can be ignored, and there are cases in which such small bridge formation should not be ignored. In practice, it is almost impossible to fabricate mandrels with an accuracy of 0.05 cm, so such small bridge formations can usually be ignored. Therefore, block 1 in Figure 5
00 contains instructions for determining and entering into memory the limits of the change in coordinate points at which bridge formation is to be avoided. This limit may be set to zero if no bridge formation is to be tolerated. Although not shown in FIG. 5, it is also possible to set a maximum number of iterations of the method, count each iteration, and stop the program when the maximum number of iterations is reached. Bridge formation may still occur at some points, or the majority of points, or at least the points at which maximum bridge formation occurs, have been corrected by then.
Similarly, it may be desirable to ignore bridging with the first fiber layer if no bridging occurs with the next fiber layer.

座標点における変化の限界値をセツトした後、
プログラムはブロツク１０２に進行し、そこで記
憶装置内の記憶レジスタがブレード全体に対する
各反復の開始時に零にセツトされる。この記憶レ
ジスタには、プログラムの進行につれて、１回の
反復中にブリツジ形成を避けるために必要な最大
座標点変化の値が記憶される。最後に記憶レジス
タ内の値がブロツク１００内の命令によりセツト
された限界値と比較されて、プログラムが完了し
てよいか、すなわちブリツジ形成が生じなかつた
か、または最大ブリツジ形成座標点が限界値より
も小さいか、またはブリツジ形成回避のための座
標点の変化が限界値よりも大きかつたので反復が
必要かが決められる。 After setting the limits of change at the coordinate points,
The program proceeds to block 102 where a storage register in the storage device is set to zero at the beginning of each iteration for the entire blade. This storage register stores, as the program progresses, the value of the maximum coordinate point change required to avoid bridging during one iteration. Finally, the value in the storage register is compared with the limit value set by the instruction in block 100 to determine whether the program can be completed, i.e., no bridge formation has occurred, or whether the maximum bridge formation coordinate point is below the limit value. It is determined whether the change in the coordinate points for avoiding bridge formation is greater than a limit value and repetition is necessary.

ブロツク１０４では最初の座標点が選定され、
ブロツク１０６では記憶装置内に記憶されている
ブレードの設計データから座標点の値、すなわち
巻回軸線からの被選定座標点の距離、が定められ
る。次のステツプ、ブロツク１０８、ではブリツ
ジ形成の回避に必要な座標点の値が計算される。
すなわち、点Ａ１およびＣ１またはＢ２およびＢ
４と点Ａ２およびＣ２またはＤ２およびＤ４（第
２図）が計算され、必要な補間が行われ、ブリツ
ジ形成の回避のために必要な巻回軸線からの座標
点の距離（第３図）が計算される。次いで、ブロ
ツク１０６内の設計データからの座標点の値がブ
ロツク１１０内の命令によりブロツク１０８内の
ブリツジ形成回避に必要な座標点の計算値と比較
され、もし設計値が計算値よりも小さければ、ブ
リツジ形成が生ずると判定され、プログラムはブ
ロツク１１２に分岐する。ブロツク１１２では、
座標点の設計値をブリツジ形成回避に必要な計算
値に変更することがプログラムにより命令され
る。次のブロツク１１４内の命令により、ブリツ
ジ形成の回避のための座標点の値の変化が、ブロ
ツク１０２内の命令により記憶レジスタ内に記憶
された値と比較される。ブロツク１０２で記憶レ
ジスタは各反復の間は零にセツトされており、ま
たブリツジ形成を生ずる第１の座標点はブリツジ
形成の回避のために必要な座標点まで零よりも大
きい変更を受けるので、この変化の値は常に記憶
レジスタ内に記憶される。それ以後のブリツジ形
成を生ずる座標点では、座標点変化の値が記憶レ
ジスタ内の値よりも大きい場合もあるし、小さい
場合もある。したがつて、もし以後の座標点にお
ける変化の値が記憶レジスタ内の値よりも大きけ
れば、プログラムはブロツク１１６に分岐し、そ
こで新しい座標点変化の値を記憶レジスタ内に記
憶することがプログラムにより命令される。最終
的に、各反復に対して記憶レジスタはすべての座
標点変化の値のなかで最大の値を記憶することに
なる。もし座標点の変化が記憶レジスタ内の値よ
りも小さければ、ブロツク１１６内の命令はバイ
パスされ、プログラムはブロツク１１８内の命令
に進行することになる。同様に、もし座標点がブ
リツジ形成を生じないものであれば、プログラム
はブロツク１１０からブロツク１１８に進行す
る。 In block 104, a first coordinate point is selected;
In block 106, the value of the coordinate point, ie, the distance of the selected coordinate point from the winding axis, is determined from the blade design data stored in the storage device. The next step, block 108, calculates the coordinate point values necessary to avoid bridge formation.
That is, points A1 and C1 or B2 and B
4 and points A2 and C2 or D2 and D4 (Fig. 2) are calculated, the necessary interpolations are made, and the distance of the coordinate points from the winding axis (Fig. 3) required to avoid bridging is determined. calculated. The values of the coordinate points from the design data in block 106 are then compared by the instructions in block 110 with the calculated values of the coordinate points necessary to avoid bridge formation in block 108, and if the design values are smaller than the calculated values, , it is determined that bridge formation has occurred and the program branches to block 112. In block 112,
The program commands to change the design values of the coordinate points to calculated values necessary to avoid bridge formation. The next instruction in block 114 compares the change in value of the coordinate point to avoid bridge formation with the value stored in the storage register by the instruction in block 102. In block 102, the storage register is set to zero during each iteration, and since the first coordinate point that causes bridge formation undergoes a change greater than zero to the coordinate point necessary to avoid bridge formation, The value of this change is always stored in a storage register. For subsequent coordinate points that result in bridge formation, the value of the coordinate point change may be greater or less than the value in the storage register. Therefore, if the value of the change in the subsequent coordinate point is greater than the value in the storage register, the program branches to block 116 where the program causes the value of the new coordinate point change to be stored in the storage register. commanded. Ultimately, for each iteration, the storage register will store the maximum value of all coordinate point changes. If the change in coordinate point is less than the value in the storage register, the instruction in block 116 will be bypassed and the program will proceed to the instruction in block 118. Similarly, if the coordinate points do not result in bridge formation, the program proceeds from block 110 to block 118.

ブロツク１１８内の命令がブロツク１０４から
の命令の反復を要求するので、プログラムはブロ
ツク１０４に復帰し、同一のステーシヨンに沿う
次の座標点を選定する。１つのステーシヨンに沿
うすべての座標点についてブリツジ形成を調べ終
ると、プログラムはブロツク１２０に進行し、そ
こで最初および最後以外の各ステーシヨンに対し
て上記の全過程を繰り返すことが命令される。最
初および最後のステーシヨン上の座標点を除き、
ブレード上のすべての座標点についてブリツジ形
成を調べ終ると、プログラムはブロツク１２２内
の命令に進行し、そこで全反復中に記憶レジスタ
内に記憶された座標点の最大変化の値が、ブロツ
ク１００内の命令によりセツトされた限界値と比
較される。もし最大変化の値が限界値よりも小さ
ければ、プログラムは完了する。しかし、もし最
大変化の値が限界値よりも大きければ、プログラ
ムはブロツク１２４内の命令に進行し、そこでブ
ロツク１０２への復帰が要求され、ブレード全体
について上記の全過程が反復される。前記のよう
に、１つの限界値が多数回の反復に対してセツト
されていてよい。 Since the instruction in block 118 requires a repeat of the instruction from block 104, the program returns to block 104 and selects the next coordinate point along the same station. Once bridge formation has been examined for all coordinate points along a station, the program proceeds to block 120 where it is instructed to repeat the entire process for each station except the first and last. Except for the coordinate points on the first and last station,
Once all coordinate points on the blade have been examined for bridge formation, the program proceeds to the instruction in block 122 where the value of the maximum change in coordinate points stored in the storage registers during all iterations is determined as in block 100. is compared with the limit value set by the command. If the value of maximum change is less than the limit value, the program completes. However, if the maximum change value is greater than the limit value, the program proceeds to the instruction in block 124 which requires a return to block 102 and repeats the entire process for the entire blade. As mentioned above, one limit value may be set for multiple iterations.

フアイバの巻回経路が平面内にあるものとして
説明してきたが、これだけが巻回経路に対して可
能な幾何学的モデルではない。他の幾何学的モデ
ルにより巻回経路に定めることも可能である。本
発明は巻回される輪郭表面上のブリツジ形成を調
べて、それを回避するための方法を一般的に開示
するものであり、輪郭表面を定めるために用いら
れる特定の座標系またはフアイバ巻回経路を定め
るために用いられる特定の幾何学的モデルに限定
されるものではない。 Although the fiber winding path has been described as being in a plane, this is not the only possible geometric model for the winding path. It is also possible to define the winding path by other geometric models. The present invention generally discloses a method for examining and avoiding bridging on a contoured surface that is wound, and the specific coordinate system or fiber windings used to define the contoured surface. It is not limited to the particular geometric model used to define the route.

本発明をロータブレードに関連して説明してき
たが、輪郭形状がなんらかの材料で巻回されると
きにブリツジ形成の問題を回避することが望まし
い任意の輪郭形状に対して本発明は適用し得るも
のである。 Although the invention has been described in relation to rotor blades, the invention is applicable to any profile where it is desirable to avoid bridging problems when the profile is wrapped with some material. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は代表的なエーロフオイルについて巻回
軸線、ストリンガおよびステーシヨンを例示する
斜視図である。第２図は第１図のエーロフオイル
の一部分についてストリンガおよびステーシヨン
の交さを示す概要図である。第３図は第２図の線
３−３に沿い横から見た概要図である。第４図は
本発明の方法を実行するのに適した計算機の基本
構成図である。第５図は第４図の計算機を用いて
本発明の方法を実行するステツプを示すフローチ
ヤートである。 ８〜巻回軸線、１０〜ロータブレード、１２，
１４〜座標点、１５〜第１の直線、１６〜巻回平
面、１７〜第２の直線、１８〜巻回平面、２０〜
第３の直線、５０〜入力部、５２〜記憶装置、５
４〜演算および制御装置、５６〜出力部。 FIG. 1 is a perspective view illustrating the winding axis, stringer, and station of a typical airfoil. FIG. 2 is a schematic diagram showing the intersection of stringers and stations for a portion of the airfoil of FIG. 1; FIG. 3 is a schematic view taken from the side along line 3--3 of FIG. FIG. 4 is a basic configuration diagram of a computer suitable for carrying out the method of the present invention. FIG. 5 is a flowchart showing the steps for carrying out the method of the present invention using the computer of FIG. 8 - winding axis, 10 - rotor blade, 12,
14-coordinate point, 15-first straight line, 16-winding plane, 17-second straight line, 18-winding plane, 20-
third straight line, 50 - input section, 52 - storage device, 5
4 - calculation and control device, 56 - output section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ フイラメントを巻回された風力タービンブレ
ードを製造する方法にして、 (a) 巻回用マンドレルを表わす表面を郭定し、前
記表面に沿つて各々が前記表面の巻回軸線と実
質的に同じ方向に延在する複数個のストリンガ
を郭定し、前記表面に沿つて各々が前記複数個
のストリンガに実質的に垂直である複数個のス
テーシヨンを郭定し、前記ストリンガと前記ス
テーシヨンの各々の交点により前記表面上に複
数個の座標点を郭定し、前記座標点による格子
を郭定することと、 (b) 前記複数個の座標点の選択された一つについ
て、前記巻回軸線に直角に交差し且該選択され
た座標点を通る第一の直線に沿つて前記巻回軸
線より前記の選択された座標点までの高さを求
めることと、 (c) 前記表面上にあつて前記の選択された座標点
に隣接しその一方の側にある一つのストリンガ
又はステーシヨン上にある第一の点と前記表面
上にあつて前記の選択された座標点に隣接しそ
の他方の側にある他の一つのストリンガ又はス
テーシヨン上にある第二の点であつて、前記第
一の直線に交わり且前記の選択された座標点上
に巻回されるフイラメントに実質的に平行に延
在する第二の直線上にある第一及び第二の点を
選択することと、 (d) 前記第一の直線に沿つて前記巻回軸線に対す
る前記第二の直線の高さを求めることと、 (e) 前記の選択された座標点についての前記高さ
と前記第二の直線についての前記高さとを比較
し、前記の選択された座標点についての前記高
さが前記第二の直線についての前記高さより小
さいとき、前記の選択された座標点の部分に窪
みが存在することを認定することと、 (f) 前記窪みの存在が認定されたとき前記の選択
された座標点の前記高さを前記第二の直線の前
記高さに実質的に等しいかこれより大きい値に
調整することと、 (g) かくして修正された表面を有する巻回用マン
ドレルを作ることと、 (h) 前記マンドレルの前記表面上にフイラメント
材を巻き付けてフイラメントを巻回された風力
タービンブレードを製造することを特徴とする
方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の方法にして、前記(b)
〜(f)の過程は前記(g)の過程に先立つて他の座標点
について繰返されることを特徴とする方法。Claims: 1. A method of manufacturing a filament-wound wind turbine blade, comprising: (a) defining a surface representing a winding mandrel, each winding of said surface being defined along said surface; defining a plurality of stringers extending substantially in the same direction as an axis; defining a plurality of stations along the surface, each station substantially perpendicular to the plurality of stringers; defining a plurality of coordinate points on the surface by the intersection of each of the plurality of coordinate points and the station, and defining a grid of the coordinate points; (b) for a selected one of the plurality of coordinate points; , determining the height from the winding axis to the selected coordinate point along a first straight line that intersects the winding axis at right angles and passes through the selected coordinate point; (c) a first point on a stringer or station on said surface adjacent to and on one side of said selected coordinate point; and on said surface adjacent to said selected coordinate point; and a second point on another stringer or station on the other side, which intersects said first straight line and is substantially connected to the filament being wound on said selected coordinate point. (d) selecting a first and second point on a second straight line extending parallel to said first straight line; and (d) a height of said second straight line with respect to said winding axis along said first straight line. (e) comparing said height for said selected coordinate point with said height for said second straight line, and determining that said height for said selected coordinate point is equal to said second straight line; (f) determining that a depression exists in the part of the selected coordinate point when the height with respect to a straight line is smaller than the height of the selected coordinate point; (g) creating a winding mandrel having a surface thus modified; h) manufacturing a filament-wound wind turbine blade by winding filament material on the surface of the mandrel. 2 The method according to claim 1, wherein the above (b)
A method characterized in that steps (f) to (f) are repeated for other coordinate points prior to step (g).