RU2541574C1 - Helicopter rotor and production of rotor from composites - Google Patents

Helicopter rotor and production of rotor from composites Download PDF

Info

Publication number
RU2541574C1
RU2541574C1 RU2013157395/11A RU2013157395A RU2541574C1 RU 2541574 C1 RU2541574 C1 RU 2541574C1 RU 2013157395/11 A RU2013157395/11 A RU 2013157395/11A RU 2013157395 A RU2013157395 A RU 2013157395A RU 2541574 C1 RU2541574 C1 RU 2541574C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
shell
foam core
mold
multilayer
Prior art date
Application number
RU2013157395/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Анатольевич Губарев
Сергей Леонидович Шегас
Сергей Владиславович Каюмов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "АВИА-ПРОЕКТ"
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 Закрытое акционерное общество "АВИА-ПРОЕКТ" filed Critical Закрытое акционерное общество "АВИА-ПРОЕКТ"
Priority to RU2013157395/11A priority Critical patent/RU2541574C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541574C1 publication Critical patent/RU2541574C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: structurally, this blade features frameless configuration with foam plastic core over the entire chord length and work skin. Foam plastic core is made of isotropic cellular structure material while skin represents a sandwiched shell of polymer composite enveloping said foam plastic core. Shell features variable-depth of outline in radius of rotor and blade chord while its outer plies form the blade airfoil. Blade nose part between shell plies accommodates sections of balancing weight and anti-erosion rubbing bar is fitted over outer ply. In terms of technology, this blade is produced by wet laying-out of shell plies and single-step hot pressing jointly with foam plastic core in the mould. Said shell and foam plastic core are polymerised to produce solid integral structure to ensure stable geometrical parameters of the blade root.
EFFECT: decreased amount of tooling and stable resilience and weight.
6 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно конструкции лопастей, изготовленных из полимерных композиционных материалов, и способу изготовления таких лопастей.The invention relates to the field of aeronautical engineering, namely, the design of blades made of polymer composite materials, and a method for manufacturing such blades.

Известны конструкции лопастей, изготовленных из полимерных слоистых композиционных материалов с контурной (многоконтурной) структурой силовых элементов по длине лопасти, т.н. контурных и многоконтурных лонжеронов, и способы изготовления таких конструкций.Known designs of blades made of polymer layered composite materials with a contour (multi-contour) structure of power elements along the length of the blade, the so-called contour and multi-contour spars, and methods for manufacturing such structures.

В патенте RU 2043953 от 20.09.1995 описан способ изготовления лопастей с переменным по длине лопасти количеством контуров (лонжеронов) с использованием герметичных эластичных мешков с разжимным приспособлением внутри мешка для формирования внутреннего контура лонжерона.Patent RU 2043953 dated 09/20/1995 describes a method for manufacturing blades with a variable number of contours (spars) along the length of the blade using sealed elastic bags with an expandable device inside the bag to form the inner contour of the spar.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- многошаговая процедура сборки элементов конструкции лопасти, требующая процессы предварительной опрессовки пакетов листов слоистого композиционного материала на каждом шаге, что повышает трудоемкость процесса изготовления лопасти;- a multi-step procedure for assembling the blade structural elements, which requires preliminary crimping of packages of sheets of layered composite material at each step, which increases the complexity of the manufacturing process of the blade;

- нестабильность проклея внутреннего контура лонжерона при серийном изготовлении лопастей из-за крайне низкого ресурса эластичных мешков, требующего их частой замены и, как следствие, сложности обеспечения стабильности давления в эластичном мешке в процессе полимеризации собранного лонжерона в пресс-форме.- instability of glueing the inner contour of the spar during serial production of the blades due to the extremely low resource of elastic bags, requiring frequent replacement and, as a result, the difficulty of ensuring pressure stability in the elastic bag during the polymerization of the assembled spar in the mold.

Кроме того, существенным недостатком известного технического решения изготовления лопасти являются необходимость изготовления хвостовых секций в отдельных специализированных пресс-формах и последующая стыковка (приклейка) их к упомянутому лонжерону в специальном стапеле. В совокупности такой способ изготовления лопасти увеличивает парк оснастки, не обеспечивает стабильности погонно-массовых характеристик в партии изготовленных лопастей.In addition, a significant drawback of the known technical solutions for the manufacture of the blades are the need for the manufacture of tail sections in separate specialized molds and their subsequent docking (gluing) to the said spar in a special slipway. Together, this method of manufacturing the blades increases the fleet of equipment, does not ensure the stability of the linear mass characteristics in the batch of manufactured blades.

Техническое решение по патенту RU 2230004 от 10.06.2004 частично устраняет недостатки способа изготовления лопасти по патенту RU 2043953. В частности, из листов слоистого композиционного материала, как первый шаг, раскраивают наружный пакет открытого контура лопасти по всей длине ее хорды, формируя этим наружную поверхность лопасти. Затем к наружной стороне носовой части наружного пакета устанавливают заранее изготовленный носовой отсек с антиабразивной оковкой и центровочным грузом. А во внутреннюю полость наружного пакета последовательно устанавливают заранее подготовленные пакеты с эластичными мешками и разжимными приспособлениями для формирования контуров лонжеронов.The technical solution according to the patent RU 2230004 dated 06/10/2004 partially eliminates the disadvantages of the method of manufacturing the blades according to the patent RU 2043953. In particular, from the sheets of the layered composite material, as an initial step, the outer package of the open contour of the blade is cut along the entire length of its chord, thereby forming the outer surface the blades. Then, a prefabricated nose compartment with anti-abrasive shackle and centering weight is installed on the outer side of the bow of the outer package. And pre-prepared bags with elastic bags and expansion devices for forming the contours of the side members are sequentially installed in the inner cavity of the outer package.

В такой сборке лопасть укладывают в пресс-форму, подвергают процессу полимеризации и на выходе получают лопасть в окончательной аэродинамической конфигурации.In such an assembly, the blade is placed in a mold, subjected to a polymerization process, and at the output, the blade is obtained in the final aerodynamic configuration.

Однако сохраняются упомянутые недостатки, связанные с многошаговой процедурой сборки конструкции лопасти, и негативные аспекты от применения эластичных мешков с разжимными приспособлениями.However, the aforementioned drawbacks associated with the multi-step procedure for assembling the blade structure and the negative aspects from the use of elastic bags with expanding devices remain.

Известно техническое решение лопасти с контурным лонжероном по патенту ЕР 2222553 от 01.09.2010, в котором лопасть по всей аэродинамически профилированной части состоит из С-образного лонжерона, переходящего в комлевой части лопасти в замкнутый контур. Лонжерон преимущественно выполнен из стекловолокна.A technical solution is known for a blade with a contour spar according to the patent EP 2222553 of 09/01/2010, in which the blade throughout the aerodynamically profiled part consists of a C-shaped spar turning into a closed contour in the butt part of the blade. The spar is mainly made of fiberglass.

Обшивка лопасти цельная по всей хорде, выполнена из эпоксидного композиционного материала армированными волокнами, охватывает лонжерон, а по задней кромке профиля состыкована посредством вкладыша из однотипного материала.The blade sheathing is solid throughout the chord, made of epoxy composite material with reinforced fibers, covers the spar, and is joined along the trailing edge of the profile by means of an insert of the same material.

Внутренняя поверхность С-образного лонжерона усилена замкнутым в поперечном сечении лопасти многослойным контуром из эпоксидного композиционного материала, а между лонжероном и хвостовым вкладышем лопасть содержит пенопластовый сердечник из материала с закрытыми порами. В комлевой части лонжерона встроены узлы крепления лопасти к втулке несущего винта, разнесенные вдоль продольной оси лопасти.The inner surface of the C-shaped spar is reinforced with a multilayer contour made of epoxy composite material closed in the cross section of the blade, and between the spar and the tail insert the blade contains a foam core made of closed-cell material. In the butt part of the spar there are built-in attachment points of the blade to the rotor hub spaced along the longitudinal axis of the blade.

Способ изготовления упомянутой лопасти ведется с раздельной по хорде лопасти укладкой в пресс-форме последовательно верхних и нижних частей соответственно пакетов внешней обшивки, многослойных пакетов лонжерона и хвостового вкладыша.A method of manufacturing the aforementioned blades is carried out with sequentially stacking upper and lower parts in the mold of the blade chord, respectively, of the outer skin packs, multilayer spar packs and tail liner.

Отдельно изготавливается пенопластовый сердечник несколько большего размера в поперечном сечении, чем его конечный размер в готовой лопасти.A foam core of a slightly larger cross section is manufactured separately than its final size in the finished blade.

Отдельно ведется сборка замкнутого многослойного контура с применением эластичного мешка, насаженного на оправку.Separately, an assembly of a closed multilayer contour is carried out using an elastic bag mounted on a mandrel.

Каждая часть (верхняя и нижняя) пакетов внешней обшивки предварительно опрессовывается и затем на них в пресс-форму укладываются неотвержденные пакеты соответствующих частей лонжерона и хвостового вкладыша, а также пенопластовый сердечник и замкнутый многослойный контур с эластичным мешком на оправке.Each part (upper and lower) of the outer skin packages is pre-pressed and then uncured packages of the corresponding parts of the spar and tail liner, as well as a foam core and a closed multilayer contour with an elastic bag on the mandrel, are laid on them in a mold.

Пресс-форма закрывается, т.е. состыковываются ее обе половины, подается давление в эластичный мешок и одновременно поднимается температура нагрева пресс-формы. Происходит процесс опрессовки и последующее отверждение всех компонентов композитных материалов лопасти.The mold closes, i.e. its two halves dock, pressure is applied to the elastic bag, and the mold heating temperature rises at the same time. There is a process of crimping and subsequent curing of all components of the composite materials of the blade.

Способ предусматривает автоматизированный процесс отдельных операций по укладки пакетов лонжерона и внешней обшивки.The method provides an automated process of individual operations for stacking the spar packets and the outer skin.

В известном техническом решении остаются упомянутые ранее недостатки, связанные с применением эластичных мешков для формирования многослойного замкнутого контура в С-образном лонжероне.In the known technical solution, the previously mentioned disadvantages associated with the use of elastic bags to form a multilayer closed loop in the C-shaped spar remain.

Кроме того, в патенте ЕР 2222553 конструкция лопасти не содержит таких важных элементов как центровочный груз и противоэрозионную оковку, без которых, с одной стороны, невозможно получить необходимую балансировку лопасти для предотвращения критических частот изгибно-крутильных колебаний типа «флаттер», а с другой, - обеспечения «аэродинамической целостности» профиля лопасти в эксплуатации.In addition, in the patent EP 2222553 the design of the blade does not contain such important elements as a centering load and anti-erosion forging, without which, on the one hand, it is impossible to obtain the necessary balancing of the blade to prevent critical frequencies of flexural-torsional vibrations of the “flutter” type, and on the other, - ensuring "aerodynamic integrity" of the blade profile in operation.

Известна лопасть несущего винта вертолета, изготовленная из композиционных материалов (см. патент US 4935277 от 19 июня 1990), включающая конструкционный сердечник, состоящий из С-образного лонжерона в носовой части профиля и Z-образного лонжерона в центральной части профиля, изготовленных из жгутов органических или неорганических волокон, соединенных полимеризованной синтетической смолой, и несущую жесткую оболочку, изготовленную из пакета ткани, содержащей углепластик, охватывающую лонжероны и состыкованную по задней кромке профиля. Полость между лонжеронами и полость за Z-образным лонжероном заполнены синтетическим пористым материалом типа пенопласт.A known rotor blade of a helicopter made of composite materials (see US Pat. No. 4,935,277 of June 19, 1990), including a structural core consisting of a C-shaped spar in the nose of the profile and a Z-shaped spar in the central part of the profile made of organic wire harnesses or inorganic fibers connected by a polymerized synthetic resin, and a rigid shell made of a fabric package containing carbon fiber, covering the side members and joined along the trailing edge of the profile. The cavity between the side members and the cavity behind the Z-shaped side member are filled with synthetic porous foam material.

В носовой части контура профиля, между несущей оболочкой и С-образным лонжероном размещен центровочный груз.A centering load is placed in the bow of the profile contour, between the bearing shell and the C-shaped spar.

Внешняя обшивка, повторяющая аэродинамический профиль лопасти, является не несущей и выполнена из жесткой термопластичной смолы с противоэрозийным внешним слоем и пенопластовым подслоем.The outer skin, which repeats the aerodynamic profile of the blade, is non-load-bearing and is made of a rigid thermoplastic resin with an anti-erosion outer layer and a foam sublayer.

Способ изготовления лопасти включает следующие этапы.A method of manufacturing a blade includes the following steps.

1) Изготовление конструкционного сердечника путем предварительного формования лонжеронов и несущей оболочки с последующим их соединением полимеризующейся синтетической смолой и заполнения полостей синтетическим пористым материалом.1) The manufacture of the structural core by pre-forming the spars and the bearing shell, followed by their connection with a polymerizable synthetic resin and filling the cavities with synthetic porous material.

2) Укладка на конструкционный сердечник внешней обшивки с последующим термокомпрессионным формованием в пресс-форме.2) Laying on the structural core of the outer skin, followed by thermocompression molding in the mold.

Упомянутый способ изготовления лопасти требует наличия разнотипных специализированных оснасток для изготовления каждого типа лонжеронов, оснастки для их сборки в конструкционный сердечник, что повышает трудоемкость и стоимость изготовления лопасти.The aforementioned method of manufacturing a blade requires a variety of specialized tooling for the manufacture of each type of spars, a tool for assembling them into a structural core, which increases the complexity and cost of manufacturing the blade.

Известны безлонжеронные конструкции лопастей несущий винтов, изготовленных из композиционных материалов.Known sparless design of the blades of the rotor blades made of composite materials.

Так, в патенте ЕР 0378839 от 21.12.1989 лопасть содержит сердечник из твердого пористого материала типа пенопласт, расположенный вдоль большей части хорды профиля по всему размаху лопасти, формируя технологический остов лопасти.So, in patent EP 0378839 from 12/21/1989, the blade contains a core of solid porous material such as foam, located along most of the profile chord over the entire span of the blade, forming the technological core of the blade.

Снаружи на сердечник уложена оболочка из пакетов органических или неорганических волокон переменной ширины, формируя ступенчатый рельеф поперечного сечения оболочки с утолщением к передней кромке профиля лопасти. Внешний слой оболочки отвечает аэродинамическому профилю лопасти и может иметь полиуретановое покрытие.Outside, a core made of packets of organic or inorganic fibers of variable width is laid on the core, forming a stepped relief of the cross section of the shell with a thickening to the leading edge of the blade profile. The outer layer of the shell corresponds to the aerodynamic profile of the blade and may have a polyurethane coating.

В совокупности пенопластовый сердечник с многослойной оболочкой (слои соединены полимеризованной синтетической смолой) образуют самонесущую конструкцию с высокой механической прочностью.In aggregate, a foam core with a multilayer shell (the layers are connected by a polymerized synthetic resin) form a self-supporting structure with high mechanical strength.

Носовая часть лопасти содержит оболочку с противоэрозийным покрытием, которое может быть выполнено из керамического волокнистого композиционного материала. В носовой части контура аэродинамического профиля лопасти размещен центровочный груз.The nose of the blade contains a casing with an anti-erosion coating, which can be made of ceramic fiber composite material. A centering load is placed in the bow of the aerodynamic profile of the blade.

Один из способов получения формованной лопасти волоконной композиционной конструкции в комбинации с ячеистым полимером в качестве сердечника профиля лопасти изложен в патенте US 4335182 от 15 июня 1982.One way to obtain a molded blade of a fiber composite structure in combination with a cellular polymer as the core of the blade profile is described in US Pat. No. 4,335,182 of June 15, 1982.

В известном патенте в качестве сердечника использован твердый поливинилхлоридный пенопласт, деформируемый при нагревании.In the known patent, a solid polyvinyl chloride foam foam deformable when heated is used as a core.

Суть способа изготовления лопасти заключается в предварительном механическом уплотнении заготовки сердечника под давлением, эквивалентным давлению формования лопасти, и последующей обработке заготовки сердечника механическим методом для придания сердечнику необходимой формы.The essence of the method of manufacturing the blade is to pre-mechanically seal the core preform under pressure equivalent to the pressure of forming the blade, and then treat the core preform mechanically to give the core the desired shape.

Затем на сердечник укладывают слои покрытия из термоотверждающего синтетического материала, армированного органическими или неорганическими волокнами, и помещают в пресс-форму.Then, coating layers of thermosetting synthetic material reinforced with organic or inorganic fibers are laid on the core and placed in a mold.

В пресс-форме температура и давление воздействуют извне на слои покрытия, подвергая их полимеризации, и в то же время температура активизирует тенденцию предварительно уплотненного сердечника к его эластичному расширению внутри, оказывая давление на внутренние слои покрытия, обеспечивая этим глубокое сцепление слоя покрытия с сердечником.In the mold, temperature and pressure exert external effects on the coating layers, polymerizing them, and at the same time, the temperature activates the tendency of the pre-compacted core to expand elastically inside, exerting pressure on the inner layers of the coating, thereby ensuring deep adhesion of the coating layer to the core.

В патенте ЕР 0378839 не изложен способ изготовления безлонжеронной конструкции лопасти из композиционных материалов. А в патенте US 4335182 нет самой конструкции лопасти, к которой применим изложенный способ.EP 0378839 does not set forth a method for manufacturing a member-free blade structure from composite materials. And in the patent US 4335182 there is no design of the blade itself, to which the above method is applicable.

Известны конструкция безлонжеронной лопасти и способ ее изготовления из композиционных материалов по патенту ЕР 2256034 от 14.12.2011.Known for the design of the sparless blade and method for its manufacture from composite materials according to patent EP 2256034 from 12/14/2011.

Лопасть содержит пенопластовый сердечник, размещенный по хорде лопасти по всему ее размаху. На сердечник уложены пакеты полос, каждая толщиной ≈0,3 мм, из плоских однонаправленных волокон различной ширины, формирующих многослойную оболочку с переменной толщиной по поперечному сечению контура профиля, увеличивающуюся к носку профиля, выполняя функцию лонжерона.The blade contains a foam core placed along the chord of the blade over its entire span. Packets of strips, each ≈0.3 mm thick, made of flat unidirectional fibers of various widths, forming a multilayer shell with a variable thickness along the cross section of the profile contour, increasing towards the profile toe, acting as a spar, are laid on the core.

Поверх оболочки и оставшейся свободной по хорде части пенопластового сердечника уложена обшивка, формирующая аэродинамический профиль лопасти. Обшивка выполнена из многонаправленной ткани, как один из вариантов - стеклоткани с направлением волокон под углом ±45 град.On top of the shell and the remaining chord-free part of the foam core, a skin is laid that forms the aerodynamic profile of the blade. The casing is made of multidirectional fabric, as one of the options is fiberglass with the direction of the fibers at an angle of ± 45 degrees.

В носовой части лопасти установлена противоэрозийная оковка, под которой размещен центровочный груз.An erosion cuff is installed in the nose of the blade, under which a centering load is placed.

Способ изготовления лопасти из композиционных материалов по упомянутому патенту выполняется методом выкладки сухих пакетов армированной ткани с последующей пропиткой их связующей смолой, подаваемой под давлением.A method of manufacturing a blade of composite materials according to the aforementioned patent is carried out by laying out dry packages of reinforced fabric, followed by impregnation with a binder resin, supplied under pressure.

Процесс изготовления лопасти включает следующие этапы.The manufacturing process of the blade includes the following steps.

1) Изготовление механическим способом пенопластового сердечника необходимой конфигурации.1) Manufacturing by mechanical means of a foam core of the required configuration.

2) Установка защитных накладок из материала аналогичному материалу обшивки на носовую и хвостовую части пенопластового сердечника.2) Installation of protective linings from a material similar to the skin material on the nose and tail of the foam core.

3) Раскрой и укладка последовательно предварительно сметанных сухих пакетов верхних и нижних полотен обшивки и оболочки.3) Cutting and laying successively pre-sour cream dry packages of the upper and lower canvases of the casing and shell.

Как альтернативный вариант - применение в процессе сметки термопластичных связующих.As an alternative option - the use of thermoplastic binders in the process of estimation.

4) Подготовленные пакеты полотен обшивки и оболочки выкладываются на пенопластовый сердечник, уже оснащенный защитными накладками, в одну из половин открытой пресс-формы.4) Prepared packages of sheathing and sheath cloths are laid out on a foam core, already equipped with protective pads, in one of the halves of the open mold.

5) В носовую часть, собранную в пресс-форме конструкции, устанавливается предварительно изготовленная и собранная противоэрозийная оковка с размещенным в ней центровочным грузом.5) A prefabricated and assembled anti-erosion shackle with a centering weight placed in it is installed in the nose, assembled in the mold of the structure.

6) Пресс-форма закрывается и в нее вводится под давлением связующее.6) The mold is closed and a binder is introduced under pressure.

7) После завершения процесса полимеризации изделие (лопасть) извлекается из пресс-формы.7) After completion of the polymerization process, the product (blade) is removed from the mold.

По совокупности отличительных признаков техническое решение по патенту ЕР 2256034 принято за прототип.On the basis of the distinguishing features, the technical solution according to patent EP 2256034 is taken as a prototype.

Одним из недостатков известного способа изготовления лопасти остается многошаговая процедура сборки элементов конструкции с возможным применением термопластичных связующих в процессе сметки пакетов при их выкладке, что повышает трудоемкость процесса сборки конструкции перед ее полимеризацией в пресс-форме.One of the disadvantages of the known method of manufacturing the blade remains a multi-step procedure for assembling structural elements with the possible use of thermoplastic binders in the process of bagging when laying them out, which increases the complexity of the assembly process of the structure before it is polymerized in the mold.

Кроме того, проблемным является обеспечение контроля количественного содержания связующего в волокнах ткани в поперечных сечениях профиля лопасти по размаху из-за концентрации инъекционных каналов подачи связующего только в носовой части профиля, что, в свою очередь, может привести к местному непроклею композиционных материалов, а учитывая сложную динамику поведения лопасти - расслоения композиционных пакетов и возможному разрушению лопасти.In addition, it is problematic to control the quantitative content of the binder in the tissue fibers in the cross sections of the blade profile in terms of scope due to the concentration of injection channels for supplying the binder only in the nose of the profile, which, in turn, can lead to local non-sticking of composite materials, and considering the complex dynamics of the behavior of the blade - the separation of composite packets and the possible destruction of the blade.

Что касается конструкции лопасти, то патент ЕР 2256034 не содержит такого важного элемента как комлевая часть лопасти, картины формообразования комля в контексте с общей конструкцией лопасти, способа ее изготовления и возможного решения узлов крепления лопасти к втулке несущего винта. Этот аспект при проектировании и изготовления лопасти занимает равное положение при оценке деформированного состояния лопасти под действием высоких циклических нагрузок в эксплуатации, т.к. пиковые напряжения сдвига в комле сравнимы с напряжениями при оценке усталостной долговечности лопасти.As for the design of the blade, the patent EP 2256034 does not contain such an important element as the butt portion of the blade, the pattern of formation of the butt in the context of the overall design of the blade, the method of its manufacture and possible solutions of the attachment points of the blade to the rotor hub. This aspect in the design and manufacture of the blade occupies an equal position in assessing the deformed state of the blade under the action of high cyclic loads in operation, because peak shear stresses in the butt are comparable to stresses when evaluating the fatigue life of a blade.

Технической задачей заявляемой конструкции лопасти и способа изготовления ее из композиционных материалов является снижение затрат на производство лопасти за счет одношаговой технологии формования ее профиля и минимизации количества применяемой оснастки, обеспечение равномерного клеевого соединения по всей площади конструкции и получения стабильности упругомассовых характеристик лопасти.The technical task of the claimed design of the blade and the method of manufacturing it from composite materials is to reduce the cost of manufacturing the blade due to the one-step technology of forming its profile and minimizing the amount of equipment used, ensuring uniform adhesive bonding over the entire area of the structure and obtaining stability of the elastic-mass characteristics of the blade.

Технический результат достигается тем, что лопасть, содержащая пенопластовый сердечник, размещенный на большей части хорды по всей длине лопасти, многослойную оболочку носовой части пенопластового сердечника, многослойную обшивку с разнонаправленным положением волокон в слоях, элемент, усиливающий заднюю кромку лопасти, противоэрозийную оковку носка лопасти и центровочный груз, что упомянутая многослойная оболочка в комлевой части лопасти армирована вкладышами, как минимум двумя, выполненными в виде ортотропных пластин, размещенных между слоями оболочки, охватывающими верхнюю и нижнюю поверхности пенопластового сердечника в зоне узлов крепления лопасти к втулке, а многослойная обшивка выполнена цельным полотном, охватывающим большую часть поверхности лопасти, имеет переменную толщину в поперечном сечении профиля лопасти с утонением к его задней кромки, при этом пенопластовый сердечник выполнен из материала, имеющего преимущественно изотропную ячеистую структуру, а полость в носовой части по длине лопасти между оболочкой и обшивкой, где нет центровочного груза, заполнена имитационным вкладышем из материала, однотипного с материалом пенопластового сердечника, кроме того, элемент, усиливающий заднюю кромку лопасти, имеет V-образное поперечное сечение, с возможностью крепления к нему металлической пластины в качестве триммера, а узлы крепления лопасти выполнены в виде отверстий разного диаметра, разнесенных по продольной оси лопасти так, что отверстие меньшего диаметра расположено ближе к торцу комля лопасти. The technical result is achieved by the fact that the blade containing a foam core, placed on most of the chord along the entire length of the blade, a multilayer shell of the nose of the foam core, multilayer sheathing with the fibers in different directions, layers reinforcing the trailing edge of the blade, anti-erosion forging of the blade toe and alignment load, that the said multilayer shell in the butt part of the blade is reinforced with liners of at least two, made in the form of orthotropic plates, placed between the layers of the sheath covering the upper and lower surfaces of the foam core in the area of the attachment points of the blade to the sleeve, and the multilayer sheathing is made of a single sheet covering most of the surface of the blade, has a variable thickness in the cross section of the profile of the blade with thinning to its trailing edge, while the foam the core is made of a material having a predominantly isotropic cellular structure, and a cavity in the bow along the length of the blade between the shell and the casing, where there is no centering load, filled with a simulated insert made of a material of the same type as the foam core material, in addition, the element reinforcing the trailing edge of the blade has a V-shaped cross section, with the possibility of attaching a metal plate to it as a trimmer, and the blade attachment nodes are made in the form of holes of different diameters spaced along the longitudinal axis of the blade so that the hole of a smaller diameter is located closer to the butt end of the blade.

Способ изготовления предлагаемой лопасти, включающий изготовление пенопластового сердечника, раскрой листов для формирования многослойных пакетов оболочки и обшивки, изготовление противоэрозийной оковки и центровочных грузов, сборку упомянутых элементов на пенопластовом сердечнике и укладку его в сборе в пресс-форму, процесс полимеризации композиционных элементов в пресс-форме, при этом сборку многослойных пакетов производят на оправке, повторяющей в поперечном сечении поверхность пенопластового сердечника на большей части хорды от носка по всей длине лопасти, начиная с изготовления пакета открытого контура оболочки, укладывая в комлевой части между слоями незамкнутых ветвей контура заранее изготовленные вкладыши, осуществляют предварительную опрессовку пакета и, не снимая с оправки, на его носовую часть прикатывают клеевой слой и устанавливают заранее изготовленные секции центровочного груза и имитационные вкладыши, поверх которых собирают пакет открытого контура обшивки, начиная с листов меньшей ширины, собранную конструкцию подвергают предварительной опрессовки на оправке до получения требуемой геометрии носовой части лопасти, упомянутую конструкцию снимают с оправки и в образовавшуюся полость укладывают пенопластовый сердечник, поверхность которого предварительно обрабатывают связующим покрытием, собранную на пенопластовом сердечнике конструкцию укладывают в пресс-форму, устанавливая одновременно противоэрозийную оковку и элемент, усиливающий заднюю кромку лопасти, закрывают пресс-форму, и процесс полимеризации ведут при постепенном ступенчатом поднятии температуры нагрева пресс-формы с шаговым интервалом выдержки.A method of manufacturing the proposed blade, including the manufacture of a foam core, cutting sheets to form multilayer shell and sheathing packages, manufacturing of erosion-resistant forging and centering weights, assembling the aforementioned elements on a foam core and laying it assembled in a mold, the polymerization process of composite elements in a press form, with the assembly of multilayer packages produced on a mandrel, repeating in cross section the surface of the foam core over most of the chord from the sock along the entire length of the blade, starting from the manufacture of the package of the open shell contour, laying in the butt part between the layers of open branches of the contour the prefabricated inserts, carry out preliminary crimping of the bag and, without removing it from the mandrel, the adhesive layer is rolled on its nose and pre-made sections of the centering load and simulation liners, on top of which a package of an open sheathing circuit is assembled, starting from sheets of smaller width, the assembled structure is subjected to preliminary op scaffolds on the mandrel to obtain the desired geometry of the nose of the blade, the above-mentioned structure is removed from the mandrel and a foam core is laid in the cavity formed, the surface of which is pre-treated with a bonding coating, the structure assembled on the foam core is laid in the mold, simultaneously installing an anti-erosion forging and an element reinforcing the trailing edge of the blade, close the mold, and the polymerization process is carried out with a gradual stepwise increase in the heating temperature ess forms with a step interval of exposure.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings,

где на фиг.1 - общий вид лопасти в изометрии;where in Fig.1 is a General view of the blade in isometry;

на фиг.2 - типовое поперечное сечение лопасти на участке с центровочным грузом;figure 2 is a typical cross section of the blade in the area with the centering load;

на фиг.3 - фрагмент поперечного сечения лопасти на участке без центровочного груза;figure 3 is a fragment of the cross section of the blade in the area without centering load;

на фиг.4 - поперечное сечение комлевой части лопасти с установленными вкладышами и узлом крепления (сечение по А-А фиг.1);figure 4 is a cross section of the butt part of the blade with installed liners and the mount (section along aa of figure 1);

на фиг.5 - эпюры коэффициентов концентрации напряжений в контуре отверстия во вкладыше;figure 5 - plot of the stress concentration coefficients in the contour of the hole in the liner;

на фиг.6 - профиль типового сечения лопасти в соответствии с фиг.2 в частично разобранном виде;figure 6 is a profile of a typical section of the blade in accordance with figure 2 in a partially disassembled form;

на фиг.7 - полотно обшивки;Fig.7 - the skin sheathing;

на фиг.8 - схема сборки многослойных пакетов открытого контура оболочки и обшивки на оправке;on Fig is a diagram of the assembly of multilayer packages open loop contour and casing on the mandrel;

на фиг.9 - фрагмент сборки пакета открытого контура оболочки и вкладышей в комлевой части лопасти;figure 9 is a fragment of the assembly package of the open contour of the shell and liners in the butt part of the blade;

на фиг.10 - схема укладки конструктива лопасти в пресс-форму;figure 10 - scheme of laying the constructive blades in the mold;

на фиг.11 - схема опрессовки и полимеризации лопасти в пресс-форме.figure 11 is a diagram of the crimping and polymerization of the blade in the mold.

Лопасть 1 по предлагаемому техническому решению изображена на фиг.1, на которой отображены комлевая часть 2 с узлами 3, 4 крепления лопасти к втулке, аэродинамически профилированная часть (перо лопасти) 5 и противоэрозийная оковка 6.The blade 1 according to the proposed technical solution is shown in figure 1, which shows the butt part 2 with the nodes 3, 4 of the attachment of the blade to the sleeve, the aerodynamically shaped part (feather of the blade) 5 and erosion control forging 6.

Конструкция лопасти допускает различные альтернативные решения и формы, здесь же приведен для лучшего понимания изобретения конкретный вариант в качестве примера.The design of the blade allows for various alternative solutions and forms, here is given for a better understanding of the invention a specific embodiment as an example.

Конструкция типового сечения лопасти 1 изображена на фиг.2 и состоит из пенопластового сердечника 7, размещенного на большей части хорды по всей длине лопасти, выполненного из материала, имеющего преимущественно изотропную ячеистую структуру, например, полиметакрилимидной пены марки 71 WF.A typical cross-sectional design of the blade 1 is shown in FIG. 2 and consists of a foam core 7 located over most of the chord along the entire length of the blade made of a material having a predominantly isotropic cellular structure, for example, 71 WF polymethacrylimide foam.

Многослойная обшивка 8 выполнена в виде цельного полотна 9, охватывающего большую часть поверхности лопасти 1, формируя ее аэродинамический профиль. Слои обшивки 8 выполнены с разнонаправленным положением волокон, преимущественно под углом ±45 град к продольной оси 10 лопасти 1, имеют разную ширину, образуя переменную (ступенчатую) толщину Δδi; полотна 9, в результате чего обшивка 8 в поперечном сечении профиля лопасти 1 выполнена с утонением к ее задней кромке 11. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, такое формирование обшивки 8 позволяет увеличивать ее толщину в направлении носовой части и этим варьировать, при необходимости, не только положением центра тяжести профиля лопасти, но и местной прочностью от действия распределенных аэродинамических нагрузок по поверхности профиля. Для упрочнения обшивки 8, повышения ее стойкости один из внешних слоев может быть изготовлен из волокон, имеющих высокую механическую прочность, например волокон органопластика.The multilayer casing 8 is made in the form of a solid web 9, covering most of the surface of the blade 1, forming its aerodynamic profile. Sheathing layers 8 are made with a multidirectional position of the fibers, mainly at an angle of ± 45 degrees to the longitudinal axis 10 of the blade 1, have a different width, forming a variable (step) thickness Δδ i ; web 9, as a result of which the casing 8 in the cross section of the profile of the blade 1 is made thinning to its trailing edge 11. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, such a formation of the casing 8 allows to increase its thickness in the direction of the bow and this can be varied, if necessary , not only by the position of the center of gravity of the blade profile, but also by local strength from the action of distributed aerodynamic loads on the profile surface. To harden the casing 8, increase its resistance, one of the outer layers can be made of fibers having high mechanical strength, for example, organoplastics fibers.

Для усиления задней кромки 11 обшивка 8 по всей длине лопасти 1 состыкована с элементом 12, выполненным из материала однотипного с материалом обшивки, который имеет V-образное поперечное сечение, оканчивающееся стрингером 13 с возможностью крепления к нему металлической пластины в качестве триммера (условно не показан).To strengthen the trailing edge 11, the sheathing 8 along the entire length of the blade 1 is joined with an element 12 made of the same material as the sheathing material, which has a V-shaped cross section ending in stringer 13 with the possibility of attaching a metal plate to it as a trimmer (not shown conditionally )

Пенопластовый сердечник 7 в носовой своей части снабжен многослойной оболочкой 14, выполняющей как минимум три функции:The foam core 7 in its nasal part is equipped with a multilayer shell 14 that performs at least three functions:

1 - защиту пенопластового сердечника (его носовой части) от действия кориолисовых сил и сил сопротивления;1 - protection of the foam core (its nose) from the action of Coriolis forces and resistance forces;

2 - формирование совместно с многослойной обшивкой силового остова лопасти для восприятия переменных напряжений, действующих в полете от изгибно-крутильных колебаний лопасти и инерционных нагрузок;2 - the formation together with the multilayer sheathing of the power skeleton of the blade for the perception of alternating stresses acting in flight from the bending-torsional vibrations of the blade and inertial loads;

3 - обеспечение местной прочности в комлевом сечении лопасти по узлу крепления ее к втулке несущего винта.3 - ensuring local strength in the butt section of the blade along the site of its attachment to the rotor hub.

В частности, для обеспечения местной прочности многослойная оболочка 14 в зоне размещения узлов 3, 4 крепления лопасти армирована вкладышами 15, 16, как минимум двумя, выполненными в виде ортотропных пластин, размещенных между слоями 17,18 оболочки 14, охватывающими верхнюю и нижнюю поверхности пенопластового сердечника 7.In particular, to ensure local strength, the multilayer shell 14 in the area of placement of the blade attachment nodes 3, 4 is reinforced with liners 15, 16, at least two made in the form of orthotropic plates placed between layers 17.18 of the shell 14, covering the upper and lower surfaces of the foam core 7.

Как известно (см. Р.А. Михеев. Прочность вертолетов.- М.: Машиностроение, 1984, стр.104-105) в комлевой части лопасти действуют большие по величине изгибающий момент в плоскости вращения лопасти и центробежная сила, которые передаются на узлы крепления лопасти.As is known (see R.A. Mikheev. Helicopter Strength.- M .: Mashinostroenie, 1984, pp. 104-105), large bending moment in the plane of rotation of the blade and centrifugal force, which are transmitted to the nodes, act in the butt part of the blade. blade mounts.

Передача этих нагрузок, как правило, происходит через болты стыковочного узла, и концентрация возникающих суммарных напряжений для лопасти, изготовленной из композиционных материалов, достаточно критична.The transfer of these loads, as a rule, occurs through the bolts of the docking unit, and the concentration of the resulting total stresses for the blade made of composite materials is quite critical.

Основной задачей конструктивно-технологического решения узла крепления лопасти является максимальное снижение концентрации напряжений в композитном материале. И вкладыши 15, 16 из ортотропных пластин в сочетании с металлическими втулками 19, 20, установленными на клеевой прослойке 21, как показано на фиг.4, позволяют снизить в композиционном материале концентрацию напряжений:The main objective of the structural and technological solution of the blade attachment unit is to minimize the stress concentration in the composite material. And the liners 15, 16 of orthotropic plates in combination with metal sleeves 19, 20 mounted on the adhesive layer 21, as shown in figure 4, can reduce the stress concentration in the composite material:

- от окружной нагрузки более чем в 4 раза;- from the district load more than 4 times;

- от радиальной нагрузки в 2-3 раза.- from a radial load of 2-3 times.

В подтверждение этого вывода на фиг.5 приведены эпюры коэффициентов концентрации окружных напряжений KσB и радиальных напряжений Krd на контуре отверстия в ортотропной пластине (аналога вкладыша) под действием нагрузки Р при наличии втулки - область «а» и без нее - область «в», полученные экспериментально (см. «Технология производства изделий и интегральных конструкций из композиционных материалов в машиностроении» под ред. А.Г. Братухина и др. М., 2003, стр.338, 339, 342).In support of this conclusion, Fig. 5 shows the diagrams of the concentration coefficients of circumferential stresses K σB and radial stresses K rd on the contour of the hole in the orthotropic plate (analog of the liner) under the action of the load P in the presence of the sleeve - area "a" and without it - area "in ", Obtained experimentally (see." Technology for the production of products and integrated structures from composite materials in mechanical engineering "under the editorship of A. G. Bratukhin and others M., 2003, p. 338, 339, 342).

Выполнение узлов 3,4 в виде отверстий разного диаметра, разнесенных по продольной оси 10 лопасти 1 так, что отверстие 3 меньшего диаметра расположено ближе к торцу 22 комля 2, позволило оптимизировать концентрацию напряжений в контуре вкладышей 15, 16 за счет перераспределения нагрузок по узлам 3, 4 и сформировать профиль в комле 2, адекватный профилю пера лопасти 5, что в совокупности улучшает прочностные, технологические и аэродинамические характеристики лопасти.The implementation of the nodes 3.4 in the form of holes of different diameters spaced along the longitudinal axis 10 of the blade 1 so that the hole 3 of a smaller diameter is located closer to the end 22 of the butt 2, allowed us to optimize the stress concentration in the loop liners 15, 16 due to the redistribution of loads on the nodes 3 , 4 and form a profile in knot 2, adequate to the profile of the feather blade 5, which together improves the strength, technological and aerodynamic characteristics of the blade.

На участке лопасти 1 в диапазоне относительных радиусов приблизительно от 0,5R-0,55R до 1,0R, где R - радиус несущего винта, между обшивкой 8 и оболочкой 14 в носовой части лопасти установлен центровочный груз 23 в виде профилированных металлических секций (условно не показан). А на участках лопасти, где нет центровочного груза 23, полость в носовой части по длине лопасти 1 между оболочкой 14 и обшивкой 8 заполнена имитационными вкладышами 24 из материала, однотипного с материалом пенопластового сердечника 7.In the region of the blade 1, in the range of relative radii from approximately 0.5R-0.55R to 1.0R, where R is the radius of the rotor, a centering load 23 in the form of profiled metal sections is installed between the casing 8 and the sheath 14 in the bow of the blade (conventionally not shown). And in areas of the blade where there is no centering load 23, the cavity in the bow along the length of the blade 1 between the shell 14 and the casing 8 is filled with imitation liners 24 made of a material of the same material as the foam core 7.

В соответствии с предпочтительным вариантом конструкции лопасти, изложенным в настоящем изобретении, пример реализации предлагаемого способа изготовления лопасти из композиционных материалов включает следующие операции:In accordance with a preferred embodiment of the blade design described in the present invention, an example implementation of the proposed method of manufacturing a blade of composite materials includes the following operations:

1) изготовление механическим способом пенопластового сердечника 7 на всю длину лопасти 1 с поперечным сечением, подчиненным конструктиву лопасти;1) the manufacture by mechanical means of a foam core 7 for the entire length of the blade 1 with a cross section subordinate to the blade structure;

2) раскраивание листов слоистого композиционного материала в соответствии с картой раскроя и заданной ориентацией волоконного наполнителя;2) cutting sheets of layered composite material in accordance with the cutting map and a given orientation of the fiber filler;

3) из раскроенных листов на оправке 25, повторяющей поверхность пенопластового сердечника 7 на большей части хорды, начиная от носка по всей длине лопасти, собирают пакет открытого контура 26 оболочки 14, укладывая в комлевой части 2 между слоями 17, 18 по верхней и нижней поверхности оправки заранее изготовленные вкладыши 15, 16;3) from the cut sheets on the mandrel 25, repeating the surface of the foam core 7 on the greater part of the chord, starting from the sock along the entire length of the blade, an open loop package 26 of the shell 14 is assembled, laying in the butt part 2 between the layers 17, 18 along the upper and lower surfaces mandrels pre-made liners 15, 16;

4) собранную конструкцию подвергают предварительной опрессовке на оправке 25 при температуре 50…60°C для обеспечения склеивания листов в пакете;4) the assembled structure is subjected to preliminary crimping on the mandrel 25 at a temperature of 50 ... 60 ° C to ensure bonding of sheets in the package;

5) на носовую часть предварительно отпрессованного пакета открытого контура 26, не снимая его с оправки 25, прикатывают клеевой слой и устанавливают заранее изготовленные секции центровочных грузов 23 и имитационных вкладышей 24;5) the adhesive layer is rolled onto the bow of the pre-pressed open-loop package 26, without removing it from the mandrel 25, and pre-made sections of centering weights 23 and simulation inserts 24 are installed;

6) затем из раскроенных листов на упомянутой оправке, не снимая ранее собранной и предварительно опрессованной конструкции, собирают пакет открытого контура 27 из полотна 9, сборку пакета 27 начинают с листов меньшей ширины. Собранную конструкцию подвергают предварительной опрессовке на оправке в упомянутом температурном режиме для получения требуемой геометрии носовой части 28 лопасти 1;6) then, from the cut sheets on the said mandrel, without removing the previously assembled and pre-pressed structure, an open loop package 27 is assembled from the web 9, the assembly of the package 27 begins with sheets of smaller width. The assembled structure is subjected to preliminary crimping on a mandrel in the aforementioned temperature mode to obtain the desired geometry of the nose 28 of the blade 1;

7) предварительно опрессованную конструкцию снимают с оправки 25 и в образовавшуюся полость, раздвигая незамкнутые ветви пакетов открытого контура 26 и 27, укладывают пенопластовый сердечник 7, поверхность которого предварительно обрабатывают связующим покрытием;7) the pre-pressed structure is removed from the mandrel 25 and into the cavity formed, expanding the open branches of the packages of the open loop 26 and 27, put the foam core 7, the surface of which is pre-treated with a binder coating;

8) параллельно из раскроенных листов собирают элемент 12, используя индивидуальное приспособление клиновидной формы, укладывая листы так, чтобы сформировать пакет открытого контура V-образной формы, который затем подвергают предварительной опрессовке по упомянутой процедуре;8) in parallel, from the cut sheets, an element 12 is assembled using an individual wedge-shaped device, stacking the sheets so as to form a package of an open V-shaped contour, which is then subjected to preliminary crimping according to the above procedure;

9) собранную на пенопластовом сердечнике 7 конструкцию укладывают в пресс-форму 29, ориентируя ее носовой частью 28 к шарнирным узлам 30 стыковки основания 291 и крышки 292 пресс-формы 29; одновременно устанавливают заранее изготовленную оковку 6 с нанесенным на ее внутреннюю поверхность связующим покрытием, и подготовленный элемент 12, ориентируя его открытый V-образный контур под незамкнутые ветви пакета открытого контура 27;9) the structure assembled on the foam core 7 is placed in the mold 29, orienting it with the nose 28 to the hinge assemblies 30 of the base 29 1 and the cover 29 2 of the mold 29; at the same time, a prefabricated shackle 6 is installed with a bonding coating applied to its inner surface, and the prepared element 12, orienting its open V-shaped contour under the open branches of the open loop packet 27;

10. крышку 292 пресс-формы 29 закрывают; поднимают температуру нагрева пресс-формы постепенно, ступенчато до +150±5°C со скоростью 1,0…2,0°C/мин и промежуточной выдержкой 25…30 мин. Процесс полимеризации лопасти в пресс-форме занимает 3 час.+5% 10. cover 29 2 of the mold 29 is closed; raise the mold heating temperature gradually, stepwise up to + 150 ± 5 ° C with a speed of 1.0 ... 2.0 ° C / min and an intermediate exposure time of 25 ... 30 min. The process of polymerization of the blade in the mold takes 3 hours. + 5%

Предложенная конструкция лопасти и способ ее изготовления позволяют качественно сформировать устойчивые геометрические параметры пера лопасти, обеспечить стабильные погонно-массовые характеристики при серийном изготовлении лопасти и, как следствие, обеспечить одиночную замену лопасти в эксплуатации вертолета.The proposed design of the blade and the method of its manufacture allow qualitatively forming stable geometrical parameters of the blade feather, provide stable linear mass characteristics during serial production of the blade and, as a result, provide a single replacement of the blade in operation of the helicopter.

За счет одношаговой процедуры термического формирования профиля лопасти достигается однородность полимеризованного композиционного материала, обеспечивая монолитность интегральной структуры лопасти, повышая этим ее динамическую прочность.Due to the one-step procedure for thermal formation of the profile of the blade, uniformity of the polymerized composite material is achieved, ensuring the integral structure of the blade structure, thereby increasing its dynamic strength.

Предлагаемый способ изготовления лопасти из композиционных материалов позволяет упростить технологию изготовления лопасти, снизить трудоемкость и затраты за счет отказа от сложной формообразующей оснастки оборудования для обслуживания такой оснастки и операций контроля герметичности оснастки.The proposed method of manufacturing a blade made of composite materials allows us to simplify the manufacturing technology of the blade, reduce the complexity and costs due to the rejection of complex formative tooling equipment for servicing such equipment and operations for monitoring the tightness of equipment.

Claims (6)

1. Лопасть несущего винта вертолета, содержащая пенопластовый сердечник, размещенный на большей части хорды по всей длине лопасти, многослойную оболочку носовой части пенопластового сердечника, многослойную обшивку с разнонаправленным положением волокон в слоях, элемент, усиливающий заднюю кромку лопасти, противоэрозийную оковку носка лопасти и центровочный груз, отличающаяся тем, что многослойная оболочка в комлевой части лопасти армирована вкладышами, как минимум двумя, выполненными в виде ортотропных пластин, размещенных между слоями оболочки, охватывающими верхнюю и нижнюю поверхности пенопластового сердечника в зоне узлов крепления лопасти к втулке, а многослойная обшивка выполнена цельным полотном, охватывающим большую часть поверхности лопасти, имеет переменную толщину в поперечном сечении профиля лопасти с утонением к его задней кромке.1. The blade of the rotor of the helicopter, containing a foam core, located on most of the chord along the entire length of the blade, a multilayer shell of the nose of the foam core, a multilayer sheathing with the fibers in different directions, an element that reinforces the trailing edge of the blade, anti-erosion centering sock cargo, characterized in that the multilayer shell in the butt part of the blade is reinforced with liners of at least two, made in the form of orthotropic plates placed between the layers shells covering the upper and lower surfaces of the foam core in the area of the attachment points of the blade to the sleeve, and the multilayer sheathing is made of a single sheet covering most of the surface of the blade, has a variable thickness in the cross section of the profile of the blade with thinning to its trailing edge. 2. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что пенопластовый сердечник выполнен из материала, имеющего преимущественно изотропную ячеистую структуру.2. The blade according to claim 1, characterized in that the foam core is made of a material having a predominantly isotropic cellular structure. 3. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что полость в носовой части по длине лопасти между оболочкой и обшивкой, где нет центровочного груза, заполнена имитационным вкладышем из материала, однотипного с материалом пенопластового сердечника.3. The blade according to claim 1, characterized in that the cavity in the bow along the length of the blade between the shell and the casing, where there is no centering load, is filled with a simulated insert made of a material of the same material as the foam core material. 4. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что элемент, усиливающий заднюю кромку лопасти, имеет V-образное поперечное сечение с возможностью крепления к нему металлической пластины в качестве триммера.4. The blade according to claim 1, characterized in that the element reinforcing the trailing edge of the blade has a V-shaped cross section with the possibility of attaching a metal plate to it as a trimmer. 5. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что узлы крепления лопасти выполнены в виде отверстий разного диаметра, разнесенных по продольной оси лопасти так, что отверстие меньшего диаметра расположено ближе к торцу комля лопасти.5. The blade according to claim 1, characterized in that the attachment points of the blade are made in the form of holes of different diameters spaced along the longitudinal axis of the blade so that the hole of a smaller diameter is located closer to the butt end of the blade. 6. Способ изготовления лопасти из композиционного материала, включающий изготовление пенопластового сердечника, раскрой листов для формирования многослойных пакетов оболочки и обшивки, изготовление противоэрозийной оковки и центровочных грузов, сборку упомянутых элементов на пенопластовом сердечнике, укладку его в сборе в пресс-форму и процесс полимеризации композиционных элементов в пресс-форме, отличающийся тем, что сборку многослойных пакетов производят на оправке, повторяющей в поперечном сечении поверхность пенопластового сердечника на большей части хорды от носка по всей длине лопасти, начиная с изготовления пакета открытого контура оболочки, укладывая в комлевой части между слоями незамкнутых ветвей контура заранее изготовленные вкладыши, осуществляют предварительную опрессовку пакета, затем, не снимая с оправки, на его носовую часть прикатывают клеевой слой и устанавливают заранее изготовленные секции центровочного груза и имитационные вкладыши, поверх которых собирают пакет открытого контура обшивки, начиная с листов меньшей ширины, собранную конструкцию подвергают предварительной опрессовке на оправке до получения требуемой геометрии носовой части лопасти, упомянутую конструкцию снимают с оправки и в образовавшуюся полость укладывают пенопластовый сердечник, поверхность которого предварительно обрабатывают связующим покрытием, собранную на пенопластовом сердечнике конструкцию укладывают в пресс-форму, устанавливая одновременно противоэрозийную оковку и элемент, усиливающий заднюю кромку лопасти, закрывают пресс-форму и процесс полимеризации ведут при постепенном ступенчатом поднятии температуры нагрева пресс-формы с шаговым интервалом выдержки. 6. A method of manufacturing a blade made of composite material, including the manufacture of a foam core, cutting sheets to form multilayer shell and sheathing packages, manufacturing of erosion-resistant forging and centering weights, assembling the above-mentioned elements on a foam core, laying it in the mold and polymerizing the composite elements in the mold, characterized in that the assembly of multilayer bags is performed on a mandrel that repeats in cross section the surface of the foam plastic On the greater part of the chord from the toe along the entire length of the blade, starting from the manufacture of the package of the open shell contour, laying the prefabricated inserts in the butt part between the layers of open contour branches, the package is pre-pressed, then, without removing from the mandrel, they are rolled onto its nose the adhesive layer and install prefabricated sections of the centering load and imitation liners, on top of which collect a package of an open contour of the skin, starting with sheets of smaller width, assembled design the section is subjected to preliminary pressure testing on the mandrel to obtain the required geometry of the nose of the blade, the above-mentioned structure is removed from the mandrel and a foam core is laid in the cavity formed, the surface of which is pre-treated with a bonding coating, the structure assembled on the foam core is laid in the mold, while installing an anti-erosion forging and the element reinforcing the trailing edge of the blade closes the mold and the polymerization process is carried out with a gradual step ohm raising the heating temperature of the mold with a stepper exposure interval.
RU2013157395/11A 2013-12-25 2013-12-25 Helicopter rotor and production of rotor from composites RU2541574C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157395/11A RU2541574C1 (en) 2013-12-25 2013-12-25 Helicopter rotor and production of rotor from composites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157395/11A RU2541574C1 (en) 2013-12-25 2013-12-25 Helicopter rotor and production of rotor from composites

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2541574C1 true RU2541574C1 (en) 2015-02-20

Family

ID=53288692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157395/11A RU2541574C1 (en) 2013-12-25 2013-12-25 Helicopter rotor and production of rotor from composites

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541574C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614163C1 (en) * 2016-01-21 2017-03-23 Общество с ограниченной ответственностью "Предприятие"Аэротех" Method for producing helicopter tail rotor blade from a composite material
RU2616465C2 (en) * 2015-04-16 2017-04-17 Борис Анатольевич Губарев Method of making blades from composite material
RU2683410C1 (en) * 2018-08-31 2019-03-28 Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед" Longeron-free blade of helicopter rotor and method of its manufacturing
RU2684999C1 (en) * 2017-07-28 2019-04-16 Эйрбас Хеликоптерс Method of manufacturing a propeller blade filling body and a propeller blade filling body comprising at least one cellular system with closed cells
RU2699877C1 (en) * 2018-12-28 2019-09-11 Общество с ограниченной ответственностью Специальное Конструкторское Бюро "Мысль" Method of manufacturing of spatial model of blade of axial fan
EP3659913A1 (en) 2018-11-30 2020-06-03 LEONARDO S.p.A. Rotor for a hover-capable aircraft
RU2767574C1 (en) * 2021-06-07 2022-03-17 Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦК Миль и Камов") Multi-circuit propeller blade
CN114953501A (en) * 2022-04-29 2022-08-30 国能联合动力技术(保定)有限公司 Blade counterweight box manufacturing method and wind power blade
RU2783551C1 (en) * 2018-11-30 2022-11-14 ЛЕОНАРДО С.п.А. Rotor for aircraft made with possibility of hanging

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0378839A2 (en) * 1989-01-14 1990-07-25 Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor blade
RU2230004C1 (en) * 2003-09-23 2004-06-10 Открытое акционерное общество "Камов" Method of manufacture of blade from composite material
RU2230003C1 (en) * 2002-09-27 2004-06-10 Сиротинский Борис Симонович Helicopter steering rotor blade
EP2222553A1 (en) * 2007-12-18 2010-09-01 Bell Helicopter Textron Inc. Rotor blade and method of making same
EP2256034A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-01 Eurocopter Deutschland GmbH Rotor blade as fibre composite profile body and method of manufacture therefor in resin injection technology

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0378839A2 (en) * 1989-01-14 1990-07-25 Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor blade
RU2230003C1 (en) * 2002-09-27 2004-06-10 Сиротинский Борис Симонович Helicopter steering rotor blade
RU2230004C1 (en) * 2003-09-23 2004-06-10 Открытое акционерное общество "Камов" Method of manufacture of blade from composite material
EP2222553A1 (en) * 2007-12-18 2010-09-01 Bell Helicopter Textron Inc. Rotor blade and method of making same
EP2256034A1 (en) * 2009-05-27 2010-12-01 Eurocopter Deutschland GmbH Rotor blade as fibre composite profile body and method of manufacture therefor in resin injection technology

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616465C2 (en) * 2015-04-16 2017-04-17 Борис Анатольевич Губарев Method of making blades from composite material
RU2614163C1 (en) * 2016-01-21 2017-03-23 Общество с ограниченной ответственностью "Предприятие"Аэротех" Method for producing helicopter tail rotor blade from a composite material
RU2684999C1 (en) * 2017-07-28 2019-04-16 Эйрбас Хеликоптерс Method of manufacturing a propeller blade filling body and a propeller blade filling body comprising at least one cellular system with closed cells
WO2020046166A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед" Sparless helicopter rotor blade and method for manufacturing same
RU2683410C1 (en) * 2018-08-31 2019-03-28 Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед" Longeron-free blade of helicopter rotor and method of its manufacturing
EP3659913A1 (en) 2018-11-30 2020-06-03 LEONARDO S.p.A. Rotor for a hover-capable aircraft
EP3659914A1 (en) 2018-11-30 2020-06-03 LEONARDO S.p.A. Rotor for a hover-capable aircraft
WO2020109880A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Leonardo S.P.A. Rotor for a hover-capable aircraft
RU2783551C1 (en) * 2018-11-30 2022-11-14 ЛЕОНАРДО С.п.А. Rotor for aircraft made with possibility of hanging
US11702198B2 (en) 2018-11-30 2023-07-18 Leonardo S.P.A. Rotor for a hover-capable aircraft
RU2699877C1 (en) * 2018-12-28 2019-09-11 Общество с ограниченной ответственностью Специальное Конструкторское Бюро "Мысль" Method of manufacturing of spatial model of blade of axial fan
RU2767574C1 (en) * 2021-06-07 2022-03-17 Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦК Миль и Камов") Multi-circuit propeller blade
CN114953501A (en) * 2022-04-29 2022-08-30 国能联合动力技术(保定)有限公司 Blade counterweight box manufacturing method and wind power blade

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2541574C1 (en) Helicopter rotor and production of rotor from composites
US10737760B2 (en) Multi-box wing spar and skin
US10273935B2 (en) Rotor blades having structural skin insert and methods of making same
EP3475068B1 (en) Manufacture of a wind turbine blade
EP2679806A1 (en) Method for manufacturing wind turbine blades, blades for propellers, wings or similar structures, and structure in the shape of a blade produced by means of said method
EP2176058B1 (en) A method of manufacturing an integral profile monolithic wing structure
EP2621715B1 (en) Method of manufacturing a wind turbine blade and a wind turbine blade
US5855709A (en) Method of making a composite flow-straightener vane
CA2861312C (en) Systems and methods of constructing composite assemblies
CN101547786A (en) Composite structure
CN110869198B (en) Wind turbine blade and method of manufacturing a wind turbine blade
EP4271562B1 (en) Method of manufacturing monolithic structure in composite material for wings or empennages of aircraft
RU2615647C2 (en) Aircraft propeller blade and method of blade forming
RU2561827C1 (en) Propeller blade and method of its fabrication
RU2616465C2 (en) Method of making blades from composite material
US10641240B2 (en) Methods of joining rotor blade components using thermoplastic welding
RU2614163C1 (en) Method for producing helicopter tail rotor blade from a composite material
EP3787879B1 (en) Method of joining rotor blade components using thermoplastic welding
RU162211U1 (en) HELICOPTER STEERING VANE FROM COMPOSITE MATERIAL
RU2739269C1 (en) SPONZERLESS HELICOPTER PROPELLER BLADE FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS AND METHOD OF ITS MANUFACTURE
RU143641U1 (en) AIR SCREW BLADE
RU2683410C1 (en) Longeron-free blade of helicopter rotor and method of its manufacturing
RU2652545C1 (en) Blade spar of aerodynamic model of propeller and method of its manufacture
JPS584679B2 (en) Method for manufacturing composite material wings
EP2505501A1 (en) Method of manufacturing a fibrereinforced profile

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151226

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170421

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201226