專利名稱：增強(qiáng)的翼型體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增強(qiáng)的翼型體，且具體地涉及在其內(nèi)部具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，所述增強(qiáng)構(gòu)件橫向于所述翼型體的縱向方向延伸且在張力下工作以避免翼型體的翼型外表面在運(yùn)行期間變形。所述翼型體可以是但不限于風(fēng)輪機(jī)葉片、飛機(jī)機(jī)翼、直升機(jī)葉片等。
背景技術(shù)：
常規(guī)的風(fēng)輪機(jī)葉片包括通常分為多個(gè)外殼的翼型蒙皮和諸如板梁或翼梁的桁梁。 桁梁能夠是單個(gè)梁，但通常使用兩個(gè)桁梁。翼型蒙皮的在蒙皮的相反兩側(cè)處在兩個(gè)桁梁之間延伸的部分被表示為蓋帽或蓋帽部分。兩個(gè)桁梁與通常具有增加的厚度的蓋帽部分一起形成所謂的箱形輪廓。一些類型的風(fēng)輪機(jī)葉片被設(shè)計(jì)具有箱形輪廓形式的加強(qiáng)桿(spar)，該加強(qiáng)桿被單獨(dú)制造且在組裝時(shí)被結(jié)合在形成翼型蒙皮的預(yù)制外殼之間。翼型蒙皮通常由纖維增強(qiáng)塑料、玻璃纖維和/或其他材料的層壓件制成。通常，翼型蒙皮由兩個(gè)外殼制成，兩個(gè)外殼被組裝以形成蒙皮。在風(fēng)輪機(jī)葉片的運(yùn)行期間，風(fēng)輪機(jī)葉片以相對(duì)于擺振方向(flapwise)的一定角度承受載荷。通常將葉片上的這一載荷分解為載荷在揮舞方向(edgewise)上的分量和在擺振方向上的分量。擺振方向是與穿過(guò)葉片的橫截面的橫軸基本垂直的方向。因此，擺振方向也可以理解為氣動(dòng)升力作用在葉片上的方向或相反/反向方向。揮舞方向的載荷發(fā)生在與擺振方向垂直的方向上。葉片進(jìn)一步受到扭轉(zhuǎn)載荷，扭轉(zhuǎn)載荷主要是氣動(dòng)載荷和慣性載荷。這些載荷能夠使葉片在葉片的扭轉(zhuǎn)固有頻率下經(jīng)受諧振運(yùn)動(dòng)或顫振；參見(jiàn)圖1，標(biāo)示了載荷和方向。在運(yùn)行期間，翼型體，例如為風(fēng)輪機(jī)葉片形式的翼型體，主要在擺振方向上受到載荷作用。力導(dǎo)致翼型體沿其縱向延伸部的彎曲。在風(fēng)輪機(jī)葉片的情況下，翼型體通常朝風(fēng)輪機(jī)的塔架彎曲。所述彎曲導(dǎo)致箱形輪廓的如圖2和4所示的橢圓化或扁平化，并且還能夠引起翼型體的屈曲失效。在翼型體沿著其縱向延伸部彎曲時(shí)，蓋帽中的一個(gè)在翼型體的縱向方向上被壓縮。當(dāng)壓縮超出一定極限時(shí)，蓋帽被迫使偏離其原始形狀，并且形成屈曲圖案，其中該極限取決于相關(guān)的蓋帽的厚度、曲率、材料和材料取向。如果擺振方向上的載荷且因此壓縮進(jìn)一步增大，翼型體會(huì)突然潰縮。在常規(guī)的風(fēng)輪機(jī)葉片中，通常增加蓋帽的厚度以增大蓋帽的主要抵抗葉片的沿葉片的縱向延伸部的彎曲的強(qiáng)度。葉片的失效由若干個(gè)分別的因素確定。然而，一個(gè)非常重要的因素是蓋帽的抗屈曲性。如果發(fā)生屈曲或正在發(fā)生時(shí)，翼型體的橫截面的曲率可以例如如圖3和4所示地變換。此外，在常規(guī)的風(fēng)輪機(jī)葉片中，由沿著葉片的縱向延伸部的彎曲導(dǎo)致的破碎壓力而導(dǎo)致的橢圓化在翼型蒙皮的通常為層壓材料的材料中引起多軸應(yīng)力狀態(tài)。這會(huì)導(dǎo)致材料的層間裂紋、基質(zhì)裂化、脫層(de-lamination)、表層脫膠等的形成，且因此這一結(jié)構(gòu)在每次葉片受力時(shí)越來(lái)越弱化。層間裂紋也使蓋帽的抗屈曲性降低，并且可因此導(dǎo)致葉片的屈曲失效的風(fēng)險(xiǎn)增大
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種翼型體，該翼型體在不增加自身重量的情況下，具有增加的抵抗翼型的變形的強(qiáng)度。因此，翼型體設(shè)有前緣和后緣，該前緣和后緣沿著翼型體的縱向延伸部延伸且限定翼型體的剖面弦線(profile chord)。剖面弦線是包含翼型體的前緣和后緣且在前緣和后緣之間沿著翼型體的縱向延伸部延伸的假想表面。在橫截面中，剖面弦線是連接翼型體的前緣和后緣的直線。翼型體包括翼型蒙皮，翼型蒙皮形成翼型體的外表面且限定翼型體的內(nèi)部容積。隔離構(gòu)件在翼型體內(nèi)連接至蒙皮且從蒙皮延伸進(jìn)入翼型體的內(nèi)部容積中。另外，至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件安裝在翼型體的內(nèi)部，且所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的每一個(gè)橫向于翼型體的縱向方向或縱向延伸部延伸并且在張力下工作以增強(qiáng)蒙皮抵抗向內(nèi)撓曲的能力。所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的每一個(gè)在翼型體的內(nèi)部容積內(nèi)在剖面弦線的與隔離構(gòu)件連接至蒙皮的連接部相同的一側(cè)處連接至蒙皮。另外，所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的每一個(gè)在與蒙皮相距一定距離處連接至間隔構(gòu)件。隔離構(gòu)件必須能夠維持在蒙皮的內(nèi)表面和所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件連接至隔離構(gòu)件的連接部之間的距離且不必承載任何其他載荷。隔離構(gòu)件能夠由任何合適材料制成且便利地，隔離構(gòu)件由與蒙皮的連接至隔離元件的部分例如蓋帽相同的材料制成，諸如增強(qiáng)塑料，諸如玻璃纖維。隔離構(gòu)件可以沿著翼型體的大致整個(gè)延伸部延伸。隔離構(gòu)件可以連接至單個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件；或隔離構(gòu)件可以連接至多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件。多個(gè)隔離構(gòu)件可以設(shè)置在翼型體中。多個(gè)隔離構(gòu)件可以在其之間設(shè)有相互的橫向距離。翼型體可以例如組成豎直軸風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)輪機(jī)葉片，諸如Darrieus風(fēng)輪機(jī)、星型風(fēng)輪機(jī)(wind star turbine)等,或組成水平軸風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)輪機(jī)葉片,諸如通常具有三葉片、有時(shí)兩葉片或甚至單葉片的(且具有配重的)的通用現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)等。翼型體還可以組成航空工業(yè)中使用的翼型裝置或機(jī)翼，諸如直升機(jī)葉片、飛機(jī)機(jī)翼等。翼型體不僅可以在氣流中工作，也可以在水流中工作，水流包括河流，小溪、潮汐流、海洋流、波浪運(yùn)動(dòng)、海浪表面流等。翼型體的例如由外殼形成的蒙皮可以包括例如層壓材料形式的復(fù)合材料，例如增強(qiáng)塑料。材料可以包括玻璃纖維和/或碳纖維和/或其他耐用且柔性的材料，材料通常具有高的強(qiáng)度/重量比。蒙皮也可以由木材制成，例如竹子、樺木、層壓板等，或者由基于具有高纖維素含量的植物纖維的另一材料制成，諸如韌皮纖維，諸如亞麻、黃麻等。這些纖維可以被用作在復(fù)合材料諸如增強(qiáng)塑料中的增強(qiáng)物。材料還可至少部分地包括輕量化金屬或合金。蒙皮也可以由上述材料的組合物制成。
蒙皮通常可以具有層壓結(jié)構(gòu)或夾層結(jié)構(gòu)。每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件利用翼型體內(nèi)的至少兩個(gè)連接部進(jìn)行連接，即利用至少一個(gè)第一連接部在與隔離構(gòu)件相距一定橫向距離處連接至翼型蒙皮，且利用至少一個(gè)第二連接部在與翼型蒙皮相距一定距離處連接至隔離構(gòu)件。在翼型體中，在擺振方向上向內(nèi)的力，例如破碎壓力，接近所述第一和第二連接部向內(nèi)朝翼型體的內(nèi)部容積推動(dòng)翼型蒙皮。向內(nèi)變形直接導(dǎo)致在與第一和第二連接部連接的相應(yīng)的增強(qiáng)構(gòu)件中的張力，且由于相應(yīng)的增強(qiáng)構(gòu)件具有強(qiáng)度以提供抵抗張力的抗力，相應(yīng)的增強(qiáng)構(gòu)件通過(guò)抑制在其第一連接部和第二連接部之間的距離增加而基本阻止變形。
因此，每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件理想地具有高的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件不需要能夠抗壓縮力。優(yōu)選地，每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件具有直的形狀，例如拉伸絲、桿、板等的形狀。如果增強(qiáng)構(gòu)件的形狀不是直的，那么增強(qiáng)構(gòu)件的形狀在受到張力時(shí)可能被拉直，這將導(dǎo)致增強(qiáng)構(gòu)件的第一和第二連接部之間的距離增加；且明顯地，這不是所期望的。由于增強(qiáng)構(gòu)件僅需要具有高的抗拉強(qiáng)度，即增強(qiáng)構(gòu)件不需要承載其他載荷；增強(qiáng)構(gòu)件優(yōu)選地為薄的，使得增強(qiáng)構(gòu)件的重量和成本能夠保持在最低。增強(qiáng)構(gòu)件的厚度優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的10倍，更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的5倍，依然更加優(yōu)選小于蒙皮的最大厚度的2倍，又更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的I. 5倍，甚至更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度，依然更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的O. 75倍，最優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的O. 5倍。優(yōu)選地，每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件被預(yù)張緊至理想水平，從而確保每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件被完全拉伸且具有平直的形狀，使得每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件將直接抑制蒙皮的變形。優(yōu)選地，在所述至少一個(gè)第二連接部的隔離構(gòu)件的相反側(cè)處且在剖面弦線的與所述至少一個(gè)第二連接部相同的一側(cè)處，增強(qiáng)構(gòu)件中的至少一個(gè)利用至少一個(gè)第三個(gè)連接部進(jìn)一步連接至翼型蒙皮。因此，隔離構(gòu)件在運(yùn)行期間對(duì)稱地受載荷，因此降低了隔離構(gòu)件的及其連接至翼型蒙皮的連接部的所需強(qiáng)度。優(yōu)選地，在增強(qiáng)構(gòu)件和隔離構(gòu)件之間的連接部位于隔離構(gòu)件的自由端，從而在隔離構(gòu)件處，于增強(qiáng)構(gòu)件和蒙皮的的內(nèi)表面之間設(shè)置了最大距離。在翼型蒙皮的內(nèi)表面上的第二連接部和可能的第三連接部原理上可以定位在內(nèi)表面上的適于增強(qiáng)翼型體的任意位置處。第一連接部、第二連接部和第三連接部可以包括任何合適類型的連接部，例如焊接的、粘接的、熔接的、熔融連接的或其他簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部。每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件可以利用連接部直接與翼型蒙皮或隔離構(gòu)件連接；或者，增強(qiáng)構(gòu)件可以包括附加的連接部或連接部分，該附加的連接部或連接部分被構(gòu)造成與連接至翼型蒙皮的內(nèi)表面或隔離構(gòu)件的連接部接合或協(xié)作。附加的連接部或連接部分必須足夠剛性以在經(jīng)受張力時(shí)維持其形狀，從而適當(dāng)?shù)嘏c增強(qiáng)構(gòu)件協(xié)作，以防止在第一連接部和相應(yīng)的第二連接部和第三連接部之間的距離增加。所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件與間隔構(gòu)件協(xié)作，以顯著地增加翼型體的整體強(qiáng)度，這是因?yàn)樵龃罅说挚箼E圓化和屈曲的抗力。另外，降低或消除了層壓材料中的多軸向應(yīng)力，從而也增大了抵抗層間裂紋和基體破裂的形成的抗力。因此，與具有相同強(qiáng)度但不具有所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的常規(guī)翼型體相比，由于所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的存在，可以顯著地減小翼型蒙皮的材料的尺寸，從而降低了重量，降低了作用在具有翼型體的單元的其它可能部分上的動(dòng)態(tài)載荷，提高了翼型體的操縱和運(yùn)輸特性，并且降低了材料成本。翼型體也可以包括一個(gè)或更多桁梁。具有一個(gè)或更多個(gè)桁梁的風(fēng)輪機(jī)葉片是眾所周知的。常規(guī)的桁梁具有沿葉片的縱向延伸部的縱向延伸部和大致垂直于葉片的剖面弦線的橫向延伸部。所述一個(gè)或更多個(gè)常規(guī)桁梁主要沿葉片的縱向延伸部加強(qiáng)葉片。桁梁也可以稱作是腹板(web)。常規(guī)的桁梁或腹板可以由能夠承載載荷的任意類型的伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成，諸如梁或加強(qiáng)桿，例如成形為I形剖面，優(yōu)選地由纖維增強(qiáng)塑料或其它合適材料制成。通常，桁梁沿著葉片的基本整個(gè)長(zhǎng)度延伸。翼型體的桁梁可以嵌入在翼型體的蒙皮中或形成翼型體的蒙皮的一部分。例如，至少一個(gè)桁梁可在翼型體內(nèi)部設(shè)置成連接到翼型體的蒙皮的內(nèi)表面，以主要地沿著翼型體的縱向延伸部加強(qiáng)和增強(qiáng)翼型體。桁梁或腹板是能夠承載載荷的伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)元件，諸如梁或加強(qiáng)桿，例如成形為I形剖面或U形剖面，優(yōu)選地由纖維增強(qiáng)塑料或其它合 適材料制成。所述至少一個(gè)桁梁或腹板中的每一個(gè)可沿著翼型體的大致整個(gè)長(zhǎng)度延伸。然而，桁梁可沿著翼型體的縱向延伸部分為分開(kāi)的多個(gè)桁梁，例如為了便于操縱和運(yùn)輸。翼型體可以包括兩個(gè)桁梁。兩個(gè)桁梁與翼型蒙皮的在這兩個(gè)桁梁之間延伸的那些部分一起形成所謂的箱形輪廓。在下文中，箱形輪廓的頂部和底部標(biāo)示為蓋帽。通常，蓋帽比蒙皮的其余部分具有增加的厚度。 翼型體可以包括箱式桁梁或箱式梁。箱式桁梁或箱式梁可適于在其內(nèi)側(cè)上容納各種類型的器械，例如測(cè)量?jī)x器、控制機(jī)構(gòu)和/或系統(tǒng)和用于為翼型體內(nèi)或上的機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力的伺服馬達(dá)。所述至少一個(gè)桁梁的側(cè)面的厚度可沿其縱向延伸部或橫向延伸部或沿兩者一起變化，并且桁梁的橫截面的周長(zhǎng)或形狀或這兩個(gè)也可沿其縱向延伸部變化。箱式桁梁或箱式梁的橫截面可具有任意多邊形形狀，諸如大致矩形、正方形、三角形等形狀，或橫截面可以是圓形、卵形、橢圓形等。優(yōu)選地，箱式桁梁或箱式梁的橫截面為矩形或大致正方形。隔離構(gòu)件可以在蓋帽中的一個(gè)處連接至蒙皮，優(yōu)選地在或接近相應(yīng)蓋帽的中央縱向軸線處或附近連接至蒙皮。優(yōu)選地，隔離構(gòu)件連接至具有大曲率半徑的蓋帽的內(nèi)表面，諸如大致平坦的蓋帽。相應(yīng)地，至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的每一個(gè)或至少一個(gè)可以在例如具有箱形輪廓的蓋帽中的一個(gè)處或附接，并且優(yōu)選地在蓋帽中的一個(gè)的邊緣處或附近連接至翼型體的內(nèi)表面。例如，至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的每一個(gè)或至少一個(gè)可與相應(yīng)的桁梁一起連接至蓋帽。增強(qiáng)構(gòu)件的連接至蓋帽中的一個(gè)或連接到其附近的連接部抑制相應(yīng)的蓋帽的屈曲和橢圓化。所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件可以具有桿或棒的形狀，并且可以具有任何合適的截面，例如大致圓形或多邊形的橫截面，諸如大致矩形、方形、三角形、圓形、卵形、橢圓形等；然而，橫截面優(yōu)選地為矩形且平坦的。增強(qiáng)構(gòu)件可以是實(shí)心的或中空的或其任意適當(dāng)?shù)慕M合。替代地，增強(qiáng)構(gòu)件可包括金屬絲、繩子、纜索、絲線或纖維。它們可以單獨(dú)地應(yīng)用，或可以以多個(gè)單獨(dú)元件的形式一起應(yīng)用，形成“更厚的”構(gòu)件。
增強(qiáng)構(gòu)件可以由任何合適材料制成。目前，纖維增強(qiáng)塑料是優(yōu)選的。增強(qiáng)構(gòu)件可以包括具有非常高剛度和強(qiáng)度的纖維，例如玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酸胺纖維、聚乙烯纖維、PBO (聚對(duì)苯撐苯并二惡唑)纖維等。增強(qiáng)構(gòu)件也可以由木材制成，諸如竹子、樺木、層壓板等，或由基于具有高纖維素含量的植物纖維的另一材料制成，諸如韌皮纖維，諸如亞麻、黃麻等。這些纖維可以被用作在復(fù)合材料例如增強(qiáng)塑料中的增強(qiáng)物，或可以以金屬絲或桿的形式使用。增強(qiáng)構(gòu)件也可以由鋼、輕金屬合金等制成。增強(qiáng)構(gòu)件可以進(jìn)一步由上述材料的組合物制成。
增強(qiáng)構(gòu)件可以例如由可收縮材料例如可收縮塑料材料制成，使得當(dāng)增強(qiáng)構(gòu)件被安裝在翼型體中的其目標(biāo)位置時(shí)，可以例如通過(guò)加熱構(gòu)件而預(yù)張緊增強(qiáng)構(gòu)件。具有在其第一和第二連接部之間的縱向延伸部的增強(qiáng)構(gòu)件，諸如具有桿的形狀的增強(qiáng)構(gòu)件，優(yōu)選地沿著翼型體的揮舞方向大致垂直于翼型體的縱向方向或縱向延伸部延伸；然而，例如為了易于制造，為了補(bǔ)償運(yùn)行期間的扭曲等，增強(qiáng)構(gòu)件的縱向延伸部可與翼型體的縱向延伸部形成不同的角度。所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件可以具有成形為板型的部分。增強(qiáng)構(gòu)件的板狀部分可以是實(shí)心的或中空的或其任意組合。板狀材料可以包括金屬、金屬合金、木材、層壓板、薄板、玻璃纖維、碳纖維以及其他合適材料中的任何材料，其他合適材料諸如是例如一種或更多種復(fù)合材料。增強(qiáng)構(gòu)件的板狀部分可以進(jìn)一步被設(shè)置為包括由一個(gè)或更多個(gè)金屬絲、繩子、纜索、絲線或纖維的網(wǎng)織品或幅材。增強(qiáng)構(gòu)件的板狀部分可以包括紡織或織物材料?？椢锊牧峡梢杂衫绲幌抻谔祭w維、或芳族聚酸胺纖維、或玻璃纖維等材料制成，由此提供高強(qiáng)度和輕量化。上述材料也可以結(jié)合到任何構(gòu)造。因此，所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件可以是層壓結(jié)構(gòu)或夾層結(jié)構(gòu)。增強(qiáng)構(gòu)件的板狀部分可以包括一個(gè)或多個(gè)切除部。所述切除部可以制成任何合適類型的圖案。所述切除減低材料成本和重量。另外，切除部可以為任何附加布線或其他裝置提供通道而且也降低整體重量。所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件和隔離構(gòu)件可以固定地互連。這一互連可以包括任意適當(dāng)類型的接頭，例如前述的焊接、粘接、熔接或熔融連接。所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件和隔離構(gòu)件可以可釋放地互連。所述可釋放互連可以包括任意適當(dāng)類型的接頭，諸如搭扣配合、壓配合、槽舌連接或其他簡(jiǎn)單的機(jī)械連接。可釋放互連可以用于提供具有提高的靈活程度的翼型體。在所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件和翼型蒙皮的內(nèi)表面之間限定的容積可以至少部分地用填料材料填充。填料材料可以包括一種或更多種物質(zhì)。該物質(zhì)可以具有不同的物理、化學(xué)或機(jī)械特性且可以混合以提供一種或更多種專有特征，諸如絕緣能力、剛性、輕量化、高或低的導(dǎo)電性等。例如，填料材料的膨脹可以向相應(yīng)的增強(qiáng)構(gòu)件提供預(yù)張緊。填料材料可以包括由聚亞安酯和異氰酸鹽的混合物制成的在混合時(shí)膨脹的泡沫。優(yōu)選地，填料材料可以是發(fā)泡材料，發(fā)泡材料的特征例如在于輕量化，形成適當(dāng)表面的便捷的工作特性，適當(dāng)表面易于例如通過(guò)與纖維或纖維帶進(jìn)一步層壓而被進(jìn)一步處理。具體地，發(fā)泡材料可以包括具體地能夠吸收壓力的PVC或基于PVC的材料。具體地，發(fā)泡材料可以設(shè)置為預(yù)制的或預(yù)成形的元件，元件具有第一表面，該第一表面基本對(duì)應(yīng)翼型蒙皮的沿著翼型蒙皮的內(nèi)表面的曲率；和第二表面，該第二表面基本為平的或平坦的。然后，預(yù)成型的發(fā)泡元件的第二表面可以形成用于增強(qiáng)構(gòu)件的板狀部分的均勻的和對(duì)齊的基底。提供預(yù)成形的發(fā)泡元件能夠是特別有利的，這是因?yàn)榘l(fā)泡材料然后可用作用于增強(qiáng)構(gòu)件的定位和用于相關(guān)部分的整體構(gòu)造的模具或模腔。這意味著能夠不再需要例如玻璃纖維的定制模具，而定制模具用于構(gòu)造相關(guān)部分，由此減少了相關(guān)部分的制造成本。填料材料，例如發(fā)泡元件，例如預(yù)成形的發(fā)泡元件，可以構(gòu)成隔離構(gòu)件。填料材料還可以或替代地包括被例如注入到、噴射到或吹塑到空間中的流體或氣體材料。流體或氣體材料可以具有例如當(dāng)暴露至空氣時(shí)硬化的性質(zhì)。在包括流體或氣體填料材料的實(shí)施例中，相關(guān)裝置可設(shè)置成與例如增強(qiáng)構(gòu)件連接，以保持材料。蓋帽中的至少一個(gè)，優(yōu)選地在翼型體的橫向橫截面中具有最大曲率半徑的蓋帽，可以制成為分開(kāi)的蓋帽部分。分開(kāi)的蓋帽部分可以在單獨(dú)的制造過(guò)程中制造出來(lái)，并且然后提供于在翼型體中的連接。分開(kāi)的蓋帽部分的外表面與所述蒙皮基本對(duì)齊，使得組裝時(shí)，翼型體的外表面具有平滑的翼型表面。 分開(kāi)的蓋帽部分可以形成大致沿著翼型體的長(zhǎng)度延伸的單個(gè)元件，或分開(kāi)的蓋帽部分可分為多個(gè)更短的部分，以便于更簡(jiǎn)易的操縱和組裝。多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件或單個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的材料能夠以如下方式布置，即當(dāng)翼型體在擺振方向上受到載荷作用時(shí)，多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件或材料承載翼型體中的剪力。剪力將使翼型體扭轉(zhuǎn)，且因此使翼型體的彎曲和扭轉(zhuǎn)耦合。這一效果可以優(yōu)選地但不唯一地通過(guò)將多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件以相對(duì)于翼型體的縱向延伸部的小于90°的角度布置而實(shí)現(xiàn)。如果使用纖維增強(qiáng)材料或紡織物的板，纖維方向相對(duì)于翼型體的縱向軸線必須小于90°但大于0°。彎曲和扭轉(zhuǎn)的耦合能夠用于在陣風(fēng)或類似極限氣動(dòng)狀況期間改變翼型體的迎角。翼型體的卸載將會(huì)降低翼型體中的最大應(yīng)力并且因此使得輕量化。彎曲和扭轉(zhuǎn)的耦合還可優(yōu)化翼型體的動(dòng)力輸出。至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件可以裝配有有源壓電裝置等，或可以由有源壓電裝置等組成，有源壓電裝置可以通過(guò)電壓、電流、電場(chǎng)或磁場(chǎng)致動(dòng)，因此增強(qiáng)構(gòu)件的長(zhǎng)度發(fā)生改變且/或應(yīng)力被施加在增強(qiáng)構(gòu)件上。由此，可以改變翼型的表面的曲率且因此改變翼型的氣動(dòng)特性。增強(qiáng)構(gòu)件可以裝配有無(wú)源裝置，或由無(wú)源裝置組成，無(wú)源裝置例如是阻尼器，以進(jìn)一步抑制翼型體的變形和振動(dòng)。利用這些裝置，可以優(yōu)化翼型體的性能。所述翼型體可以進(jìn)一步包括用于將翼型體與另一構(gòu)造相連的一個(gè)或更多個(gè)連接器。例如，當(dāng)翼型體是風(fēng)輪機(jī)葉片時(shí)，葉片被連接至風(fēng)輪機(jī)的輪轂。所述翼型體可以進(jìn)一步包括其他內(nèi)部裝置或外部裝置，所述其他的內(nèi)部裝置或外部裝置適于用在相關(guān)結(jié)構(gòu)中，其中內(nèi)部設(shè)備或外部設(shè)備成為相關(guān)結(jié)構(gòu)的部分。翼型體還可以組成承載構(gòu)造的一部分，諸如風(fēng)輪機(jī)的塔架。另外，提供了用于制造具有至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體的方法，包括下列步驟(a)提供翼型體的翼型蒙皮的至少一部分，(b)提供隔離構(gòu)件，(C)將隔離構(gòu)件連接至蒙皮的內(nèi)表面，(d)提供一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件，
(e)在與蒙皮相距一定距離處，利用至少一個(gè)第一連接部將增強(qiáng)構(gòu)件連接至隔離構(gòu)件，并且在與隔離構(gòu)件相距一定距離處且在剖面弦線的與隔離構(gòu)件連接至蒙皮的連接部相同的一側(cè)處，利用至少一個(gè)第二連接部將增強(qiáng)構(gòu)件連接至蒙皮。上述方法可進(jìn)一步包括下列步驟(f)以理想的張力量將增強(qiáng)構(gòu)件預(yù)張緊。優(yōu)選地，對(duì)多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件重復(fù)步驟(d)和(e)且可能地重復(fù)步驟(f)。上述方法可以進(jìn)一步包括如下步驟(g)在隔離構(gòu)件的相對(duì)于至少一個(gè)第二連接部的相反側(cè)處以及在與剖面弦線的與隔離構(gòu)件連接至蒙皮的連接部相同的一側(cè)上，利用至少一個(gè)第三連接部將增強(qiáng)構(gòu)件中的至少一個(gè)連接至蒙皮。 上述方法可以進(jìn)一步包括如下步驟(h)將填料材料填充在位于至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件和翼型蒙皮的內(nèi)表面之間的空間中。所述方法可以進(jìn)一步包括步驟設(shè)置至少一根桁梁，并且將所述桁梁連接至所述蒙皮的內(nèi)表面。所述方法可以優(yōu)選地包括構(gòu)建一種或多種類型的纖維材料的多個(gè)層。桁梁以及在桁梁和蒙皮之間的連接部可以是那些已經(jīng)提到的桁梁或連接部中的一個(gè)或更多個(gè)。這同樣適應(yīng)于所設(shè)置的一個(gè)或更多所述增強(qiáng)構(gòu)件及其與翼形蒙皮的內(nèi)表面相連的連接部。具體地但不唯一地，所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的每一個(gè)或所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的至少一些可以連接到或接近翼型體的蓋帽中的一個(gè)的內(nèi)表面。在蒙皮的內(nèi)表面，例如蓋帽中的一個(gè)的內(nèi)表面，與至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件之間的空間可以有利地用填料材料至少部分地填充。所述填料材料優(yōu)選地是基本固體的材料，例如發(fā)泡材料。發(fā)泡材料優(yōu)選地被預(yù)先成形，以裝配在位于增強(qiáng)構(gòu)件和所述內(nèi)表面之間的空間中。由此，填料材料可以為至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件提供堅(jiān)實(shí)的基底，以及另外提供例如帽部分的改進(jìn)的剛度。填料材料可以在至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的連接之前設(shè)置在空間中，或者反之亦然。增強(qiáng)構(gòu)件的準(zhǔn)備可以優(yōu)選地作為翼型體的制造過(guò)程的部分執(zhí)行。然而，也可以執(zhí)行隨后的裝配。具體地，如果至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置為分開(kāi)的蓋帽的部分，則隨后在分開(kāi)的組裝步驟中將包括所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的蓋帽與蒙皮和可能地桁梁裝配是優(yōu)選的。這不僅可以節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，而且還允許提高對(duì)分開(kāi)的蓋帽的材料特性的質(zhì)量控制且便于將至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件預(yù)張緊至理想水平。另外，翼型體可以分部分進(jìn)行制造且如果合適的話現(xiàn)場(chǎng)組裝。還可以更新或替換在現(xiàn)有翼型體上的蓋帽部分。


下面，將參照表示在圖的實(shí)例性實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖I是翼型體的橫截面的示意圖，示出了在運(yùn)行期間由作用在翼型體上的彎矩導(dǎo)致的作用在翼型體上的破碎壓力，圖2是翼型體的橫截面的形成箱形輪廓的部分的示意圖，且示出了由破碎壓力導(dǎo)致的潛在的變形(橢圓化)(變形狀態(tài)由虛線示出)，圖3是箱形輪廓的示意性透視圖，示出了圖4所示的三個(gè)橫截面且進(jìn)一步示出了在箱形輪廓的縱向方向上的屈曲線(虛線)，圖4是箱形輪廓的示意性截面圖，示出了在圖3中指示的箱形輪廓的三個(gè)橫不同截面，圖5是箱形輪廓的蓋帽部分的橫截面的部分的示意圖，原理上示出了由例如破碎壓力導(dǎo)致的多軸向應(yīng)力和壓縮力以及裂紋的形成，圖6是翼型體的桁梁和蒙皮的放大示意性截面圖， 圖7以透視圖的形式示出了具有單個(gè)桁梁的翼型體，該單個(gè)桁梁由虛線指示，且位置E標(biāo)示圖8中詳細(xì)示出的翼型體的部分，圖8以透視圖的形式示出了在圖7中指示為E的翼型體的部分，圖9以透視圖的形式示出了具有兩個(gè)桁梁的翼型體，該兩個(gè)桁梁由虛線指示，且位置F標(biāo)示圖10中詳細(xì)示出的翼型體的部分，圖10以透視圖的形式示出了圖9中的翼型體的在F處標(biāo)示的部分，圖11是示出了具有與桁梁相連的增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體的示意性截面圖，圖12以透視圖的方式示出了具有多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體的部分，圖13以截面圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件與隔離構(gòu)件集成且連接至蒙皮的內(nèi)表面，圖14以截面圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件與桁梁組合且連接至蒙皮的內(nèi)表面，圖15以截面圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件連接至兩個(gè)桁梁和蒙皮的內(nèi)表面以及用于預(yù)張緊的兩個(gè)膨脹構(gòu)件，圖16以截面圖的形式示出了具有兩個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的箱形輪廓，這兩個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的每一個(gè)連接至隔離構(gòu)件和蒙皮的內(nèi)表面，圖17以截面圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件與相應(yīng)的蓋帽集成且連接至兩個(gè)桁梁和蒙皮的內(nèi)表面，圖18以截面圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件與隔離構(gòu)件集成且通過(guò)兩個(gè)桁梁連接至蒙皮的內(nèi)表面，圖19以截面圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件與隔離構(gòu)件集成且通過(guò)兩個(gè)桁梁連接至蒙皮的內(nèi)表面，圖20以截面圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件由可移動(dòng)的隔離構(gòu)件支撐且連接至兩個(gè)桁梁和蒙皮的內(nèi)表面，圖21是具有板狀部分或?qū)訅翰糠值脑鰪?qiáng)構(gòu)件的示意性頂視圖，該板狀部分或?qū)訅翰糠衷O(shè)有切除部，圖22以透視圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件具有沿著翼型體的縱向延伸部延伸的板狀部分，圖23以透視圖的形式示出了分開(kāi)的增強(qiáng)的蓋帽部分，
圖24以透視圖的形式示出了安裝在翼型體中的圖23的分開(kāi)的蓋帽部分，圖25以透視圖的形式示出了具有多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的分開(kāi)的增強(qiáng)的蓋帽部分，所述多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件由繞蓋帽部分和隔離構(gòu)件纏繞的金屬絲形成，圖26以透視圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件和兩個(gè)隔離構(gòu)件的翼型體，圖27以透視圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件和兩個(gè)隔離構(gòu)件的另一個(gè)翼型體，圖28以透視圖的形式示出了風(fēng)輪機(jī)葉片形式的翼型體，圖29以透視圖的形式更詳細(xì)地示出了圖28的風(fēng)輪機(jī)葉片的部分，圖30示出了與圖29和圖28中的風(fēng)輪機(jī)葉片類似的風(fēng)輪機(jī)葉片；然而，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有不同的增強(qiáng)構(gòu)件布置，和
圖31以透視圖的形式示出了具有增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，該增強(qiáng)構(gòu)件被布置用以增強(qiáng)蒙皮的吸入側(cè)的平坦尾部。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將在下文中參考附圖更全面地描述具有至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件的翼型體，附圖中示出了各種示例。為清楚的原因，附圖是示意性的并進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并且附圖僅示出了對(duì)于本發(fā)明的理解重要的細(xì)節(jié)，而略去了其它細(xì)節(jié)。本發(fā)明可通過(guò)附圖中未示出的不同形式實(shí)施，并且不應(yīng)被認(rèn)為局限于本文中闡述的示例。相反，提供這些示例是為了使本公開(kāi)透徹并完整，并使本領(lǐng)域技術(shù)人員將全面理解本發(fā)明的范圍。在全文中，同樣的附圖標(biāo)記指示同樣的元件。圖I示出了具有蒙皮2的常規(guī)翼型體1，該蒙皮2具有前緣3和后緣4。另外示出了箱形輪廓5和箱形輪廓5的蓋帽部分6。蓋帽部分6組成箱形輪廓5的頂部部分和底部部分。虛線標(biāo)示剖面弦線7。在前緣在前面的情況下，大致沿著剖面弦線7移動(dòng)穿過(guò)流體的翼型體I在擺振方向上即大致垂直于剖面弦線7的方向上產(chǎn)生力，該力稱作升力。升力的方向在圖I中向上。翼型體I的面向升力相反方向的一側(cè)記作翼型體I的壓力側(cè)，即圖I中的翼型體的底側(cè)，且翼型體I的面向升力方向的一側(cè)記作翼型體I的吸入側(cè)，即圖I中的翼型體I的頂側(cè)。如前所述，翼型體主要在擺振方向上由氣動(dòng)力和慣性力施加載荷。擺振方向在圖I中由箭頭A圖示。該力導(dǎo)致翼型體I沿其縱向延伸部彎曲且產(chǎn)生箭頭B標(biāo)示的破碎壓力。除了可能在尺寸方面不同之外，圖I中圖示的橫截面在沿著該翼型體的縱向延伸部在翼型體的尖端部分和翼型體根部部分之間的任何位置處是相似的。圖2示出了箱形輪廓5的橫截面的部分，示出了具有由翼型體的彎曲而導(dǎo)致的具有橢圓化特征的箱形輪廓5的變形的示例。在圖2中，箱形輪廓5的卸載形狀由實(shí)線5a標(biāo)示，而加載或橢圓化(展平)形狀由虛線5b標(biāo)示。由增加的載荷導(dǎo)致的箱形輪廓5的可能的進(jìn)一步變形的方向由箭頭C標(biāo)不。圖3以透視圖的形式示出了箱形輪廓5的一部分，并且一同示出了在圖4中比較示出的三個(gè)位置處的橫截面5c、5d、5e。另外用波紋狀彎曲虛線L圖示了箱形輪廓5的屈曲圖案。屈曲導(dǎo)致箱形輪廓5的橫截面的形狀沿著箱形輪廓5的縱向延伸部變化。圖4示出了在圖3中標(biāo)示的橫截面5c、5d、5e,圖示了箱形輪廓5的橫截面的形狀沿著箱形輪廓的縱向延伸部的可能變化。橫截面5d和5e是加載的或橢圓化箱形輪廓的橫截面。橫截面5c是箱形輪廓5的卸載橫截面。圖4圖示了在翼型體的運(yùn)行期間施加至箱形輪廓的力如何導(dǎo)致箱形輪廓的橫截面形狀動(dòng)態(tài)地變化且因此引起翼型的疲勞。圖5更詳細(xì)地示出了箱形輪廓的蓋帽部分6的橫截面。箭頭D標(biāo)示了由翼型體的彎曲導(dǎo)致的變形例如橢圓化產(chǎn)生的在蓋帽部分6的層壓材料中的多軸向應(yīng)力。另外標(biāo)示了在蒙皮2中的層間裂紋8的實(shí)例，該層間裂紋8潛在地由疊層中的多軸向應(yīng)力例如交變拉伸和壓縮而產(chǎn)生。多軸向應(yīng)力可以導(dǎo)致分層、層內(nèi)基體開(kāi)裂、基體脫粘等。圖6更詳細(xì)地示出了蒙皮2和箱形輪廓5及其互連的實(shí)例的橫截面。如所圖示的，蒙皮2可以由具有玻璃纖維的層壓板9制成。箱形輪廓5的蓋帽部分6進(jìn)一步包括具有與蒙皮相同材料的或另一材料的層10，諸如碳纖維增強(qiáng)材料。玻璃纖維的層9和碳纖維的層10利用具有粘合材料例如膠合劑的層11粘合在一起。圖7以透視圖示意性地圖示了風(fēng)輪機(jī)葉片I形式的翼型體1，該風(fēng)輪機(jī)葉片I具有翼形蒙皮2，該翼形蒙皮2形成翼型體I的外表面且包圍翼型體I的內(nèi)部容積，且具有沿著該翼型體I的縱向延伸部從翼型體I的尖端12至翼型體I的根部13延伸的前緣3和尾緣4。翼型體I具有由虛線標(biāo)示的單個(gè)內(nèi)部祐1梁14。E標(biāo)示了在圖8中被更詳細(xì)地圖示出 的翼型體I的部分的位置。E可以沿著翼型體I的縱向延伸部定位在翼型體I的尖端12和根部13之間的任何位置處，且除了尺寸差別，與圖8相同，尺寸差別由風(fēng)輪機(jī)葉片I從根部13向尖端12的漸縮而引起。圖8更詳細(xì)地圖示了在圖7示出的翼型體I的部分。翼型體I的所示部分在圖7中定位在E處。所示的翼型體I具有玻璃纖維蒙皮21/2，該玻璃纖維蒙皮包圍翼型體I的內(nèi)部容積。桁梁14增強(qiáng)蒙皮2并且具有大致平坦形狀，并且大致沿著翼型體I的整個(gè)縱向延伸部在蒙皮2的大致在翼型體I的擺振方向上的上部和相對(duì)于剖面弦線的反向下部之間延伸。圖9以透視圖示意性地圖示了風(fēng)輪機(jī)葉片I形式的翼型體1，該風(fēng)輪機(jī)葉片I具有翼形蒙皮2，該翼形蒙皮2形成翼型體I的外表面且包圍翼型體I的內(nèi)部容積，且具有沿著該翼型體I的縱向延伸部從翼型體I的尖端12至翼型體I的根部13延伸的前緣3和尾緣4。翼型體I具有由虛線標(biāo)示的箱形輪廓5。F標(biāo)示了在圖10中被進(jìn)一步詳細(xì)地圖示出的翼型體I的部分的位置。F可以沿著翼型體I的縱向延伸部定位在翼型體I的尖端12和根部13之間的任何位置處，且除了尺寸差別，與圖10相同，該尺寸差別由風(fēng)輪機(jī)葉片I從根部13向尖端12的漸縮而引起。圖10更詳細(xì)地圖示了在圖9示出的翼型體I的部分。翼型體I的所示部分在圖9中定位在F處。所示的翼型體I具有玻璃纖維蒙皮2，該玻璃纖維蒙皮2包圍翼型體I的內(nèi)部容積。帶有兩個(gè)桁梁14和兩個(gè)蓋帽部分6的箱形輪廓5增強(qiáng)蒙皮2。箱形輪廓5具有大致矩形形狀，并且大致沿著翼型體I的整個(gè)縱向延伸部在蒙皮2的大致在翼型體I的擺振方向上的上部和相對(duì)于剖面弦線的反向下部之間延伸。圖11示意性地示出了與圖9和10所示的翼型體相類似的翼型體I的箱形輪廓5的橫截面；但還具有增強(qiáng)構(gòu)件20和間隔構(gòu)件22。該箱形輪廓5包括兩個(gè)桁梁14，該兩個(gè)桁梁14在翼型體I內(nèi)、沿著翼型體I的縱向延伸部并且在具有垂直于翼型體I的縱向方向或延伸部的相互橫向距離的情況下延伸。桁梁14具有用于連接至蒙皮2的內(nèi)表面的凸緣26。在圖11中，翼型體的前緣在右側(cè)且后緣在左側(cè)。所圖示的蒙皮2的和箱形輪廓5的蓋帽部分6位于翼型體的吸入側(cè)，且該蓋帽部分6具有大曲率半徑且?guī)缀跏瞧教沟摹樵鰪?qiáng)平坦蓋帽部分6，主要抵抗破碎壓力，隔離構(gòu)件22安裝在翼型體的內(nèi)部在兩個(gè)桁梁14之間。間隔構(gòu)件22具有凸緣，該凸緣抵靠著且優(yōu)選地粘合到蒙皮2的蓋帽部分6，且從蓋帽6延伸至翼型體I的內(nèi)部容積中。增強(qiáng)構(gòu)件20也安裝在翼型體I的內(nèi)部，使得該增強(qiáng)構(gòu)件20橫向于翼型體I的縱向延伸部延伸且在張力下工作以增強(qiáng)蒙皮2抵抗向內(nèi)撓曲的能力。如圖11所示，增強(qiáng)構(gòu)件20在蓋帽6的邊緣處或附近在第一和第三連接部24處連接至蒙皮2，且在從形成第二連接部的蓋帽6處抵靠著隔離構(gòu)件22。蓋帽6的向內(nèi)撓曲將會(huì)增加在隔離構(gòu)件22處的增強(qiáng)構(gòu)件20與多個(gè)連接部24中的每一個(gè)之間的距離；然而，增強(qiáng)構(gòu)件20具有高拉伸強(qiáng)度且因此阻止這樣的距離增加，且因此增加了蒙皮抵抗破碎壓力的強(qiáng)度。在所圖示的示例中，增強(qiáng)構(gòu)件20通過(guò)桁梁14連接至蒙皮2，該桁梁14中的每一個(gè)具有與蒙皮2的蓋帽部分的內(nèi)表面粘合的凸緣26。增強(qiáng)構(gòu)件20可以由能夠承受載荷的任何類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成。在間隔構(gòu)件22和蒙皮2之間。增強(qiáng)構(gòu)件20可以具有桿、板、管等的形狀，且可以能夠抵抗壓縮力和張力。
因?yàn)樵鰪?qiáng)構(gòu)件20不需要能夠抵抗壓縮力，增強(qiáng)構(gòu)件20可以是金屬絲、繩索、絲線、纖維或纖維網(wǎng)等。增強(qiáng)構(gòu)件20可以具有任何合適的橫截面，例如基本圓形或多邊形橫截面，諸如基本矩形、正方形、三角形、圓形、卵形、橢圓形等，優(yōu)選是矩形且平坦的。增強(qiáng)構(gòu)件可以由任何合適材料制成。目前優(yōu)選纖維增強(qiáng)塑料。增強(qiáng)構(gòu)件20可以包括具有非常高剛性和強(qiáng)度的纖維，例如玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酸胺纖維、聚乙烯纖維、PBO纖維(聚對(duì)苯撐苯并二惡唑)等。增強(qiáng)構(gòu)件20還可以由木材制成，例如竹子、樺木、層壓板等，或者由基于具有高纖維素含量的植物纖維的另一材料制成，諸如韌皮纖維，諸如亞麻、黃麻等。這些纖維可以被用作在復(fù)合材料諸如增強(qiáng)塑料中的增強(qiáng)物，或可以以金屬絲或桿的形式使用。增強(qiáng)構(gòu)件20也可以由上述材料的組合物制成。增強(qiáng)構(gòu)件20也可以由鋼、輕金屬合金等制成。增強(qiáng)構(gòu)件20僅需要具有高抗拉強(qiáng)度；即優(yōu)選地，增強(qiáng)構(gòu)件20不需要承載其他載荷，使得增強(qiáng)構(gòu)件可以是薄的，因此其重量和成本保持為最小。增強(qiáng)構(gòu)件的厚度優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的10倍，更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的5倍，依然更加優(yōu)選小于蒙皮的最大厚度的2倍，又更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度，依然更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的
O.75倍，甚至更優(yōu)選地小于蒙皮的最大厚度的O. 5倍。增強(qiáng)構(gòu)件20利用與桁梁14連接至蒙皮2的各個(gè)連接部28接近的連接部24連接至桁梁14。連接部24和28可以包括任何合適類型的接頭，例如焊接、粘接、熔接、熔融連接或其他簡(jiǎn)單的機(jī)械連接。相互協(xié)作的連接部24、28和互連部分必須足夠剛性以在經(jīng)受張力時(shí)維持其形狀，以適當(dāng)?shù)嘏c增強(qiáng)構(gòu)件20協(xié)作，防止在蒙皮2上的連接部28關(guān)于彼此和關(guān)于隔離構(gòu)件22和增強(qiáng)構(gòu)件20的相互連接部移位。連接部24可以是可釋放的連接部，該可釋放的連接部可以包括任意適當(dāng)類型的接頭，諸如搭扣配合、壓配合、槽舌連接或其他簡(jiǎn)單的機(jī)械連接，例如如圖11所示的栓接?？舍尫诺幕ミB連接可以用于向翼型體提供增加的靈活性。
當(dāng)氣動(dòng)翼型被擺振方向和揮舞方向上的力施加載荷時(shí)，增強(qiáng)構(gòu)件20固定和維持外殼的形狀基本不變。因此，翼型體I的整體強(qiáng)度顯著增加，包括抵抗破碎壓力和屈曲的抗力。由于在翼型體I內(nèi)包括有增強(qiáng)構(gòu)件20，與常規(guī)的翼型體相比，用于蒙皮2的材料的尺寸可進(jìn)一步顯著減小，且因此便于降低作用在具有該翼型體的系統(tǒng)的其他部分上的動(dòng)態(tài)載荷，改進(jìn)了翼型體I的操縱特性和運(yùn)輸特性，且降低了材料成本。增強(qiáng)構(gòu)件20提高了翼型體I的氣動(dòng)效率，因?yàn)榕c常規(guī)翼型體相比，該翼型體I的設(shè)計(jì)形狀在更高程度上得以保持。增強(qiáng)構(gòu)件20可以大致沿著翼型體I的整個(gè)縱向延伸部或沿著翼型體I的整個(gè)縱向延伸部的主要部分延伸；或，如在圖12中所示，其中為了圖示的目的，蒙皮2的部分已經(jīng)被切除，兩個(gè)或更多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20可以沿著翼型體I的縱向延伸部的至少部分以間隔的關(guān) 系定位。在相鄰的增強(qiáng)構(gòu)件20之間的間距可以優(yōu)選地小于20XD，更優(yōu)選地小于10XD，最優(yōu)選地小于5 XD，其中D是隔離構(gòu)件與增強(qiáng)構(gòu)件20連接至蒙皮2的連接部中的一個(gè)之間的側(cè)向間距或揮舞方向間距。對(duì)于兩個(gè)或更多個(gè)相鄰增強(qiáng)構(gòu)件，參數(shù)D的值可以是相同的。然而，因?yàn)橐硇腕wI的橫截面的寬度通常朝翼型體I的尖端降低，與翼型體I的尖端更接近的增強(qiáng)構(gòu)件的間距Dl將會(huì)小于與翼型體I的根部更接近的增強(qiáng)構(gòu)件的間距D2。在兩個(gè)相鄰增強(qiáng)構(gòu)件20之間的最終的最大間距可以優(yōu)選地基于兩個(gè)間距的最小值即間距D2計(jì)算，或基于Dl和D2的平均值計(jì)算。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于滿足這一關(guān)系的最終的間距D的值，存在在增強(qiáng)構(gòu)件承受剪力的能力、翼型體I的總重和翼型體I的剛性之間的良好平衡。然而，兩個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20之間的最大間距可以替代地基于其他需求，例如但不僅限于針對(duì)特別強(qiáng)固的翼型體設(shè)計(jì)的需求，例如當(dāng)翼型體I趨于承受重復(fù)的惡劣天氣條件時(shí)，諸如當(dāng)翼型體I豎立在公海上以作為海上風(fēng)輪機(jī)的一部分時(shí)。增強(qiáng)構(gòu)件20可以僅定位在翼型體I的某些部分中，可能不具有任何預(yù)定的或計(jì)算的最大距離。具體地但不唯一地，增強(qiáng)構(gòu)件20可以位于蓋帽6中的預(yù)期或建立主要變形的位置處。增強(qiáng)構(gòu)件20可以裝配有有源壓電裝置等，或可以由有源壓電裝置等組成，有源壓電裝置可以通過(guò)電壓、電流、電場(chǎng)或磁場(chǎng)致動(dòng)，因此增強(qiáng)構(gòu)件的長(zhǎng)度發(fā)生改變且/或應(yīng)力被施加在增強(qiáng)構(gòu)件上。由此，可以改變翼型的表面的曲率且因此改變翼型的氣動(dòng)特性。增強(qiáng)構(gòu)件可以裝配有無(wú)源裝置，或由無(wú)源裝置組成，該無(wú)源裝置例如是阻尼器，以進(jìn)一步抑制翼型體I的變形和振動(dòng)。利用這些裝置，可以優(yōu)化翼型體的性能。在增強(qiáng)構(gòu)件20和蒙皮2之間的空間30可以部分地或基本完全地用填料材料填充。優(yōu)選地，每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20預(yù)張緊至所期望的水平，確保每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20完全地拉伸且具有直的形狀，使得每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20將會(huì)直接抵抗蒙皮的變形。倘若增強(qiáng)構(gòu)件20處于選定位置，則圖11所示的橫截面的位置可以是沿著翼型體I的縱向延伸部的任何位置。在橫截面中示出的元件的尺寸可以作為橫截面的縱向位置的函數(shù)變化。例如，風(fēng)輪機(jī)葉片通常從葉片的根部朝葉片的尖端減縮。因此，橫截面的尺寸隨著到尖端的距離減小而減小。圖13示意性地示出了與圖11的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但在圖12中，翼型體I不具有桁梁，且增強(qiáng)構(gòu)件20和隔離構(gòu)件22已經(jīng)集成為單個(gè)機(jī)械單元。增強(qiáng)構(gòu)件20具有凸緣，該凸緣在蒙皮2的蓋帽部分6的各個(gè)邊緣處或附近被粘合至蒙皮2的內(nèi)表面。隔離構(gòu)件22還具有用于與蒙皮2的蓋帽部分6的內(nèi)表面抵接的凸緣，該凸緣不需要但可以粘合至蒙皮2的內(nèi)表面。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖13也是有效的。圖14示意性地示出了與圖11的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖14中，翼型體I具有單個(gè)桁梁14，該桁梁14組成隔離構(gòu)件22。增強(qiáng)構(gòu)件20在蒙皮2的蓋帽部分6的各個(gè)邊緣處或附近膠合至蒙皮2的內(nèi)表面。另外組成隔離構(gòu)件22的桁梁14具有凸緣，該凸緣粘合至蒙皮2的內(nèi)表面。增強(qiáng)構(gòu)件20不緊固至單個(gè)桁梁14。而是，桁梁14設(shè)有開(kāi)口或孔32，且增強(qiáng)構(gòu)件20穿過(guò)開(kāi)口 32延伸且在開(kāi)口 32內(nèi)抵靠著桁梁14。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖14也是有效的。圖15示意性地示出了與圖11的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖15中，增強(qiáng)構(gòu)件20和桁梁14在蒙皮2的蓋帽部分6的各個(gè)邊緣處或附近具有與蒙皮2的內(nèi)表面相連的共同的連接部24和28，即蒙皮2和增強(qiáng)構(gòu)件20和桁梁14在各個(gè)連接部24處粘合 在一起。另外，兩個(gè)相似的膨脹構(gòu)件29定位在隔離構(gòu)件22的相反側(cè)上在蓋帽部分6和增強(qiáng)構(gòu)件20之間，這兩個(gè)相似的膨脹構(gòu)件29中的每一個(gè)與增強(qiáng)構(gòu)件20 —起沿著翼型體的縱向延伸部延伸且用填料材料填充，該填料材料膨脹以預(yù)張緊增強(qiáng)構(gòu)件20。填料材料可例如包括由聚亞安酯和異氰酸鹽的混合物制成的泡沫，這一混合物在混合時(shí)膨脹。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖15也是有效的。圖16示意性地示出了翼型體I的箱形輪廓5的橫截面，該翼型體I具有兩個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20，該兩個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20中的每一個(gè)在一端連接至相應(yīng)的隔離構(gòu)件22。隔離構(gòu)件22彼此抵接且以背靠背的方式膠合在一起。另外，增強(qiáng)構(gòu)件20中的每一個(gè)在相反端部處具有凸緣，該凸緣用于通過(guò)粘合與箱形輪廓5的蓋帽部分6的內(nèi)表面相連。箱形輪廓15的桁梁14具有夾層構(gòu)造，該夾層構(gòu)造被層壓至蓋帽部分6。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖16也是有效的。圖17示意性地示出了與圖11的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖17中，增強(qiáng)構(gòu)件20和桁梁14在蒙皮2的蓋帽部分6的各個(gè)邊緣處或附近具有與蒙皮2的內(nèi)表面相連的共同的連接部24和28，即蒙皮2和增強(qiáng)構(gòu)件20和桁梁14在各個(gè)連接部24處粘合在一起。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖17也是有效的。圖18示意性地示出了與圖11的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖18中，增強(qiáng)構(gòu)件20和隔離構(gòu)件22已經(jīng)集成為單個(gè)機(jī)械單元。另外，增強(qiáng)構(gòu)件20至桁梁14的機(jī)械連接部已經(jīng)被膠合連接部24代替，該膠合連接部24靠近桁梁14連接至蒙皮2的各個(gè)連接部28。隔離構(gòu)件22具有用于與蒙皮2的蓋帽部分6的內(nèi)表面抵接的凸緣，該凸緣不需要但可以粘合至蒙皮2的內(nèi)表面。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖18也是有效的。圖19示意性地示出了與圖11的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖19中，增強(qiáng)構(gòu)件20和隔離構(gòu)件22已經(jīng)集成為單個(gè)機(jī)械單元。另外，增強(qiáng)構(gòu)件20連接至桁梁14的機(jī)械連接部已經(jīng)被粘合連接部24代替，該膠合連接部24靠近桁梁14連接至蒙皮2的各個(gè)連接部28。隔離構(gòu)件22具有用于與蒙皮2的蓋帽部分6的內(nèi)表面抵接的凸緣，該凸緣不需要但可以粘合至蒙皮2的內(nèi)表面。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖19也是有效的。
圖20示意性地示出了與圖11的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖20中，隔離構(gòu)件22是柱形管，該柱形管既不緊固至蒙皮2的內(nèi)表面也不緊固至增強(qiáng)構(gòu)件20，從而使得隔離構(gòu)件可以響應(yīng)于力例如破碎壓力而在蒙皮2的內(nèi)表面上移動(dòng)或滾動(dòng)，因此使隔離構(gòu)件22自身的變形最小。隔離構(gòu)件22與增強(qiáng)構(gòu)件20 —起沿著翼型體的縱向延伸部延伸，即隔離構(gòu)件22的數(shù)目?jī)?yōu)選地等于增強(qiáng)構(gòu)件20的數(shù)目；然而，隔離構(gòu)件22的數(shù)目可以少于增強(qiáng)構(gòu)件20的數(shù)目，使得每一個(gè)隔離構(gòu)件22抵接多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20。另外，增強(qiáng)構(gòu)件20連接至祐1梁14的機(jī)械連接部已經(jīng)被連接至蒙皮2的粘合連接部24和連接至祐1梁14的粘合連接部28代替。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖20也是有效的。圖21是增強(qiáng)構(gòu)件20的板狀部分的示意性頂視圖，該增強(qiáng)構(gòu)件20進(jìn)一步包括在增強(qiáng)構(gòu)件20中的以一定圖案形式分布的切除部34。也示出了增強(qiáng)構(gòu)件20連接至蒙皮2和隔離構(gòu)件22的各個(gè)連接部22和24。圖22以透視圖的形式示出了包括增強(qiáng)構(gòu)件20的翼型體I的部分，該增強(qiáng)構(gòu)件20在隔離構(gòu)件22和連接至蒙皮2的各個(gè)連接部之間是板狀的且該增強(qiáng)構(gòu)件20與隔離構(gòu)件22 一起沿著翼型體I的大致整個(gè)縱向延伸部延伸。因此，增強(qiáng)構(gòu)件20具有屋脊的形狀，該形狀具有在隔離構(gòu)件22處的頂點(diǎn)處相交的兩個(gè)板狀部分。增強(qiáng)構(gòu)件20位于蒙皮2的內(nèi)表面和各個(gè)桁梁12之間，且在蓋帽部分6的各個(gè)邊緣處或附近利用連續(xù)的縱向連接部24連接至桁梁14和連接至蒙皮的內(nèi)表面。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖22也是有效的。圖23是分開(kāi)的增強(qiáng)的蓋帽部分6的示意性透視圖。該蓋帽部分6在其與翼型體I的蒙皮2或可能地桁梁14組裝之前被單獨(dú)地制造出來(lái)。分開(kāi)的蓋帽部分6是與翼型體I的其他部分的制造分開(kāi)制造且隨后與翼型體I的其他部分組裝起來(lái)的單獨(dú)的構(gòu)件。分開(kāi)的增強(qiáng)的蓋帽部分6包括隔離構(gòu)件22和增強(qiáng)構(gòu)件20，該增強(qiáng)構(gòu)件20在隔離構(gòu)件22的每一側(cè)上呈板狀。分開(kāi)的增強(qiáng)的蓋帽部分6具有基本平坦的或平的外表面。圖24是組裝了圖23所示的分開(kāi)的蓋帽部分6的翼型體I的透視圖。有利地，整個(gè)分開(kāi)的蓋帽部分6或分開(kāi)的蓋帽部分6的一部分可以在現(xiàn)有蓋帽部分失效的情況下被更新或替換?，F(xiàn)有蓋帽部分可以通過(guò)合適的切除步驟被移除，且然后新的配合蓋帽部分可以被粘合或另外地連接至現(xiàn)有翼型體I。蓋帽部分6的外表面可以形成翼型體I的外表面，或可以提供新的蒙皮2以覆蓋具有蓋帽部分的區(qū)域，例如具有被替換的蓋帽部分的區(qū)域。圖25圖示了分開(kāi)的增強(qiáng)的蓋帽部分的示意性透視圖，類似圖23和24所示的分開(kāi)的蓋帽部分，這一分開(kāi)的增強(qiáng)的蓋帽部分6在其與翼型體I的蒙皮2或可能地桁梁14組裝之前被單獨(dú)地制造出來(lái)。圖25的頂部示出了從翼型體內(nèi)看到的蓋帽部分，且圖25的底部示出了從翼型體的外部看到的蓋帽部分。所圖示的蓋帽部分6具有由繞蓋帽部分6和隔離構(gòu)件22牽拉或纏繞的金屬絲36形成的多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20。為維持蓋帽部分6的平滑的氣動(dòng)外表面，金屬絲36可以具有小的直徑或具有平坦形狀的橫截面。另外，蓋帽部分6可以具有凹槽以用于容納金屬絲36，且更進(jìn)一步，金屬絲36可以由層壓件覆蓋。優(yōu)選地，金屬絲36在翼型體I的內(nèi)部容積中且在蓋帽部分6的外表面上形成的角度幾乎是垂直于翼型體I的縱向方向或縱向延伸部，但又略有不同，原因在于金屬絲以同時(shí)基本恒定的速度沿著蓋帽部分6的縱向延伸部纏繞蓋帽部分6。金屬絲36可以粘合至蓋帽部分6的外表面。金屬絲36優(yōu)選地包括具有非常高剛性和強(qiáng)度的纖維，諸如但不限于芳族聚酸胺纖維。圖26示意性地示出了與圖17的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖26中，翼型體I具有兩個(gè)隔離構(gòu)件22，這兩個(gè)隔離構(gòu)件22在所示橫截面中布置成具有相互的橫向間距。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖26也是有效的。圖27示意性地示出了與圖26的橫截面類似的翼型體I的橫截面，但是在圖27中，翼型體I具有兩個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20，這兩個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20中的每一個(gè)在所示的橫截面中抵接隔離構(gòu)件22中的相應(yīng)一個(gè)隔離構(gòu)件，并且在一端處連接至蒙皮2和桁梁14中的相應(yīng)一個(gè)桁梁且在其另一端處連接至各個(gè)隔離構(gòu)件22中的另一個(gè)和蒙皮2。除此之外，圖11和圖12的描述對(duì)于圖27也是有效的。圖28示出了風(fēng)輪機(jī)葉片I形式的翼型體1，該風(fēng)輪機(jī)葉片I用于三葉片的水平軸風(fēng)輪機(jī)。為了圖示目的，蒙皮2的一部分已經(jīng)被切除，以使多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20可見(jiàn)。增強(qiáng)構(gòu)件20從葉片的根部13至葉片的尖端12沿著葉片I的縱向延伸部定位。
圖29以放大的形式示出了圖28的葉片I的在移除蒙皮2的情況下的部分，以更詳細(xì)地示出多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20的布置。圖17更詳細(xì)地示出了增強(qiáng)構(gòu)件20中的一個(gè)，且因此圖17的描述(包括圖11和圖12的描述)對(duì)于圖29也是有效的。圖30以放大的形式示出了與圖28和圖29所示的葉片類似的另一葉片I的部分；但具有多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20的不同布置，其中每一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20在隔離構(gòu)件22的一側(cè)處從隔離構(gòu)件22延伸至蒙皮2的內(nèi)表面，且其中增強(qiáng)構(gòu)件沿著葉片I的縱向延伸部以空間關(guān)系布置，使得相鄰的增強(qiáng)構(gòu)件在隔離構(gòu)件22的相反側(cè)附接至蒙皮2的內(nèi)表面。除此之外，圖28和圖29的描述(包括圖11和圖12的描述)對(duì)于圖30也是有效的。圖31示意性地示出了翼型體I的橫截面，其中已經(jīng)布置一個(gè)或更多個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件20以用于增強(qiáng)蒙皮2的在翼型體I的吸入側(cè)在后邊緣4和最后的桁梁14之間的基本平坦尾部。除此之外，圖11-30的描述對(duì)于圖30也是有效的。盡管已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但不應(yīng)以任何方式認(rèn)為本發(fā)明局限于所提出的實(shí)施例。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)闡述。在權(quán)利要求書(shū)的上下文中，術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其他可能的元件或步驟。另外，提及的參照諸如不定冠詞等也不應(yīng)該理解為排除多個(gè)。在權(quán)利要求書(shū)中關(guān)于圖中所示元件使用附圖標(biāo)記也不應(yīng)該理解為限制本發(fā)明的范圍。另外，在不同的權(quán)利要求中提到的各個(gè)特征有利地組合是可能的，且在不同的權(quán)利要求中提及這些特征并不排除特征的組合是不可能的或是有利的。
權(quán)利要求
1.翼型體(I)，所述翼型體(I)具有沿著所述翼型體(I)的縱向延伸部延伸且限定剖面弦線(7)的前緣(3)和后緣(4)，所述翼型體(I)包括 翼型蒙皮(2)，所述翼型蒙皮(2)形成所述翼型體(I)的外表面且包圍所述翼型體(I)的內(nèi)部容積， 至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)，所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)利用所述翼型體(I)的內(nèi)部容積內(nèi)的第一連接部連接至所述蒙皮(2)且橫向于所述翼型體(I)的縱向方向延伸， 其特征在于 所述翼型體(I)還具有隔離構(gòu)件(22)，所述隔離構(gòu)件(22)在所述剖面弦線(7)的與所述第一連接部相同的一側(cè)并且在與所述第一連接部相距一定側(cè)向距離處連接至所述蒙皮(2)，該連接在所述蒙皮(2)的位于所述翼型體(I)的內(nèi)部容積內(nèi)的基本平坦部分處進(jìn)行，并且所述隔離構(gòu)件(22)從所述蒙皮(2)延伸進(jìn)入所述翼型體(I)的內(nèi)部容積中，并且其中 所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)在所述翼型體(I)的內(nèi)部容積內(nèi)、與所述蒙皮(2)相距一定距離處利用第二連接部連接至所述隔離構(gòu)件(22)，并且在張力下工作，以增強(qiáng)所述蒙皮(2)抵抗向內(nèi)撓曲的能力，并且其中 所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)還在所述隔離構(gòu)件(22)的與所述第一連接部相反的一側(cè)處且在所述剖面弦線(7)的與所述隔離構(gòu)件(22)連接至所述蒙皮(2)的連接部相同的一側(cè)利用第三連接部連接至所述蒙皮(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的翼型體(I)，其中所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)中的一個(gè)利用所述第一連接部連接至所述蒙皮(2)，并且所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)中的另一個(gè)利用所述第三連接部連接至所述蒙皮(2)且相對(duì)于所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件中的利用所述第一連接部的所述一個(gè)沿著所述翼型體(I)的縱向方向移位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的翼型體，其中所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)包括多個(gè)伸長(zhǎng)的增強(qiáng)構(gòu)件(20)，所述多個(gè)伸長(zhǎng)的增強(qiáng)構(gòu)件(20)橫向于所述翼型體(I)的縱向方向延伸且沿著所述翼型體(I)的縱向延伸部以間隔關(guān)系定位。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)，其中所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)從由金屬絲、繩索、絲線、纖維和織網(wǎng)構(gòu)成的組中選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一項(xiàng)所述的翼型體，其中所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)還在壓縮下工作，以增強(qiáng)所述蒙皮(2)抵抗向內(nèi)撓曲的能力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的翼型體(I)，其中所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)具有從由桿、棒、板和管構(gòu)成的組中選擇的元件的形狀。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)，所述翼型體(I)還包括桁梁(14)，所述桁梁(14)在所述翼型體(I)內(nèi)且沿著所述翼型體(I)的縱向延伸部延伸，并且所述桁梁(14)連接至所述蒙皮(2)，其中所述隔離構(gòu)件(22)形成所述桁梁(14)的一部分。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)，其中所述蒙皮(2)的一部分構(gòu)成所述隔離構(gòu)件(22)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)，所述翼型體(I)還包括兩個(gè)桁梁(14)，所述兩個(gè)桁梁(14)在所述翼型體(I)內(nèi)沿著所述翼型體(I)的縱向延伸部延伸，且具有與所述翼型體(I)的縱向方向垂直的相互距離，并且所述兩個(gè)桁梁(14)連接至所述蒙皮(2)，其中所述隔離構(gòu)件(22)位于所述兩個(gè)桁梁(14)之間，且其中 所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)在接近所述桁梁(14)與所述蒙皮(2)相連的各連接部的位置處連接至所述蒙皮(2)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)，還包括多個(gè)間隔構(gòu)件(22)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)，其中在所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)和所述蒙皮(2)之間的空間被至少部分地填充填料材料。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)，其中所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件(20)和所述蒙皮(2)的一部分構(gòu)成獨(dú)立的蓋帽部分。
13.具有葉片的風(fēng)輪機(jī)，所述葉片是根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的翼型體⑴。
14.具有機(jī)翼的飛機(jī)，所述機(jī)翼是根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任意一項(xiàng)所述的翼型體(I)。
15.用于制造翼型體的方法，包括下列步驟 (i)提供翼型體的翼型蒙皮的至少一部分， (J)提供隔離構(gòu)件， (k)將所述隔離構(gòu)件連接至所述蒙皮的內(nèi)表面， (I)提供至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件， (m)在與所述隔離構(gòu)件相距一定距離處并且在剖面弦線的與所述隔離構(gòu)件連接至所述蒙皮的連接部相同的一側(cè)處，將所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件連接至所述蒙皮的內(nèi)表面， (η)在與所述蒙皮相距一定距離處將所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件連接至所述隔離構(gòu)件，以及 (ο)在與步驟(e)中的所述連接部的所述隔離構(gòu)件的相反側(cè)、在與所述隔離構(gòu)件相距一定距離處并且在所述剖面弦線的與所述隔離構(gòu)件連接至所述蒙皮的連接部相同的一側(cè)處，將所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件連接至所述蒙皮的內(nèi)表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟 (P)以理想的張力量將所述增強(qiáng)構(gòu)件預(yù)張緊。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟 (q)將填料材料設(shè)置在所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件和所述翼型蒙皮的內(nèi)表面之間的空間中。
18.根據(jù)權(quán)利要15-17中的任意一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟 (r)設(shè)置至少一根桁梁，并且將所述桁梁連接至所述蒙皮的內(nèi)表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述步驟(a)、(b)、(d)和(j)中的至少一個(gè)步驟包括構(gòu)建多個(gè)纖維材料層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種翼型體，該翼型體具有前緣和后緣，所述前緣和后緣沿著翼型體的縱向延伸部延伸且限定剖面弦線，該翼型體包括形成翼型體的外表面且包圍翼型體的內(nèi)部容積的翼型蒙皮，在翼型體內(nèi)部連接至所述蒙皮并且從所述蒙皮延伸進(jìn)入翼型體的內(nèi)部容積中的隔離構(gòu)件，以及至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件，所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件在張力下工作以增強(qiáng)蒙皮抵抗向內(nèi)撓曲的能力，且所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件在翼型體的內(nèi)部容積中在所述剖面弦線的一側(cè)連接至蒙皮，該側(cè)與所述隔離構(gòu)件連接至蒙皮的連接部所在的那一側(cè)相同，并且所述至少一個(gè)增強(qiáng)構(gòu)件在與蒙皮相距一定距離處連接至隔離構(gòu)件。
文檔編號(hào)B64C3/00GK102884309SQ201080054935
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者芬德·莫霍爾特·詹森 申請(qǐng)人:布拉德納公司