风力机风轮叶片的外形轮廓是基于空气动力学考虑设计的，叶片横截面具有非对称的流线形状，迎风缘扁平。气动外形确定后，叶片要设计得具有足够的强度和刚度。叶片型腔是空心的，通常由两个壳体黏接在一起构成，上壳面是吸力面，下壳面是压力面。为使叶片有足够的强度和刚度，叶片型腔内龙骨架与上、下壳体黏接，形成图5-1所示的箱型断面结构。从结构力学的角度讲，叶片龙骨架起到一个类似于梁的作用，简单梁理论在结构分析时可以用于模化叶片，从而确定叶片的整体强度。
图5-1 叶片上、下壳体及两个龙骨架截面示意图
重要的是靠近轮毂的叶片截面要能承受来自叶片其他部位的力和应力。因此，靠近叶根处叶片翼型既厚又宽，同时沿叶片展向叶片翼型逐渐变薄，以获得较好的气动性能。随着沿叶尖方向叶片速度的增加，升力沿叶尖增加，叶片弦宽沿叶尖方向逐步减小抵消了这种效应。换句话说，叶片从叶根某一部位到叶尖成锥度变化，如图5-2所示。一般而言，翼型变化兼顾叶片强度和空气动力特性。在叶根处，翼型通常较窄并成管状与轮毂对接。
图5-2 叶片的侧视图
叶片沿轴向扭转，以适应叶片旋转时风向沿叶高的变化，相应地，叶片桨距角沿叶高会发生变化。桨距角是叶片剖面弦线和风轮平面的夹角，参见第4章相关内容。图5-3为叶片扭转示意图，注意本书所述的桨距角均指叶片整体相对于风轮平面的旋转。
对于叶片，可定义4个不重合的特征轨迹：(www.xing528.com)
1）质心轴：沿展向各截面质量中心的连线；
2）弹性轴：沿展向各截面不承受弯曲变形的点的连线；
3）控制轴：由叶片维持和变桨距机构确定的顺桨机构轴线；
4）气动轴：叶片翼型线性特性范围内叶片截面的1/4弦长。
上述4个特征轨迹并非真正意义的轴线，因为它是叶片几何特性所固有的，并非直线。但是，对于特定叶片截面的计算，垂直于截面的4个轴可以定义成截面交点处的切线。
图5-3 叶片顶视图（显示叶片扭转：风来自左侧，叶尖桨距角为0°，轮毂处为25°）
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
