CN114687922B - 叶片的设计方法、叶片和叶片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种叶片的设计方法、叶片和叶片的制造方法，所述设计方法包括：基于叶片的初始设计结构计算叶片相对于风速的气弹阻尼；当气弹阻尼的最小值小于或等于阈值时，执行以下三种操作中的至少一种：增大初始设计结构的扭转刚度、增大初始设计结构的挥舞刚度和降低初始设计结构的摆振刚度。根据本公开的叶片的设计方法，可防止叶片出现稳定性问题。

Description

叶片的设计方法、叶片和叶片的制造方法

技术领域

本公开涉及风力发电技术领域，更具体地说，本公开涉及一种叶片的设计方法、叶片和叶片的制造方法。

背景技术

风力发电机组是将风能转换为电能的一种装置。为了追求度电成本的降低，风力发电机组的功率越来越大，风力发电机组的叶片越来越长。

由于叶片设计的越来越长，特别是针对海上叶片，其气弹阻尼较低，在叶片运行过程中容易发生异常振动，这些振动会显著提高叶片的载荷，造成叶片寿命的大幅下降。

目前主要通过如下三种方式来解决气弹阻尼低的问题：增加气动附件(如扰流板(T-spoiler)、w型条(ZZ-tape，zig-zag tape))以提高气动阻力；在叶片内部增加阻尼器；通过控制手段，例如改变额定转速。

然而，上述三种方式均存在一定弊端。对于增加气动附件而言，增加气动附件会影响叶片整体的气动表现，并且这些附件是否能有效解决振动问题也很不明确。对于增加叶片阻尼器而言，阻尼器会导致叶片增重，疲劳载荷增加，且其本身对叶片结构无任何正面作用。对于改变额定转速而言，增加额定转速会增大疲劳载荷，而降低额定转速则会增加叶片失速风险。

发明内容

本公开的目的在于提供一种能够防止叶片出现稳定性问题的叶片的设计方法、叶片和叶片的制造方法。

根据本公开的一方面，提供一种叶片的设计方法，所述设计方法包括：基于叶片的初始设计结构计算叶片相对于风速的气弹阻尼；当气弹阻尼的最小值小于或等于阈值时，执行以下三种操作中的至少一种：增大初始设计结构的扭转刚度、增大初始设计结构的挥舞刚度和降低初始设计结构的摆振刚度。

可选地，阈值为-0.01。

可选地，扭转刚度的增幅为初始设计结构的扭转刚度的5％-20％，挥舞刚度的增幅为初始设计结构的挥舞刚度的5％-20％，摆振刚度的降幅为初始设计结构的摆振刚度的5％-20％。

可选地，通过以下方式中的至少一种来增大初始设计结构的扭转刚度：使用高模双轴布作为叶片的内蒙皮和/或外蒙皮中的至少一层的材料；从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将叶片的内蒙皮和外蒙皮中的每个的层数增加1-3层。

可选地，使用高模双轴布作为叶片的内蒙皮的最内层的材料和外蒙皮的最外层的材料。

可选地，通过以下方式来增大初始设计结构的挥舞刚度：从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，使上壳体中的主梁和下壳体中的主梁的弦向截面面积增大10％-20％。

可选地，在上壳体和下壳体中的每个的主梁上形成第一主梁铺层，第一主梁铺层的厚度为主梁的厚度的10％-20％。

可选地，在上壳体和下壳体中的每个的主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成第三主梁铺层。

可选地，通过以下方式中的至少一种来降低初始设计结构的摆振刚度：在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，减少前缘辅梁和/或后缘辅梁的铺层的5％-20％；从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将前缘辅梁和/或后缘辅梁的铺层的错层宽度增加5mm-10mm；从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将后缘辅梁向前缘方向移动50mm-200mm，和/或将前缘辅梁向后缘方向移动20mm-100mm。

根据本公开的另一方面，提供一种叶片，叶片包括上壳体和下壳体，上壳体包括外蒙皮和内蒙皮，下壳体包括外蒙皮和内蒙皮，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，上壳体的外蒙皮和内蒙皮、下壳体的外蒙皮和内蒙皮中的每个的层数为5-6层。

可选地，使用高模双轴布作为上壳体的外蒙皮和/或内蒙皮、下壳体的外蒙皮和/或内蒙皮中的至少一层的材料。

可选地，上壳体和下壳体中的每个还包括主梁，在主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成有第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成有第三主梁铺层，第三主梁铺层相对于主梁朝向叶片的前缘或后缘突出。

可选地，上壳体和下壳体中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，前缘辅梁和/或后缘辅梁的铺层的错层宽度为15mm-20mm。

可选地，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，在前缘和前缘辅梁之间和/或在后缘和后缘辅梁之间设置填充材料。

根据本公开的又一方面，提供一种叶片的制造方法，所述制造方法包括：制造上壳体，上壳体包括外蒙皮和内蒙皮；制造下壳体，下壳体包括外蒙皮和内蒙皮；将上壳体和下壳体粘结在一起，其中，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，上壳体的外蒙皮和内蒙皮、下壳体的外蒙皮和内蒙皮中的每个的层数为5-6层。

可选地，使用高模双轴布作为上壳体的外蒙皮和/或内蒙皮、下壳体的外蒙皮和/或内蒙皮中的至少一层的材料。

可选地，上壳体和下壳体中的每个还包括主梁，在主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成第三主梁铺层，第三主梁铺层相对于主梁朝向叶片的前缘或后缘突出。

可选地，上壳体和下壳体中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，前缘辅梁和/或后缘辅梁的铺层的错层宽度为15mm-20mm。

可选地，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，在前缘和前缘辅梁之间和/或在后缘和后缘辅梁之间设置填充材料。

根据本公开的叶片的设计方法，通过计算初始设计结构的气弹阻尼，当气弹阻尼的最小值小于阈值时，可执行增大初始设计结构的扭转刚度、增大初始设计结构的挥舞刚度和降低初始设计结构的摆振刚度中的至少一种，从而可避免叶片出现稳定性问题。

根据本公开的叶片的设计方法，可在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将外蒙皮和/或内蒙皮的铺层的材料变更为高模双轴布，和/或将外蒙皮和内蒙皮中的每个增加1-3层，从而可在大幅提高叶片整体的扭转刚度的同时尽量控制叶片的重量增加。

根据本公开的叶片的设计方法，可在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将主梁的弦向截面面积增大10％-20％，从而可在增加叶片挥舞刚度的同时尽量控制叶片的重量增加。另外，通过提高叶片的挥舞刚度，同时还可以解决净空问题。

根据本公开的叶片的设计方法，可在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将后缘辅梁的铺层减少10％-20％、增加后缘辅梁的错层宽度和/或将后缘辅梁向前缘方向移动，从而在降低叶片的摆振刚度的同时保证叶片的强度。

根据本公开的叶片的制造方法，可以提高叶片的气弹阻尼，防止叶片在运行过程中出现稳定性问题。

根据本公开的叶片，可以降低或避免运行过程中出现的异常振动，具有较好的稳定性和较长的寿命。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征及其它优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是叶片的初始设计结构的弦向截面的示意图；

图2是示出叶片的相对载荷根据风速变化和叶片扭转刚度变化的曲线图；

图3是示出叶片的气弹阻尼根据风速变化和叶片扭转刚度变化的曲线图；

图4是示出叶片的相对载荷根据风速变化和叶片挥舞刚度变化的曲线图；

图5是示出叶片的气弹阻尼根据风速变化和叶片挥舞刚度变化的曲线图；

图6是示出叶片的相对载荷根据风速变化和叶片摆振刚度变化的曲线图；

图7是示出叶片的气弹阻尼根据风速变化和叶片摆振刚度变化的曲线图；

图8是高模双轴布的示意图；

图9是根据初始设计结构的主梁的弦向截面图；

图10是根据本公开的第一实施例的主梁的弦向截面图；

图11是根据本公开的第二实施例的主梁的弦向截面图；

图12A是根据初始设计结构的后缘辅梁的弦向截面图；

图12B是根据本公开的第一实施例的后缘辅梁的弦向截面图；

图12C是根据本公开的第二实施例的后缘辅梁的弦向截面图；

图12D是根据本公开的第三实施例的后缘辅梁的弦向截面图。

在附图中：10为叶片，11为上壳体，12为下壳体，111和121为外蒙皮，112和122为内蒙皮，113和123为芯层，114和124为主梁，115和125为后缘辅梁，13为腹板，1141为第一主梁铺层，1142为第二主梁铺层，1143为第三主梁铺层，1151、1152和1153为新形成的后缘辅梁，1153F为填充材料。

具体实施方式

在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。

然而，本公开可按照许多不同的形式例示并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将要把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。

图1是叶片的初始设计结构的弦向截面的示意图。如图1所示，叶片10可包括上壳体11、下壳体12以及支撑在上壳体11和下壳体12之间的腹板13。在制造叶片10时，可采用本领域已知的方法(例如，铺层和真空灌注树脂)分别制造上壳体11和下壳体12，然后将上壳体11和下壳体12粘结在一起。在粘结上壳体11和下壳体12之前，可将腹板13设置在上壳体11和下壳体12之间以支撑上壳体11和下壳体12。

具体地，上壳体11形成叶片的吸力面(即，SS面)。上壳体11可包括外蒙皮111、内蒙皮112、芯层113、主梁114和后缘辅梁115。芯层113和主梁114夹在外蒙皮111与内蒙皮112之间，并且芯层113在弦向上被主梁114分成两个部分。主梁114和后缘辅梁115均可以是预制件。后缘辅梁115靠近叶片10的后缘设置。

另外，下壳体12形成叶片的压力面(即，PS面)。下壳体12可包括外蒙皮121、内蒙皮122、芯层123、主梁124和后缘辅梁125。芯层123和主梁124夹在外蒙皮121与内蒙皮122之间，并且芯层123在弦向上被主梁124分成两个部分。同样地，主梁124和后缘辅梁125均可以是预制件。后缘辅梁125靠近叶片10的后缘设置，并设置在与上壳体11的后缘辅梁115对应的位置。

此外，虽然未示出，但上壳体11和下壳体12均可包括靠近前缘设置的前缘辅梁，与后缘辅梁类似，前缘辅梁也可以是预制件。

如前面所提到的，由于叶片设计的越来越长，特别是针对海上叶片，其气弹阻尼较低，在叶片运行过程中容易发生异常振动。目前主要通过增加气动附件、在叶片内部增加阻尼器、改变额定转速三种方式来解决气弹阻尼低的问题。然而，以上三种方式均存在较大的弊端。

本公开的发明人在对叶片进行失稳分析时，在对大量的失稳叶片进行参数分析之后发现，当叶片的气弹阻尼的最小值小于阈值时，叶片将会发生异常振动，叶片的载荷变化剧烈，叶片的稳定性将出现问题。另外，发明人在对大量的失稳叶片进行参数分析之后还发现，叶片的相对载荷和叶片的气弹阻尼与叶片的扭转刚度、叶片的挥舞刚度和叶片的摆振刚度有关系。因此，本发明提出，在设计新叶片时，可以以失稳叶片的结构作为设计的参考基础，例如，将失稳叶片作为新叶片的初始设计结构，在该初始设计结构的基础上对相应的设计参数进行调整。

图2至图7是示出叶片的相对载荷和气弹阻尼根据风速变化以及叶片扭转刚度变化、叶片的挥舞刚度变化或叶片的摆振刚度变化的曲线图。在图2至图7中，可利用分析软件BLADED计算在不同风速下根据扭转刚度、挥舞刚度和摆振刚度的变化的相对载荷值和气弹阻尼。然而，本公开不限于此，也可利用风力发电机组领域的其它分析软件进行上述计算。图2、图4和图6中基线指的是基于叶片的初始设计结构计算获得的相对载荷值。相对载荷值越大，说明叶片实际的承载越大。在基线的情况下，在对应于7m/s-15m/s的风速段，叶片的载荷变化明显，说明了叶片出现稳定性问题。

图3、图5和图7中的基线指的是基于叶片的初始设计结构计算获得的气弹阻尼。气弹阻尼为负时，可能有振动风险。在基线的情况下，叶片出现负的气弹阻尼，且气弹阻尼的最小值为-0.01。对应于基线的情况下的相对载荷值，叶片在对应于7m/s-15m/s的风速段处，载荷变化明显，导致叶片出现稳定性问题。也就是说，当气弹阻尼的最小值为-0.01时，叶片会出现稳定性问题。

以下，参照图2和图3研究叶片的相对载荷和叶片的气弹阻尼与叶片的扭转刚度之间的关系。在图2中，对应于10％和20％的线指的是相对于基线分别增大10％和20％的扭转刚度后获得的相对载荷值。对应于-10％和-20％的线指的是相对于基线分别降低10％和20％的扭转刚度后获得的相对载荷值。

如图2所示，降低10％和20％的扭转刚度会使得叶片的载荷变化更剧烈，且相对载荷也大幅增加，对叶片安全性和使用寿命相当不利。然而，增加10％和20％的扭转刚度，能够非常明显地降低叶片的相对载荷，并使得载荷变化趋于平稳。并且，扭转刚度增加的越多，叶片的相对载荷越小，且载荷变化也越平稳。

图3是示出叶片的气弹阻尼根据风速变化和叶片扭转刚度变化的曲线图。在图3中，对应于10％的线指的是相对于基线增大10％的扭转刚度后获得的气弹阻尼。对应于-10％的线指的是相对于基线降低10％的扭转刚度后获得的气弹阻尼。

参照图3，当增加10％的扭转刚度时，叶片在出现负气弹阻尼风速段的气弹阻尼提高了，即，气弹阻尼的最小值增大。此外，虽然在高风速段，在增加10％的扭转刚度时，叶片的气弹阻尼稍微降低，但由于叶片的气弹阻尼仍非常高，因此高风速段的气弹阻尼稍微降低并不会影响叶片的稳定性。从而，对应于图2中的增加10％的扭转刚度情况下的相对载荷值，能够非常明显地降低叶片的相对载荷，并使得载荷变化趋于平稳。

继续参照图3，降低10％的扭转刚度，叶片的负气弹阻尼情况更加严重了，即，气弹阻尼的最小值减小。这也导致了在图2中，在对应于7-15m/s这个风速段，相对载荷出现了剧烈的提升，导致叶片出现稳定性问题。

虽然图3中没有示出增加20％的扭转刚度和降低20％的扭转刚度的情况下的气弹阻尼，但根据图2中在增加20％的扭转刚度和降低20％的扭转刚度的情况下的相对载荷值的变化可知，增大20％的扭转刚度将进一步增大叶片在出现负气弹阻尼的风速段的气弹阻尼，有助于提升叶片的稳定性，而降低20％的扭转刚度，将进一步降低叶片的负气弹阻尼，导致叶片出现稳定性问题。

也就是说，通过图2和图3可知，当气弹阻尼的最小值为-0.01或更小时，叶片的稳定性将出现问题，通过增大叶片的扭转刚度可增大叶片的气弹阻尼，进而减小叶片的相对载荷值和相对载荷值的变化幅度，有助于提升叶片的稳定性。

以下，参照图4和图5研究叶片的相对载荷和叶片的气弹阻尼与叶片的挥舞刚度之间的关系。

图4是示出叶片的相对载荷根据风速变化和叶片挥舞刚度变化的曲线图。在图4中，对应于10％和20％的线指的是相对于基线分别增大10％和20％的挥舞刚度后获得的相对载荷值。对应于-10％和-20％的线指的是相对于基线分别降低10％和20％的挥舞刚度后获得的相对载荷值。

如图4所示，降低10％和20％的挥舞刚度会使得叶片的载荷变化更剧烈，且相对载荷也大幅增加，对叶片安全性和使用寿命相当不利。然而，增加10％和20％的挥舞刚度，能够非常明显地降低叶片的相对载荷，并使得载荷变化趋于平稳。并且，挥舞刚度增加的越多，叶片的相对载荷越小，且载荷变化也越平稳。

图5是示出叶片的气弹阻尼根据风速变化和叶片挥舞刚度变化的曲线图。在图5中，对应于10％的线指的是相对于基线增大10％的挥舞刚度后获得的气弹阻尼。对应于-10％的线指的是相对于基线降低10％的挥舞刚度后获得的气弹阻尼。

参照图5，当增加10％的挥舞刚度时，叶片在出现负气弹阻尼风速段的气弹阻尼提高了，即，气弹阻尼的最小值增大。此外，虽然在高风速段，在增加10％的挥舞刚度时，叶片的气弹阻尼稍微降低，但由于叶片的气弹阻尼仍非常高，因此高风速段的气弹阻尼稍微降低并不会影响叶片的稳定性。从而，对应于图4中的增加10％的挥舞刚度情况下的相对载荷值，能够非常明显地降低叶片的相对载荷，并使得载荷变化趋于平稳。

继续参照图5，降低10％的挥舞刚度，叶片的负气弹阻尼情况更加严重了，即，气弹阻尼的最小值减小。这也导致了在图4中，在对应于7-15m/s这个风速段，相对载荷出现了剧烈的提升，导致叶片出现稳定性问题。

虽然图5中没有示出增加20％的挥舞刚度和降低20％的挥舞刚度的情况下的气弹阻尼，但根据图4中在增加20％的挥舞刚度和降低20％的挥舞刚度的情况下的相对载荷值的变化可知，增大20％的挥舞刚度将进一步增大叶片在出现负气弹阻尼的风速段的气弹阻尼，有助于提升叶片的稳定性，而降低20％的挥舞刚度，将进一步降低叶片的负气弹阻尼，导致叶片出现稳定性问题。

也就是说，通过图4和图5可知，当气弹阻尼的最小值为-0.01或更小时，叶片的稳定性将出现问题，通过增大叶片的挥舞刚度可增大叶片的气弹阻尼，进而减小叶片的相对载荷值和相对载荷值的变化幅度，有助于提升叶片的稳定性。

以下，参照图6和图7研究叶片的相对载荷和叶片的气弹阻尼与叶片的摆振刚度之间的关系。

图6是示出叶片的相对载荷根据风速变化和叶片摆振刚度变化的曲线图。在图6中，对应于10％和20％的线指的是相对于基线分别增大10％和20％的摆振刚度后获得的相对载荷值。对应于-10％和-20％的线指的是相对于基线分别降低10％和20％的挥舞刚度后获得的相对载荷值。

如图6所示，增大10％和20％的摆振刚度会使得叶片的载荷变化更剧烈，且相对载荷也大幅增加，对叶片安全性和使用寿命相当不利。然而，降低10％和20％的摆振刚度，能够非常明显地降低叶片的相对载荷，并使得载荷变化趋于平稳。并且，摆振刚度降低的越多，叶片的相对载荷越小，且载荷变化也越平稳。

图7是示出叶片的气弹阻尼根据风速变化和叶片摆振刚度变化的曲线图。在图7中，对应于10％的线指的是相对于基线增大10％的摆振刚度后获得的气弹阻尼。对应于-10％的线指的是相对于基线降低10％的摆振刚度后获得的气弹阻尼。

参照图7，当降低10％的摆振刚度时，叶片在出现负气弹阻尼风速段的气弹阻尼提高了，即，气弹阻尼的最小值增大。此外，虽然在高风速段，在降低10％的摆振刚度时，叶片的气弹阻尼稍微降低，但由于叶片的气弹阻尼仍非常高，因此高风速段的气弹阻尼稍微降低并不会影响叶片的稳定性。从而，对应于图6中的降低10％的摆振刚度情况下的相对载荷值，能够非常明显地降低叶片的相对载荷，并使得载荷变化趋于平稳。

继续参照图7，提高10％的摆振刚度，叶片的负气弹阻尼情况更加严重了，即，气弹阻尼的最小值减小。这也导致了在图6中，在对应于7-15m/s这个风速段，相对载荷出现了剧烈的提升，导致叶片出现稳定性问题。

虽然图7中没有示出增加20％的摆振刚度和降低20％的摆振刚度的情况下的气弹阻尼，但根据图6中在增加20％的摆振刚度和降低20％的摆振刚度的情况下的相对载荷值的变化可知，降低20％的摆振刚度将进一步增大叶片在出现负气弹阻尼的风速段的气弹阻尼，有助于提升叶片的稳定性，而提高20％的摆振刚度，将进一步降低叶片的负气弹阻尼，导致叶片出现稳定性问题。

也就是说，通过图6和图7可知，当气弹阻尼的最小值为-0.01或更小时，叶片的稳定性将出现问题，通过降低叶片的摆振刚度可增大叶片的气弹阻尼，进而减小叶片的相对载荷值和相对载荷值的变化幅度，有助于提升叶片的稳定性。也就是说，摆振刚度对叶片的相对载荷和气弹阻尼的影响与扭转刚度和挥舞刚度对叶片的相对载荷和气弹阻尼的影响相反。

通过以上参照图2至图7描述的叶片扭转刚度、叶片挥舞刚度和叶片摆振刚度对叶片的相对载荷和气弹阻尼的影响可知，如果基于叶片的初始设计结构计算得知叶片相对于风速的气弹阻尼小于或等于阈值，则叶片将出现稳定性问题。在这种情况下，可执行增大叶片的扭转刚度、增大叶片的挥舞刚度和降低叶片的摆振刚度中的至少一种操作。

据此，本公开可提供一种叶片的设计方法：基于叶片的初始设计结构计算叶片相对于风速的气弹阻尼；当气弹阻尼的最小值小于或等于阈值时，执行以下三种操作中的至少一种：增大初始设计结构的扭转刚度、增大初始设计结构的挥舞刚度和降低初始设计结构的摆振刚度。

根据本公开的实施例，可通过分析软件BLADED计算叶片相对于风速的气弹阻尼，然而，本公开不限于此。

根据本公开的实施例，根据图3、图5和图7中的基线的最小气弹阻尼，可确定阈值为-0.01。然而，不公开不限于此。本领域技术人员在理解本申请的发明构思之后，可根据风力发电机组的具体运行要求来确定阈值。例如，如果对风力发电机组的运行要求比较高，则阈值可能大于-0.01。相反，如果对风力发电机组的运行要求比较宽松，则阈值可能小于-0.01。另外，可以明确的是，气弹阻尼越高，叶片发生稳定性问题的概率越低，当气弹阻尼都为正时，基本可以排除叶片失稳的风险。

根据本公开的实施例，基于发明人的研究，当气弹阻尼的最小值小于或等于阈值时，说明叶片已经出现稳定性问题，因此需要对叶片的结构进行调整。另外，基于发明人的以上研究结果，为了提高叶片的气弹阻尼，可通过增大叶片的扭转刚度、增大叶片的挥舞刚度和降低叶片的摆振刚度中的至少一种来调整叶片的结构。例如，如果是已经生产完成的叶片的气弹阻尼的最小值小于或等于阈值，则可按照本公开提供的思路调整相同结构的还未生产的叶片的结构，从而避免以后生产的叶片出现叶片稳定性问题。另一方面，对于还未生产或者正在设计中的叶片，如果通过计算，该叶片的气弹阻尼的最小值小于或等于阈值，则也可按照本公开提供的思路调整还未生产的叶片的结构或者调整叶片的设计参数，从而避免生产有稳定性问题的叶片。

根据本公开的实施例，叶片的扭转刚度的增幅可以为初始设计结构的扭转刚度的5％-20％。当叶片的扭转刚度的增幅小于初始设计结构的扭转刚度的5％时，对叶片的气弹阻尼的增加幅度较小，效果不显著。另外，当叶片的扭转刚度的增幅大于初始设计结构的扭转刚度的20％时，成本和重量增加的过多。另外，根据本公开的实施例，当增加叶片的扭转刚度时，对叶片的强度也有改善作用。

根据本公开的实施例，叶片的挥舞刚度的增幅可以为初始设计结构的挥舞刚度的5％-20％。当叶片的挥舞刚度的增幅小于初始设计结构的挥舞刚度的5％时，对叶片的气弹阻尼的增加幅度较小，效果不显著。另外，当叶片的挥舞刚度的增幅大于初始设计结构的挥舞刚度的20％时，成本和重量增加的过多。另外，根据本公开的实施例，当增加叶片的挥舞刚度时，同时还可以改善叶片的净空和强度。

根据本公开的实施例，叶片的摆振刚度的降幅可以为初始设计结构的摆振刚度的5％-20％。当叶片的摆振刚度的降幅小于初始设计结构的摆振刚度的5％时，对叶片的气弹阻尼的增加幅度较小，效果不显著。另外，当叶片的摆振刚度的降幅大于初始设计结构的挥舞刚度的20％时，对叶片的强度可能产生不利影响。

以下，将参照图8至图12描述增大叶片的扭转刚度、增大叶片的挥舞刚度和降低叶片的摆振刚度的方法。

增大叶片的扭转刚度的方法

以下，将介绍增大叶片的扭转刚度的两个结构调整方法。应理解的是，可仅执行这两个结构调整方法中的任意一个，或者同时执行这两个结构调整方法。

作为第一个结构调整方法，根据本公开的实施例，图1中的外蒙皮111和121和/或内蒙皮112和122中的至少一层可使用高模双轴布形成。

图8是高模双轴布的示意图。如图8所示，高模双轴布可以是由高模量单向玻纤(例如，H-glass或S-glass)以一定角度(例如，±45°)编织而成。现有叶片中的外蒙皮和内蒙皮使用普通双轴布(利用普通玻纤(E-glass)编制而成)。利用高模量单向玻纤(H-glass)编制而成的高模双轴布的剪切模量为利用普通玻纤(E-glass)编制而成的普通双轴布的12％-18％。当高模双轴布利用模量更高的单向玻纤(S-glass)编制而成时，高模双轴布的剪切模量会更高。

另外，在相同的铺层面积下，高模双轴布所提供的扭转刚度比普通双轴布提供的扭转刚度高7％以上。并且，高模双轴布的树脂含量更低，相同铺层面积的高模双轴布灌注后相比普通双轴布更轻。因此高模双轴布的优势在于能够以更轻的重量提供更好的性能。

根据本公开的实施例，通过将外蒙皮和/或内蒙皮的铺层的材料变更为高模双轴布，可提高外蒙皮和/或内蒙皮的剪切强度，从而提高叶片的扭转刚度。

根据本公开的实施例，将外蒙皮111和121和/或内蒙皮112和122中的至少一层替换成高模双轴布即可起到提高叶片扭转刚度的作用。优选地，可仅将外蒙皮111和121的最外层(即，最靠近外面的层)的材料替换为高模双轴布并将内蒙皮112和122的最内层(即，最靠近里面的层)的材料替换为高模双轴布。更优选地，可将外蒙皮111和121、内蒙皮112和122的所有层都替换为高模双轴布。

根据本公开的实施例，通过更换蒙皮的材料，仅增加少量成本，就可以提高叶片的扭转刚度，降低叶片的质量和质量矩，降低叶片的极限、疲劳载荷。

作为第二个结构调整方法，根据本公开的实施例，还可以通过增加外蒙皮111和121以及内蒙皮112和122的层数来增加叶片扭转刚度。根据本公开的实施例，为了在增加叶片扭转刚度的同时尽量控制叶片的重量增加，可以仅在叶片10的长度的某一区域中增加外蒙皮111和121以及内蒙皮112和122的层数。

根据本公开的实施例，可仅在叶片10的长度的30％-70％的范围内(从叶片10的叶根起算)的至少一部分中，将叶片10的内蒙皮112和122和外蒙皮111和121中的每个的层数增加1-3层，形成为5-6层(比现有技术中的叶片的相应区域的内蒙皮112和122和外蒙皮111和121的层数多)。叶片10的长度的30％-70％这一段(以下均指从叶片10的叶根起算)对叶片扭转刚度的影响最为明显，因此可以仅增加这一区域的至少一部分的蒙皮铺层，叶片其他区域的铺层保持不变，从而可在增加叶片扭转刚度的同时尽量控制叶片的重量增加。

根据本公开的实施例，可增加叶片10的长度的整个30％-70％这一段的蒙皮的层数。根据本公开的实施例，还可选择在叶片10的长度的30％-50％这一段增加蒙皮铺层，例如，可增加叶片10的长度的整个30％-50％这一段的蒙皮的层数。

根据本公开的实施例，在叶片的结构调整的具体示例中，对于长度为80m以上的某海上大叶片，将叶片的初始设计结构中的外蒙皮和内蒙皮的双轴布全部替换为高模双轴布(利用高模量单向玻纤(H-glass)编制而成)，并在叶片30％-70％的区域将上壳体和下壳体中的外蒙皮和内蒙皮的铺层增加到了5-6层。经过结构调整，叶片整体的扭转刚度提高了10％左右，局部扭转刚度最高有20％的增幅。另外，叶片的重量增加较少，处于要求范围内。因此，本公开可以以少量的成本与重量的增加，来增加叶片扭转刚度，从而增加叶片气弹阻尼，降低叶片的振动风险。

根据本公开的实施例，通过将外蒙皮和内蒙皮中的每个增加到5-6层，可以大幅提高叶片整体的扭转刚度，大大降低叶片振动风险。

增大叶片的挥舞刚度的方法

可通过对叶片的结构进行如下调整来增大叶片的挥舞刚度。

根据本公开的实施例，可通过增大主梁的弦向截面面积，来增大叶片的挥舞刚度。根据本公开的实施例，为了在增加叶片挥舞刚度的同时尽量控制叶片的重量增加，可以在叶片10的长度的某一区域中增大主梁的弦向截面面积。

根据本公开的实施例，可在叶片10的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将主梁114和124的弦向截面面积增大10％-20％。叶片10的长度的30％-70％这一段对叶片挥舞刚度的影响最为明显，因此可以仅增大这一区域的至少一部分中的主梁114和124的弦向截面面积，叶片的其他区域的主梁的弦向截面面积保持不变，从而可在增加叶片挥舞刚度的同时尽量控制叶片的重量增加。根据本公开的实施例，可增大叶片10的长度的整个30％-70％这一段的主梁的弦向截面面积。根据本公开的实施例，还可选择在叶片10的长度的30％-50％这一段增加主梁的弦向截面面积，例如，可增加叶片10的长度的整个30％-50％这一段的主梁的弦向截面面积。

根据本公开的实施例，当主梁的弦向截面面积相对于叶片10的初始设计结构的增幅小于10％时，叶片的挥舞刚度改善效果不足。当主梁的弦向截面面积相对于叶片10的初始设计结构的增幅大于20％时，成本和重量增加的过多。

图9是根据现有技术的主梁的弦向截面图，图10是根据本公开的第一实施例的主梁的弦向截面图，图11是根据本公开的第二实施例的主梁的弦向截面图。在图9至图11中，作为示例仅描述上壳体11中的主梁114，然而同样的描述可适用于下壳体12中的主梁124。

图9中示出了主梁114的初始高度(在叶片的高度方向上测量的高度)和初始宽度(在叶片的弦向上测量的宽度)。

图10示出了根据本公开的第一实施例的主梁调整方法。如图10所示，可仅将主梁114加厚(在叶片的厚度方向上加厚)。在这种情况下，为了使主梁114的弦向截面面积相对于叶片10的初始设计结构增大10％-20％，可使主梁114加厚10％-20％。具体地，可在原主梁114上新增第一主梁铺层1141，新增的第一主梁铺层1141的厚度为主梁114的厚度的10％-20％。

根据本公开的实施例，主梁114可以是预制件，并且可在预制主梁114时增加第一主梁铺层1141。然而，本公开不限于此，也可在安装主梁114时增加第一主梁铺层1141。另外，主梁114也不一定是预制件，在这种情况下，也可在对主梁114进行铺层时一并形成第一主梁铺层1141。本公开不对第一主梁铺层1141的具体形成方式进行限制。另外，应理解的是，图10中仅是为了对原主梁114和第一主梁铺层1141进行区分而在其之间绘制出分界线，而实际调整结构后的主梁并不存在该分界线。

根据本公开的实施例，当主梁114的厚度较厚时，可采用第一实施例的主梁调整方式对主梁进行调整。

图11示出了根据本公开的第二实施例的主梁调整方法。如图11所示，可将主梁114加厚(在叶片的厚度方向上加厚)并加宽(在叶片的弦向上加宽)。在这种情况下，主梁114加厚和加宽的幅度不受具体限制，只要保证主梁114在弦向截面中的面积相对于叶片10的初始设计结构增大10％-20％即可。

根据本公开的实施例，可通过在主梁114的厚度方向上的上表面和下表面分别新增第二主梁铺层1142来使主梁加厚，并且可通过在每个第二主梁铺层1142的宽度方向(叶片的弦向)上的两端新增第三主梁铺层1143来使主梁114加宽。第三主梁铺层1143相对于主梁114朝向叶片的前缘或后缘突出。

根据本公开的实施例，主梁114可以是预制件，并且可在预制主梁114时增加第二主梁铺层1142，并且在安装主梁114时在壳体中增加第三主梁铺层1143。然而，本公开不限于此，也可在安装主梁114时同时增加第二主梁铺层1142和第三主梁铺层1143。另外，主梁114也不一定是预制件，在这种情况下，也可在对主梁114进行铺层时一并形成第二主梁铺层1142和第三主梁铺层1143。本公开不对第二主梁铺层1142和第三主梁铺层1143的具体形成方式进行限制。另外，应理解的是，图10中仅是为了对原主梁114和第二主梁铺层1142和第三主梁铺层1143进行区分而在其之间绘制出分界线，而实际调整结构后的主梁并不存在该分界线。

根据本公开的实施例，当主梁114的厚度较薄时，可采用第二实施例的主梁调整方式对主梁进行调整。

此外，虽然未示出，但也可通过使主梁114仅加宽(在弦向方向上加宽)而不加厚来增大主梁114的弦向截面面积。

根据本公开的实施例，通过提高叶片的挥舞刚度，同时还可以解决净空问题，虽然叶片质量和成本稍有增加，但对于本身净空不足或主梁安全余量不足的叶片，该方案在降低叶片振动风险的同时，可以改善净空情况。

发明人在对一款出现稳定性问题的海上叶片进行结构调整时，发现原叶片也存在本身净空不足的问题，需要采用激光雷达来监控净空情况，然而在应用了根据本公开的叶片的结构调整方案后发现，不仅叶片的稳定性问题得到改善，而且该叶片的净空情况也得到改善。

降低叶片的摆振刚度的方法

以下，将介绍降低叶片的摆振刚度的三个实施例。应理解的是，可仅使用这三个实施例中的任意一个，或者同时使用这三个实施例。

图12A是根据现有技术的后缘辅梁的弦向截面图，图12B是根据本公开的第一实施例的后缘辅梁的弦向截面图，图12C是根据本公开的第二实施例的后缘辅梁的弦向截面图，图12D是根据本公开的第三实施例的后缘辅梁的弦向截面图。图12A至图12D仅示出了上壳体11中的后缘辅梁115，然而，应理解的是，后缘辅梁115的描述也可适用于下壳体12中的后缘辅梁125。

图12A示出了原后缘辅梁115的铺层状态的示意图。后缘辅梁115通过在叶片的厚度方向上从后缘朝向前缘的方向上错层铺设多个铺层而形成。具体地，后缘辅梁115的第一层距离后缘预定距离，然后以一定的错层宽度朝向前缘依次铺设其它铺层。其中，相邻铺层之间在弦向上的距离为错层宽度。

作为本公开的第一实施例，如图12B所示，可通过在叶片10的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将后缘辅梁115的铺层减少10％-20％，以形成新的后缘辅梁1151，来降低叶片的摆振刚度。

由于在降低叶片的摆振刚度时会降低叶片的强度，因此综合考虑叶片的摆振刚度和强度，可仅在叶片的长度的30％-70％这一段(对叶片摆振刚度的影响最为明显)的至少一部分中，减少后缘辅梁115的铺层，叶片的其他区域的后缘辅梁115的铺层保持不变。

根据本公开的实施例，可在叶片10的长度的整个30％-70％这一段减小后缘辅梁115的铺层。根据本公开的实施例，还可选择在叶片10的长度的30％-50％这一段减小后缘辅梁115的铺层，例如，可在叶片10的长度的整个30％-50％这一段减小后缘辅梁115的铺层。

当后缘辅梁115的铺层的减少幅度小于10％时，对叶片的摆振刚度的效果不足。当后缘辅梁115的铺层的减少幅度大于20％时，对叶片的强度有不良影响。

根据本公开的实施例，通过减少后缘辅梁的铺层，可在降低叶片的重量、降低成本的同时，解决叶片振动问题。

作为本公开的第二实施例，如图12C所示，可通过增加后缘辅梁的错层宽度来降低叶片的摆振刚度。综合考虑叶片的摆振刚度和强度，可仅在叶片10的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将后缘辅梁115的铺层的错层宽度增加5mm-10mm，以形成新的后缘辅梁1152。根据本公开的实施例，调整后的后缘辅梁1152的铺层的错层宽度为15mm-20mm。根据本公开的实施例，还可选择在叶片10的长度的30％-50％这一段将后缘辅梁115的铺层宽度增加5mm-10mm。

作为本公开的第三实施例，如图12D所示，可通过将后缘辅梁向前缘方向移动来降低叶片的摆振刚度。综合考虑叶片的摆振刚度和强度，可仅在叶片10的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将后缘辅梁115向前缘方向移动距离d，d为50mm-200mm，以形成新的后缘辅梁1153。根据本公开的实施例，还可选择在叶片10的长度的30％-50％这一段将后缘辅梁115向前缘方向移动50mm-200mm。另外，根据本公开的实施例，在后缘辅梁115的移动区域内(即，在新的后缘辅梁1153与后缘之间)，设置填充材料1153F(例如，合模芯材或者垫布)，以保证后缘粘接缝隙合适。

根据本公开的实施例，与减少后缘辅梁铺层、增加后缘辅梁错层宽度的实施例类似，也可减少前缘辅梁铺层、增加前缘辅梁错层宽度，来降低叶片的摆振刚度。例如，在叶片10的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，可将前缘辅梁的铺层减少10％-20％，以形成新的前缘辅梁。在叶片10的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，可将前缘辅梁的铺层的错层宽度增加5mm-10mm，达到15mm-20mm，以形成新的前缘辅梁。另外，与将后缘辅梁向前缘方向移动的实施例类似，也可将前缘辅梁向后缘方向移动，来降低叶片的摆振刚度。例如，在叶片10的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，可将前缘辅梁向后缘方向移动20mm-100mm，以形成新的前缘辅梁。此外，也可在前缘和新形成的前缘辅梁之间设置填充材料。

以上，具体描述了增大叶片的扭转刚度、增大叶片的挥舞刚度和降低叶片的摆振刚度的具体方法，然而，应理解的是，在本公开的发明构思内的其它叶片的结构调整方法也在本公开的保护范围内。

如上所述，根据本公开的实施例，可通过计算叶片的初始设计结构的气弹阻尼，当气弹阻尼的最小值小于或等于阈值时，可执行增大初始设计结构的扭转刚度、增大初始设计结构的挥舞刚度和降低初始设计结构的摆振刚度中的至少一种，从而提高叶片的气弹阻尼，防止叶片出现稳定性问题。

另外，本公开还提供了一种叶片的制造方法，通过该制造方法，可以提高叶片的气弹阻尼，防止叶片在运行过程中出现稳定性问题。

所述制造方法包括：制造上壳体，上壳体包括外蒙皮和内蒙皮；制造下壳体，下壳体包括外蒙皮和内蒙皮；将上壳体和下壳体粘结在一起，其中，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，上壳体的外蒙皮和内蒙皮、下壳体的外蒙皮和内蒙皮中的每个的层数为5-6层。

根据本公开的实施例，使用高模双轴布作为上壳体的外蒙皮和/或内蒙皮、下壳体的外蒙皮和/或内蒙皮中的至少一层的材料。

根据本公开的实施例，上壳体和下壳体中的每个还包括主梁，在主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成第三主梁铺层，第三主梁铺层相对于主梁朝向叶片的前缘或后缘突出。

根据本公开的实施例，上壳体和下壳体中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，前缘辅梁和/或后缘辅梁的铺层的错层宽度为15mm-20mm。

根据本公开的实施例，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，在前缘和前缘辅梁之间和/或在后缘和后缘辅梁之间设置填充材料。

本公开还提供了一种叶片，该叶片可以降低或避免运行过程中出现的异常振动，具有较好的稳定性和较长的寿命。

根据本公开的实施例，叶片包括上壳体和下壳体，上壳体包括外蒙皮和内蒙皮，下壳体包括外蒙皮和内蒙皮，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，上壳体的外蒙皮和内蒙皮、下壳体的外蒙皮和内蒙皮中的每个的层数为5-6层。

根据本公开的实施例，使用高模双轴布作为上壳体的外蒙皮和/或内蒙皮、下壳体的外蒙皮和/或内蒙皮中的至少一层的材料。

根据本公开的实施例，上壳体和下壳体中的每个还包括主梁，在主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成有第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成有第三主梁铺层，第三主梁铺层相对于主梁朝向叶片的前缘或后缘突出。

根据本公开的实施例，上壳体和下壳体中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，前缘辅梁和/或后缘辅梁的铺层的错层宽度为15mm-20mm。

根据本公开的实施例，从叶片的叶根起，在叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，在前缘和前缘辅梁之间和/或在后缘和后缘辅梁之间设置填充材料。

虽然已表示和描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (16)

1.一种叶片的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括：

基于叶片(10)的初始设计结构计算所述叶片相对于风速的气弹阻尼；

当所述气弹阻尼的最小值小于或等于阈值时，执行以下三种操作中的至少一种：增大所述初始设计结构的扭转刚度，扭转刚度的增幅为所述初始设计结构的扭转刚度的5％-20％；增大所述初始设计结构的挥舞刚度，挥舞刚度的增幅为所述初始设计结构的挥舞刚度的5％-20％；降低所述初始设计结构的摆振刚度，摆振刚度的降幅为所述初始设计结构的摆振刚度的5％-20％。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述阈值为-0.01。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，通过以下方式中的至少一种来增大所述初始设计结构的扭转刚度：

使用高模双轴布作为所述叶片(10)的内蒙皮(112，122)和/或外蒙皮(111，121)中的至少一层的材料；

从所述叶片的叶根起，在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将所述叶片(10)的所述内蒙皮(112，122)和所述外蒙皮(111，121)中的每个的层数增加1-3层。

4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，使用高模双轴布作为所述叶片(10)的所述内蒙皮(112，122)的最内层的材料和所述外蒙皮(111，121)的最外层的材料。

5.根据权利要求1或3所述的设计方法，其特征在于，通过以下方式来增大所述初始设计结构的挥舞刚度：

从所述叶片的叶根起，在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，使上壳体(11)中的主梁(114)和下壳体(12)中的主梁(124)的弦向截面面积增大10％-20％。

6.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，在所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个的主梁上形成第一主梁铺层(1141)，第一主梁铺层(1141)的厚度为所述主梁的厚度的10％-20％。

7.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，在所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个的主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成第三主梁铺层。

8.根据权利要求1或3所述的设计方法，其特征在于，通过以下方式中的至少一种来降低所述初始设计结构的摆振刚度：

在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，减少前缘辅梁和/或后缘辅梁(115，125)的铺层的10％-20％；

从所述叶片的叶根起，在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将前缘辅梁和/或后缘辅梁(115，125)的铺层的错层宽度增加5mm-10mm；

从所述叶片的叶根起，在所述叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，将后缘辅梁(115，125)向前缘方向移动50mm-200mm，和/或将前缘辅梁向后缘方向移动20mm-100mm。

9.一种叶片，所述叶片包括上壳体(11)和下壳体(12)，所述上壳体(11)包括外蒙皮(111)和内蒙皮(112)，所述下壳体(12)包括外蒙皮(121)和内蒙皮(122)，

其特征在于，从所述叶片的叶根起，在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，所述上壳体(11)的所述外蒙皮(111)和所述内蒙皮(112)、所述下壳体(12)的所述外蒙皮(121)和所述内蒙皮(122)中的每个的层数为5-6层，

其中，使用高模双轴布作为所述上壳体(11)的所述外蒙皮(111)和/或所述内蒙皮(112)、所述下壳体(12)的所述外蒙皮(121)和/或所述内蒙皮(122)中的至少一层的材料。

10.根据权利要求9所述的叶片，其特征在于，所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个还包括主梁，在所述主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成有第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成有第三主梁铺层，所述第三主梁铺层相对于所述主梁朝向所述叶片的前缘或后缘突出。

11.根据权利要求9所述的叶片，其特征在于，所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，

从所述叶片的叶根起，在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，所述前缘辅梁和/或所述后缘辅梁的铺层的错层宽度为15mm-20mm。

12.根据权利要求9所述的叶片，其特征在于，所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，从所述叶片的叶根起，在所述叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，在所述叶片的前缘和所述前缘辅梁之间和/或在所述叶片的后缘和所述后缘辅梁之间设置填充材料。

13.一种叶片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

制造上壳体(11)，所述上壳体(11)包括外蒙皮(111)和内蒙皮(112)；

制造下壳体(12)，所述下壳体(12)包括外蒙皮(121)和内蒙皮(122)；

将所述上壳体(11)和所述下壳体(12)粘结在一起，

其中，从所述叶片的叶根起，在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，所述上壳体(11)的所述外蒙皮(111)和所述内蒙皮(112)、所述下壳体(12)的所述外蒙皮(121)和所述内蒙皮(122)中的每个的层数为5-6层，

其中，使用高模双轴布作为所述上壳体(11)的所述外蒙皮(111)和/或所述内蒙皮(112)、所述下壳体(12)的所述外蒙皮(121)和/或所述内蒙皮(122)中的至少一层的材料。

14.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个还包括主梁，在所述主梁的厚度方向上的上表面和下表面上分别形成第二主梁铺层，在每个第二主梁铺层的宽度方向上的两端形成第三主梁铺层，所述第三主梁铺层相对于所述主梁朝向所述叶片的前缘或后缘突出。

15.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，

从所述叶片的叶根起，在所述叶片(10)的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，所述前缘辅梁和/或所述后缘辅梁的铺层的错层宽度为15mm-20mm。

16.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述上壳体(11)和所述下壳体(12)中的每个包括前缘辅梁和后缘辅梁，从所述叶片的叶根起，在所述叶片的长度的30％-70％的范围内的至少一部分中，在所述叶片的前缘和所述前缘辅梁之间和/或在所述叶片的后缘和所述后缘辅梁之间设置填充材料。