BR112014024151B1

BR112014024151B1 - Dispositivo de alta sustentação para veículo aéreo

Info

Publication number: BR112014024151B1
Application number: BR112014024151-1A
Authority: BR
Inventors: Kazuhide Isotani; Kenji Hayama
Original assignee: Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha; The Society Of Japanese Aerospace Companies
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2021-11-16
Also published as: CA2867045A1; JP2013203369A; US20150053825A1; CA2867045C; US9714079B2; CA2983719C; US20170291688A1; EP2832638A1; EP2832638A4; EP2832638B1; WO2013145774A1; CA2983719A1; JP5956803B2; US9789955B1; BR112014024151A2

Abstract

dispositivo de alta sustentação para veículo aéreo. a presente invenção refere-se a um dispositivo de alta sustentação (3) que é fornecido para que seja capaz de ser implantado e armazenado na parte traseira de uma asa principal (2) para criar sustentação em um veículo voador, e o dispositivo de alta sustentação compreende um corpo principal de flape (11) que se estende na direção no sentido da asa principal (2). a extremidade (11a) do corpo principal do flape (11) na direção de extensão é dotada de partes que alargam o vão (20, 30) para alargar um vão entre a parte traseira da asa principal (2) e a parte frontal do corpo principal do flape (11) quando o dispositivo for implantado.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de alta sustentação que é fornecido em uma porção de bordo de fuga de uma asa principal de um veículo aéreo (aeronave) de modo que o dispositivo de alta sustentação possa ser implantado em relação à asa principal e armazenado na mesma.

Técnica Antecedente

[0002] Um veículo aéreo inclui um dispositivo de alta sustentação fornecido em uma asa principal. O dispositivo de alta sustentação é armazenado na asa principal durante a pilotagem e implantado em relação à asa principal durante a decolagem e a aterrissagem. O dispositivo de alta sustentação é um dispositivo aerodinâmico para assegurar uma sustentação (sustentação aerodinâmica) durante voos de baixa velocidade, e, portanto, é projetado de forma que uma ênfase é posta em características aerodinâmicas.

[0003] Nos últimos anos, demandas para a redução de ruído emitido por um veículo aéreo durante a decolagem e a aterrissagem têm aumentado. Sob essas circunstâncias, um dispositivo de alta sustentação é considerado como uma das maiores fontes de ruído, particularmente durante a aterrissagem. Consequentemente, foi proposto um dispositivo de alta sustentação que visa reduzir o ruído aerodinâmico. Por exemplo, a Literatura de Patente 1 revela um dispositivo de redução de ruído configurado para soprar ar através de fendas que estão abertas na superfície de cima, superfície lateral, e superfície de baixo da asa principal.

Lista de Citação Literatura de Patente

[0004] Literatura de Patente 1: Patente no US 7484930

Sumário da Invenção Problema da Técnica

[0005] De acordo com esse dispositivo de redução de ruído, é exigido que uma fonte pneumática seja posicionada nas proximidades da asa principal, para que sopre ar. Quando um compressor dedicado for usado como a fonte pneumática, o dispositivo inteiro se torna grande em tamanho, e o peso de uma fuselagem aumenta. Além disso, é necessário fornecer tubos para guiar o ar a partir da fonte pneumática para as fendas, no interior de um flape. Tal mecanismo complexo pode resultar em um aumento no trabalho exigido para manter a fuselagem, como inspeção ou manutenção, em adição a um aumento no peso, o que degradará o desempenho prático.

[0006] Consequentemente, um objetivo da presente invenção é reduzir de forma adequada o ruído aerodinâmico emitido a partir de um dispositivo de alta sustentação, sem aumentar substancialmente o peso de uma fuselagem e sem degradar o desempenho prático.

Solução Para o Problema

[0007] De acordo com a presente invenção, é fornecido um dispositivo de alta sustentação de um veículo aéreo, sendo que o dispositivo de alta sustentação compreende: um corpo de flape que é fornecido em uma porção traseira de uma asa principal que gera uma sustentação para o veículo aéreo de modo que o corpo de flape seja implantado em relação à asa principal e armazenado na asa principal e se estenda (seja prolongado) ao longo de uma direção de envergadura da asa principal; e uma seção de aumento de vão fornecida em uma porção de extremidade do corpo de flape em uma direção do corpo de flape que se estende, para aumentar um vão entre a porção traseira da asa principal e uma porção frontal do corpo de flape em um estado no qual o corpo de flape é implantado.

[0008] Uma porção de bordo de ataque da porção de extremidade do corpo de flape na direção de extensão pode estar situada na parte de trás em relação a uma porção de bordo de ataque de uma porção (porção restante) do corpo de flape do qual a porção é diferente da porção de extremidade, uma dimensão na direção da corda da porção de extremidade na direção de extensão pode ser estabelecida menor que uma dimensão na direção da corda de uma porção nas proximidades da porção de extremidade na direção de extensão, e a seção de aumento de vão pode ser formada por um vão formado para frente em relação à porção de bordo de ataque da porção de extremidade do corpo de flape na direção de extensão.

[0009] A porção de bordo de ataque da porção de extremidade do corpo de flape na direção de extensão pode ter um formato no qual uma porção superior do mesmo é rebaixada em relação à porção de bordo de ataque da porção do corpo de flape cuja porção é diferente da porção de extremidade para formar um recesso, e a seção de aumento de vão pode ser formada pelo recesso.

[0010] Quando uma dimensão na direção da corda de uma porção do corpo de flape, cuja porção está nas proximidades da porção de extremidade na direção de extensão, é L, uma dimensão na direção de envergadura da seção de aumento de vão em um caso em que a seção de aumento de vão é vista a partir de uma direção perpendicular a uma superfície principal do corpo de flape, pode ser igual ou menos que 100% da dimensão L, e uma dimensão na direção da corda da seção de aumento de vão em um caso em que a seção de aumento de vão é vista a partir da direção perpendicular à superfície principal do corpo de flape, pode ser igual ou menos que 30% da dimensão L.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0011] Em concordância com a presente invenção, torna-se possível reduzir de forma adequada o ruído aerodinâmico emitido a partir de um dispositivo de alta sustentação sem aumentar substancialmente o peso de uma fuselagem e degradar o desempenho prático.

Breve Descrição dos Desenhos

[0012] A Figura 1 é uma vista em perspectiva que mostra a configuração esquemática de um dispositivo de alta sustentação de um veículo aéreo da presente invenção.

[0013] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de alta sustentação de acordo com um exemplo da técnica anterior.

[0014] A Figura 3 é uma vista em planta e uma vista lateral da perspectiva de uma extremidade da ponta, que mostra a aparência externa da configuração de um corpo de flape do dispositivo de alta sustentação de acordo com a Modalidade 1.

[0015] A Figura 4 é uma vista que mostra o dispositivo de alta sustentação de acordo com a Modalidade 1, e que mostra o corte transversal de um corpo de flape obtido na direção das setas IV-IV da Figura 3.

[0016] A Figura 5 é uma vista que mostra o dispositivo de alta sustentação de acordo com a Modalidade 1, e que mostra o corte transversal de um corpo de flape obtido na direção das setas V-V da Figura 3.

[0017] A Figura 6 é uma vista em planta que mostra exemplos modificados da Modalidade 1.

[0018] A Figura 7 é uma vista em planta e uma vista lateral da perspectiva de uma extremidade da ponta, que mostra a aparência externa da configuração de um corpo de flape de um dispositivo de alta sustentação de acordo com a Modalidade 2.

[0019] A Figura 8 é uma vista que mostra o dispositivo de alta sustentação de acordo com a Modalidade 2, e que mostra o corte transversal do corpo de flape obtido na direção das setas VIII-VIII da Figura 7.

[0020] A Figura 9 é uma vista em planta de um corpo de flape e uma vista lateral ampliada de uma porção do corpo de flape cuja porção está nas proximidades de sua porção de bordo de ataque, de acordo com exemplos modificados da Modalidade 2.

[0021] A Figura 10 é uma vista em planta que mostra o corpo de flape com uma porção afunilada e um ângulo de flechamento.

[0022] A Figura 11 é um gráfico que mostra resultados de medições de distribuições de espectro de uma pressão sonora, em relação aos corpos de flape.

[0023] A Figura 12 é um gráfico que mostra níveis de pressão sonora (valores gerais) dos corpos de flape dos exemplos modificados 1 a 5 da Modalidade 1.

[0024] A Figura 13 é um gráfico que mostra níveis de pressão sonora (valores gerais) dos corpos de flape dos exemplos modificados 1 a 5 da Modalidade 2.

Descrição de Modalidades

[0025] Em um estado no qual um corpo de flape é implantado em relação a uma asa principal, um vórtice, que rodopia a partir de lado da superfície inferior de uma porção de extremidade da ponta em uma direção da largura (direção de envergadura) que é uma direção do corpo de flape que se estende a um lado da superfície superior do mesmo, é formado nas proximidades da superfície da porção de extremidade da ponta. Considera-se que esse vórtice é uma causa da geração de ruído aerodinâmico. Consequentemente, os presentes inventores idealizaram que o ruído aerodinâmico emitido a partir do dispositivo de alta sustentação pode ser reduzido de forma eficaz através do enfraquecimento da força do vórtice, e desenvolveram um dispositivo de alta sustentação de um veículo aéreo da presente aplicação.

[0026] Doravante no presente documento, as modalidades da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos. Dora- vante, presume-se que uma fuselagem (corpo de veículo aéreo) se estende em uma direção para frente e para trás com seu bico que está em um lado frontal.

[0027] Ao longo dos desenhos, os mesmos componentes, ou correspondentes são identificados pelos mesmos símbolos de referência e não serão descritos repetidamente.

Asa Principal e Dispositivo de Alta Sustentação

[0028] A Figura 1 é uma vista em perspectiva que mostra a configuração esquemática de um dispositivo de alta sustentação 3 de um veículo aéreo da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 1, o veículo aéreo inclui uma fuselagem 1 que se estende na direção para frente e para trás, um par de asas principais direita e esquerda 2 (apenas a asa principal direita é mostrada na Figura 1), e dispositivos de alta sustentação 3. O par de asas principais 2 se estendem para a esquerda e para a direita a partir da fuselagem 1, respectivamente. Cada um dos dispositivos de alta sustentação 3 é montado à porção de bordo de fuga da asa principal 2. Na presente modalidade, o dispo-sitivo de alta sustentação 3 é de um tipo flape com fenda ou de um tipo flape Fowler. O dispositivo de alta sustentação 3 é armazenado ou implantado em relação à asa principal 2. Conforme mostrado na Figura 1, um motor a jato 4 é montado à asa principal 2 do veículo aéreo 1, aerofólios auxiliares 5 são fornecidos em uma porção de bordo de ataque do mesmo, uma asa auxiliar interior 6, uma asa auxiliar exterior 7, e similares são fornecidos em uma porção de bordo de fuga do mesmo.

[0029] O dispositivo de alta sustentação 3 inclui um corpo de flape 11 e mecanismos de ligação 12. O corpo de flape 11 tem um formato de asa que é maior em uma direção de envergadura do que em uma direção da corda. A direção de envergadura do corpo de flape 11 é substancialmente paralela à direção de envergadura da asa principal 2. Os mecanismos de ligação 12 unem a asa principal 2 e o corpo de flape 11 entre si. Um atuador (não mostrado) ativa os mecanismos de ligação 12 para fazer com que o corpo de flape 11 seja armazenado e implantado em relação à asa principal 2.

[0030] Em um estado no qual o corpo de flape 11 é armazenado na asa principal 2, a porção de bordo de ataque do corpo de flape 11 é armazenada para que seja posicionada sob a porção de bordo de fuga da asa principal 2. Por outro lado, a porção de bordo de fuga do corpo de flape 11 é exposta para fora e constitui uma parte da porção de bordo de fuga da asa principal 2. Em um estado no qual o corpo de flape 11 é implantado em relação à asa principal 2, a porção substancialmente inteira do corpo de flape 11 se projeta na parte de trás em relação à asa principal 2 quando vista de cima.

[0031] A Figura 2 é uma vista em perspectiva parcial de um dispositivo de alta sustentação 3' de acordo com um exemplo da técnica anterior, e mostra um estado no qual um corpo de flape 11' é implantado em relação à asa principal 2. Na porção de extremidade da ponta do corpo de flape 11' na direção de envergadura, devido a uma diferença de pressão entre o lado da superfície superior e o lado da superfície inferior, um vórtice (indicado por setas de linha sólida na Figura 2) que rodopia a partir do lado da superfície inferior do corpo de flape 11' ao lado da superfície superior do mesmo através de uma região virada para uma superfície de extremidade lateral é gerado. A posição e força do vórtice mudam com uma passagem de tempo. O vórtice que rodopia interfere na superfície de extremidade lateral ou superfície superior do corpo de flape 11'. A partir disso, pode-se estimar que o ruído aerodinâmico é emitido a partir do dispositivo de alta sustentação 3' no estado no qual o dispositivo de alta sustentação 3' é implantado em relação à asa principal 2.

[0032] Diante do exposto acima, o dispositivo de alta sustentação 3 da presente modalidade é configurada para reduzir uma diferença de pressão entre o lado da superfície superior e o lado da superfície inferior de uma porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11. Especificamente, a porção de extremidade da ponta 11a é dotada de uma seção de aumento de vão para aumentar um vão entre a porção traseira da asa principal 2 e a porção frontal do corpo de flape 3 no estado implantado. Em um modelo de flape normal, o vão é ajustado para otimizar uma sustentação gerada no corpo de flape. Portanto, se esse vão for aumentado para que seja maior do que a dimensão ajustada, o fluxo de ar é separado localmente da superfície superior e uma pressão aumenta no lado da superfície superior da porção de extremidade da ponta 11a. Como resultado, a diferença de pressão entre o lado da superfície superior e o lado da superfície inferior da porção de extremidade da ponta 11a diminui, o vórtice que rodopia a partir do lado da superfície inferior ao lado da superfície superior através da região virada para a superfície de extremidade lateral é enfraquecido, e assim, o ruído aerodinâmico é reduzido. Doravante, o exemplo específico do dispositivo de alta sustentação 3 que inclui a seção de aumento de vão descrita acima será descrito.

Modalidade 1: Forma de Bordo de Ataque Encurtada

[0033] A Figura 3 é uma vista em planta e uma vista lateral a partir da perspectiva de uma extremidade da ponta, que mostra a aparência externa da configuração do corpo de flape 11 do dispositivo de alta sustentação 3 de acordo com a Modalidade 1. O corpo de flape 11 da Figura 3 inteiramente tem um formato retangular que é prolongado na direção para a direita e para a esquerda (direção de envergadura) quando visto de cima. A porção de extremidade da ponta 11a na direção de envergadura é dotada de uma seção de aumento de vão 20 formada pelo seu comprimento da corda. Mais especificamente, uma porção de bordo de ataque (doravante será citada como "porção de bordo de ataque da extremidade da ponta") 21 da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11 é situada na parte de trás em relação a uma porção de bordo de ataque (doravante será citada como "porção de bordo de ataque do corpo") 12 da porção restante (porção diferente da porção de extremidade da ponta 11a). Além disso, a porção de extremidade da ponta 11a é menor em dimensão na direção da corda do que uma porção nas proximidades da porção de extremidade da ponta 11a. A seção de aumento de vão 20 acima é formada por um espaço 22 formado para frente em relação à porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21.

[0034] Em outras palavras, o espaço 22 que forma a seção de aumento de vão 20 é definido por uma superfície da extremidade frontal 22a da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 e uma superfície da extremidade da ponta 22b da porção restante. Na presente modalidade, uma porção de bordo de fuga 11b do corpo de flape 11 é contínua sem uma diferença de dimensão por toda a envergadura (porção de bordo de fuga alinhada). Portanto, por conta de uma diferença de posições entre as porções de bordo de ataque 21, 12, a porção de extremidade da ponta 11a é mais curta em comprimento da corda do que a porção restante.

[0035] O formato em corte transversal (formato do corte transversal perpendicular à direção de envergadura) da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11 pode ser um formato em corte transversal no qual um contorno no lado da superfície superior e um contorno no lado da superfície inferior são conectados entre si na porção de bordo de ataque com um contorno curvado. Na presente modalidade, o formato em corte transversal da porção de extremidade da ponta 11a é de modo que a porção de bordo de ataque tenha um formato em arco circular com um diâmetro grande, sua espessura diminui em direção à porção de bordo de fuga, e assim, a porção de extremi- dade da ponta 11a é curvada para se projetar para cima como um todo (consultar vista lateral da Figura 3).

[0036] A Figura 4 é uma vista que mostra o dispositivo de alta sustentação 3 de acordo com a Modalidade 1. A Figura 4 é uma vista em corte transversal da asa principal 2 e é uma vista em corte transversal do corpo de flape 11 obtida na direção das setas IV-IV da Figura 3. A Figura 4 mostra o estado no qual o corpo de flape 11 é implantado em relação à asa principal 2.

[0037] Inicialmente, o fluxo de ar que viaja através de um espaço acima da porção de bordo de ataque do corpo 12 do corpo de flape 11 no estado implantado será descrito (consultar seta de linha sólida na Figura 4).

[0038] No estado no qual o corpo de flape 11 é implantado, a porção de bordo de ataque do corpo 12 é situada na frente em relação à porção de bordo de fuga 2a (porção de bordo de fuga de uma porção que armazena o corpo de flape 11) da asa principal 2 na direção da corda. Mais especificamente, a extremidade frontal da porção de bordo de ataque do corpo 12 é situada horizontalmente na frente em relação à extremidade traseira da porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2, e a porção frontal do corpo de flape 11 e a porção traseira da asa principal 2 se sobrepõem entre si por uma dimensão especificada. Um vão com uma dimensão especificada é formado entre a superfície superior da porção de bordo de ataque do corpo 12 e a superfície inferior da porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2. Nessa configuração, um vão relativamente estreito S1 é formado entre a porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2 e a porção de bordo de ataque do corpo 12 do corpo de flape 11.

[0039] Na presente modalidade, por exemplo, a dimensão especificada da porção frontal do corpo de flape 11 e a porção traseira da asa principal 2 que se sobrepõem entre si é medida na condição de que a corda (segmento de linha que conecta o bordo de ataque ao bordo de fuga) da asa principal 2 é uma referência. A dimensão do vão acima é medida na condição de que uma distância mais curta entre a porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2 e a superfície da porção de bordo de ataque do corpo 12 é uma referência.

[0040] Portanto, quando o corpo de flape 11 é implantado na hora, por exemplo, da aterrissagem, o ar que flui ao longo da superfície inferior da asa principal 2 viaja através do vão S1 e forma fluxo de ar que viaja ao longo da superfície superior do corpo de flape 11 (consultar seta de linha sólida na Figura 4). O fluxo de ar que viaja acima da porção de bordo de ataque do corpo 12 tem velocidade alta porque viaja através do vão S1 formado por um vão relativamente estreito. Além disso, já que a porção de bordo de ataque do corpo 12 e a porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2 se sobrepõem entre si, a direção na qual o fluxo de ar viaja através do vão S1 é ao longo da superfície superior do corpo de flape 11. Por essa razão, na superfície superior do corpo de flape 11, o fluxo de ar que viaja ao longo da superfície do flape é gerado, e a separação do fluxo de ar é reprimida. Assim, em uma porção do corpo de flape 11 cuja porção é diferente da porção de extremidade da ponta 11a, uma suspensão grande é gerada devido ao vão ajustado adequadamente.

[0041] A seguir, o fluxo de ar que viaja acima da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 do corpo de flape 11 será descrito com referência à Figura 5. A Figura 5 é uma vista que mostra o dispositivo de alta sustentação 3 de acordo com a Modalidade 1. A Figura 5 é uma vista em corte transversal da asa principal 2 e é uma vista em corte transversal (vista em corte transversal da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11) do corpo de flape 11 obtida na direção das setas V-V da Figura 3. No lado superior da Figura 5, o estado no qual o corpo de flape 11 é implantado em relação à asa principal 2, é mostrado, enquanto no lado inferior da Figura 5, o estado no qual o corpo de flape 11 é armazenado na asa principal 2, é mostrado. Uma linha quebrada indica o contorno da porção de bordo de ataque do corpo 12.

[0042] No estado no qual o corpo de flape 11 é implantado, a porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 se adapta à porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2 ou é situada na parte de trás em relação à porção de bordo de fuga 2a na direção da corda. Mais especificamente, a extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 é situada na parte de trás por uma dimensão que corresponde ao espaço 22. Portanto, a extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 se adapta à extremidade traseira da porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2 ou é situada na parte de trás em relação à extremidade traseira da porção de bordo de fuga 2a na direção da corda, e a porção frontal do corpo de flape 11 e a porção traseira da asa principal 2 não se sobrepõem entre si. Já que a porção frontal do corpo de flape 11 e a porção traseira da asa principal 2 não se sobrepõem entre si, é formado um grande vão entre a superfície superior da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 e a superfície inferior da porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2. Portanto, um vão relativamente amplo S2 é formado entre a porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 e a porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2.

[0043] Quando o corpo de flape 11 for implantado na hora de, por exemplo, aterrissagem, o ar que flui ao longo da superfície inferior da asa principal 2 viaja através do vão S2 e forma fluxo de ar em direção à superfície superior do corpo de flape 11 (consultar seta de linha sólida na Figura 5). Esse fluxo de ar viaja através do vão relativamente amplo S2 e, portanto, sua velocidade de fluxo é mais baixa do que em um caso em que o fluxo de ar viaja através do vão S1. Além disso, já que não há porção de sobreposta entre a porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 do corpo de flape 11 e a porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2, a ação para direcionar o fluxo de ar que viajou através do vão S2, ao longo da superfície superior do corpo de flape 11, é reduzida. Por conta desses efeitos, na superfície superior da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11, o fluxo de ar é separado localmente e uma diminuição de pressão é reprimida. Por conta disso, na porção de extremidade da ponta 11a, a diferença de pressão entre o lado da superfície superior e o lado da superfície inferior se torna pequena e, logo, a força do vórtice é reduzida. Como resultado, o ruído aerodinâmico pode ser reduzido.

[0044] Conforme descrito acima, já que o corpo de flape 11 tem um formato no qual um vão é feito diferente entre a porção de extremidade da ponta 11a e a porção restante (porção diferente da porção de extremidade da ponta 11a), a diferença de pressão entre o lado da superfície inferior e o lado da superfície superior pode ser diferente entre essas porções. Na porção do corpo de flape 11 que é diferente da porção de extremidade da ponta 11a, o vão é ajustado para aumentar uma sustentação de forma que uma sustentação possa ser aumentada de forma eficaz, que é um intuito do dispositivo de alta sustentação. Em contraste, na porção de extremidade da ponta 11a, o vão é aumentado para que seja maior do que o da porção que é diferente da porção de extremidade da ponta 11a de forma que um vórtice que rodopia na porção de extremidade com ponta 11a que é uma fonte de ruído possa ser enfraquecido. Isso torna possível reduzir o ruído de forma eficaz, enquanto suprime os efeitos no desempenho aerodinâmico durante a decolagem e a aterrissagem.

[0045] Nas Figs. 4 e 5, o símbolo de referência 13a indica um membro de vedação que entra em contato com a extremidade frontal da porção de bordo de ataque do corpo 12 quando o corpo de flape 11 estiver armazenado em um espaço de armazenamento 2b, e o símbolo de referência 13b indica um membro de vedação que entra em contato com a extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade com ponta 21 quando o corpo de flape 11 estiver armazenado em um espaço de armazenamento 2b. No caso de uso do corpo de flape 11 que tem a seção de aumento de vão descrita acima 20, uma porção da superfície inferior da asa principal 2, que corresponde à porção de bordo de ataque da extremidade com ponta 21 do corpo de flape 11, pode ser recuada à localização do membro de vedação 13b. Assim, o contorno da asa inteira no estado no qual o corpo de flape 11 é armazenado no espaço 2b é o mesmo que o da asa inteira que não é dotada da seção de aumento de vão 20. Portanto, a característica aerodinâmica da asa não é afetada durante a pilotagem.

[0046] A Figura 6 é uma vista em planta que mostra exemplos modificados da Modalidade 1. Para a seção de aumento de vão 20 da presente modalidade, uma dimensão na direção de envergadura L1 do espaço 22 (isto é, comprimento da porção de bordo de ataque da extremidade com ponta 21 na direção de envergadura), uma dimensão na direção da corda L2 do espaço 22 (isto é, dimensão de uma diferença na direção da corda entre a porção de bordo de ataque da extremidade com ponta 21 e a porção de bordo de ataque do corpo 12), e a localização da seção de aumento de vão 20 pode ser estabelecida em vários valores.

[0047] Especificamente, na seção de aumento de vão 20 do Exemplo Modificado 1 da Figura 6, a dimensão na direção de envergadura L1 do espaço 22 é estabelecida em cerca de 50% do comprimento da corda L que é mais próximo à porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11 e a dimensão na direção da corda L2 do espaço 22 é estabelecida em cerca de 10% do comprimento da corda L. Esse espaço 22 é aberto em sua extremidade da ponta.

[0048] Na seção de aumento de vão 20 do Exemplo Modificado 2, a dimensão na direção de envergadura L1 do espaço 22 é estabelecida igual àquela do Exemplo Modificado 1, e a dimensão na direção da corda L2 do espaço 22 é estabelecida em cerca de 67% daquela do Exemplo Modificado 1 (cerca de 7% do comprimento da corda L). Esse espaço 22 é aberto também em sua extremidade da ponta.

[0049] Na seção de aumento de vão 20 do Exemplo Modificado 3, a dimensão na direção de envergadura L1 do espaço 22 é estabelecida igual àquela do Exemplo Modificado 1, e a dimensão na direção da corda L2 do espaço 22 é estabelecida em cerca de 33% daquela do Exemplo Modificado 1 (cerca de 3% do comprimento da corda L). Esse espaço 22 é aberto também em sua extremidade da ponta.

[0050] Na seção de aumento de vão 20 do Exemplo Modificado 4, a dimensão na direção de envergadura L1 do espaço 22 é estabelecida em cerca de 25% daquela do Exemplo Modificado 1 (cerca de 12,5% do comprimento da corda L), e a dimensão na direção da corda L2 do espaço 22 é igual àquela do Exemplo Modificado 1. Esse espaço 22 é aberto também em sua extremidade da ponta.

[0051] Na seção de aumento de vão 20 do Exemplo Modificado 5, a dimensão na direção de envergadura L1 do espaço 22 é estabelecida em cerca de 37,5% do comprimento da corda L, e a dimensão na direção da corda L2 do espaço 22 é estabelecida em cerca de 10% do comprimento da corda L. Esse espaço 22 é posicionado mais perto de uma porção de extremidade de base do que a superfície de extremidade da porção de extremidade da ponta 11a. Portanto, o lado da extremidade da ponta é fechado. Especificamente, esse espaço 22 é posicionado de modo que o espaço 22 seja desviado para mais perto da extremidade de base a partir da superfície de extremidade da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11, por uma distância de cerca de 12,5% do comprimento da corda L.

[0052] Com as estruturas desses exemplos modificados, uma diminuição de pressão na superfície superior da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11, pode ser reprimida. Isso reduz a diferença de pressão entre o lado da superfície inferior e o lado da superfície superior da porção de extremidade da ponta 11a. Portanto, torna-se possível mitigar a força do vórtice, ou reprimir a geração do vórtice. Como resultado, o ruído aerodinâmico pode ser reduzido. Quando uma sustentação exigida para o corpo de flape 11 é levada em consideração, a dimensão na direção de envergadura L1 do espaço 22 é mais preferencialmente estabelecida em 100% ou menos do comprimento da corda L de uma porção nas proximidades do espaço 22, e a dimensão na direção da corda L2 do espaço 22 é mais prefe-rencialmente estabelecida em 30% ou menos do comprimento da corda L.

Modalidade 2: Superfície Superior de Bordo de Ataque Cortada

[0053] A Figura 7 é uma vista em planta e uma vista lateral a partir da perspectiva de uma extremidade da ponta, que mostra a aparência externa da configuração do corpo de flape 11 do dispositivo de alta sustentação 3 de acordo com a Modalidade 2. Como na Modalidade 1, o corpo de flape 11 da Figura 7 inteiramente tem um formato retangular que é prolongado na direção para a direita e para a esquerda (direção de envergadura) quando visto de cima. A porção de extremidade da ponta 11a na direção de envergadura é dotada de uma seção de aumento de vão 30 formada pelo rebaixamento de uma parte de sua porção superior.

[0054] Mais especificamente, um recesso 31 é formado na parte superior da porção de bordo de ataque (porção de bordo de ataque da extremidade da ponta) 21 da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11 de modo que o recesso 31 tenha uma superfície superior 31a que é rebaixada em relação à superfície superior 12a da porção de bordo de ataque (porção de bordo de ataque do corpo) 12 da porção restante (porção diferente da porção de extremidade da ponta 11a). Esse recesso 31 tem um formato substancialmente retangular quando visto de cima, no qual tem uma dimensão predeterminada L3 (preferencialmente, dimensão que é igual ou menor do que 100% do comprimento da corda L) na direção de envergadura e uma dimensão predeterminada L4 a partir da extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 (consultar vista em planta da Figura 7). A seção de aumento de vão 30 acima é formada por um espaço 32 formado acima da superfície superior 31a do recesso 31.

[0055] Já que o recesso 31 é formado na parte superior da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21, a espessura da extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 é menor que a espessura da extremidade frontal da porção de bordo de ataque do corpo restante 12.

[0056] A Figura 8 é uma vista que mostra o dispositivo de alta sustentação 3 de acordo com a Modalidade 2. A Figura 8 é uma vista em corte transversal da asa principal 2 e é uma vista em corte transversal do corpo de flape 11 obtida na direção das setas VIII-VIII da Figura 7 (vista em corte transversal da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11). No lado superior da Figura 8, o estado no qual o corpo de flape 11 é implantado em relação à asa principal 2, é mostrado, enquanto no lado inferior da Figura 8, o estado no qual o corpo de flape 11 é armazenado na asa principal 2, é mostrado. Uma linha quebrada indica o contorno da porção de bordo de ataque do corpo 12.

[0057] No dispositivo de alta sustentação 3 da presente modalidade, o fluxo de ar viaja acima da porção de bordo de ataque do corpo 12, da mesma maneira que aquele descrito com referência à Figura 4 na Modalidade 1. Na presente modalidade, o fluxo de ar que viaja aci- ma da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 do corpo de flape 11 será descrito. Por conta da presença do recesso 31, um vão que é maior do que o vão da porção de bordo de ataque do corpo 12, é formado entre a superfície superior 31a (superfície superior do recesso 31) da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 e a superfície inferior da porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2. Assim, um vão relativamente amplo S3 é formado entre a porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 e a porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2.

[0058] Portanto, quando o corpo de flape 11 estiver implantado na hora de, por exemplo, aterrissagem, o ar que flui ao longo da superfície inferior da asa principal 2 viaja através do vão S3 e forma fluxo de ar que viaja em direção à superfície superior do corpo de flape 11 (consultar seta de linha sólida na Figura 8). Esse fluxo de ar viaja através do vão relativamente amplo S3, e portanto a velocidade de fluxo desse fluxo de ar é mais baixa do que aquela do fluxo de ar que viaja através do vão S1 (consultar Figura 4). Além disso, o recesso 31 mitiga a ação para direcionar o fluxo de ar ao longo da superfície superior do corpo de flape 11. Devido a esses efeitos, o fluxo de ar é separado localmente e uma diminuição de pressão é reprimida, na superfície superior da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11. Portanto, na porção de extremidade da ponta 11a, a diferença de pressão entre o lado da superfície superior e o lado da superfície inferior se torna pequena e, logo, a força do vórtice é reduzida. Como resultado, o ruído aerodinâmico pode ser reduzido.

[0059] No caso de uso do corpo de flape 11 da presente modalidade, no estado no qual o corpo de flape 11 é armazenado no espaço 2b da asa principal 2, o contorno da asa inteira é o mesmo que o da asa inteira que não é dotada da seção de aumento de vão 30. Portanto, no caso de uso do corpo de flape 11 que tem a configuração acima, a ca- racterística aerodinâmica da asa não é afetada durante a pilotagem.

[0060] A Figura 9 é uma vista em planta do corpo de flape 11 e uma vista lateral ampliada de uma porção do corpo de flape 11 cuja porção está nas proximidades de seu bordo de ataque, de acordo com os exemplos modificados da Modalidade 2. Para a seção de aumento de vão 30 de acordo com a presente modalidade, a dimensão na direção de envergadura L3 do recesso 31 (isto é, dimensão na direção de envergadura do espaço 32), a dimensão na direção da corda L4 do recesso 31 (isto é, dimensão na direção da corda do espaço 32), e a localização da seção de aumento de vão 30 podem ser estabelecidas em vários valores.

[0061] Especificamente, na seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 1 da Figura 9, a dimensão na direção de envergadura L3 do recesso 31 é estabelecida em cerca de 50% do comprimento da corda L que é mais próximo à porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11 e a dimensão na direção da corda L4 do recesso 31 é estabelecida em cerca de 14% do comprimento da corda L. O espaço 32 formado pelo recesso 31 é aberto em sua extremidade da ponta.

[0062] Especificamente, na seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 2, a dimensão na direção de envergadura L3 do recesso 31 é igual àquela do Exemplo Modificado 1 e a dimensão na direção da corda L4 do recesso 31 é estabelecida em cerca de 50% daquela do Exemplo Modificado 1 (cerca de 7% do comprimento da corda L). O espaço 32 formado pelo recesso 31 é aberto também em sua extremidade da ponta.

[0063] Na seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 3, a dimensão L3 e a dimensão L4 do recesso 31 são iguais àquelas do Exemplo Modificado 1, e a profundidade do recesso 31 é diferente daquela do Exemplo Modificado 1. Especificamente, a profundidade do recesso 31 é menor na seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 3 do que na seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 1. Em particular, a seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 3 é configurada de modo que a dimensão de uma porção do recesso 31 que é nas proximidades da extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21, seja substancialmente igual àquela do Exemplo Modificado 1, e a profundidade da porção traseira do recesso 31 seja menor que aquela do Exemplo Modificado 1.

[0064] Na seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 4, a dimensão na direção de envergadura L3 do recesso 31 é estabelecida em cerca de 25% daquela do Exemplo Modificado 1 (cerca de 12,5% do comprimento da corda L), e a dimensão na direção da corda L4 do recesso 31 é igual àquela do Exemplo Modificado 1. O espaço 32 formado pelo recesso 31 é aberto também em sua extremidade da ponta.

[0065] Na seção de aumento de vão 30 do Exemplo Modificado 5, a dimensão na direção de envergadura L3 do recesso 31 é estabelecida em cerca de 75% daquela do Exemplo Modificado 1 (cerca de 37,5% do comprimento da corda L), e a dimensão na direção da corda L4 do recesso 31 é igual àquela do Exemplo Modificado 1. Ademais, o recesso 31 do Exemplo Modificado 5 é posicionado para que esteja mais perto da porção de extremidade de base do que a superfície de extremidade da porção de extremidade da ponta 11a estiver. Portanto, o espaço 32 formado pelo recesso 31 é fechado no lado da extremidade da ponta. Especificamente, esse recesso 31 é posicionado para que seja desviado para mais perto da extremidade de base a partir da superfície de extremidade da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11, por uma distância de cerca de 12,5% do comprimento da corda L.

[0066] Com as estruturas desses exemplos modificados, uma diminuição de pressão na superfície superior da porção de extremidade da ponta 11a do corpo de flape 11 pode ser reprimida. Isso reduz a diferença de pressão entre o lado da superfície inferior e o lado da superfície superior da porção de extremidade da ponta 11a. Portanto, torna-se possível mitigar a força do vórtice, ou reprimir a geração do vórtice. Como resultado, o ruído aerodinâmico pode ser reduzido. Quando uma sustentação exigida para o corpo de flape 11 é levada em consideração, a dimensão na direção de envergadura L1 do recesso 31 é mais preferencialmente estabelecida em 100% ou menos do comprimento da corda L de uma porção nas proximidades do espaço 32, e a dimensão na direção da corda L4 do recesso 31 é mais preferencialmente estabelecida em 30% ou menos do comprimento da corda L.

[0067] Apesar de na Modalidade 1 a linha da extremidade frontal da porção de bordo de ataque do corpo 12 e a linha da extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 serem substancialmente paralelas entre si, a presente invenção não é limitada a isso. Por exemplo, a linha da extremidade frontal da porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 pode estar inclinada em relação à linha da extremidade frontal da porção de bordo de ataque do corpo 12. Apesar de na Modalidade 2 a linha da extremidade frontal da porção de bordo de ataque do corpo 12 e a linha da extremidade traseira do recesso 31 serem substancialmente paralelas entre si, a presente invenção não é limitada a isso. Por exemplo, a linha da extremidade traseira do recesso 31 pode estar inclinada em relação à linha da extremidade frontal da porção de bordo de ataque do corpo 12.

[0068] A Figura 10 é uma vista em planta que mostra o corpo de flape com uma porção afunilada e um ângulo de flechamento, como um exemplo do corpo de flape 11. Conforme mostrado na Figura 10, o formato plano do corpo de flape 11 é geralmente uma asa afunilada ou uma asa em flecha (formato de asa com um ângulo de flechamento). A asa afunilada refere-se a uma asa cujo comprimento da corda (ponta C) da extremidade da ponta da asa é mais curta do que o comprimento da corda (raiz C) da raiz da asa. A asa em flecha refere-se a uma asa cuja posição da extremidade da ponta da asa é desviada na parte de trás em relação à posição da raiz da asa. Mesmo quando a presente invenção for aplicada à asa afunilada ou à asa em flecha, as vantagens semelhantes àquelas das modalidades acima podem ser alcançadas. Especificamente, a porção de bordo de ataque da porção de extremidade da ponta da asa afunilada ou da asa em flecha é dotada da seção de aumento de vão formada pelo bordo de ataque encurtado (Modalidade 1) ou pela superfície superior do bordo de ataque cortada (Modalidade 2). Assim, torna-se possível reduzir o ruído de forma eficaz enquanto reduz os efeitos do desempenho aerodinâmico durante a decolagem e a aterrissagem.

[0069] Em suma, é suficiente que a diferença de pressão entre a superfície superior e a superfície inferior do corpo de flape 11 possa ser reduzida através da separação da superfície superior do fluxo de ar que viaja no lado da superfície superior do corpo de flape 11. Para que isso seja alcançado, o corpo de flape 11 pode ser configurado para ter a seção de aumento de vão para aumentar o vão entre a porção de bordo de fuga 2a da asa principal 2 e a porção de bordo de ataque da extremidade da ponta 21 do corpo de flape 11 de modo que esse vão seja maior do que o vão S1 que corresponde à porção de bordo de ataque do corpo 12 do corpo de flape 11.

[0070] A Figura 11 é um gráfico que mostra resultados de medições de distribuições de espectro (isto é, características de frequência) de uma pressão sonora através de teste de túnel de vento, para os corpos de flape com três tipos de formatos. A Figura 11 mostra o corpo de flape (na Figura 11, básico) que não é dotado da seção de aumento de vão, o corpo de flape do Exemplo Modificado 1 da Modalidade 1, e o corpo de flape do Exemplo Modificado 1 da Modalidade 2. Deve-se notar que o nível de pressão sonora em um eixo geométrico vertical é obtido através da compensação do nível de pressão sonora na característica A, enquanto a frequência em um eixo geométrico horizontal é obtida através da compensação da frequência que assume um tamanho de aeronave real em particular.

[0071] Conforme pode ser visto a partir da Figura 11, o nível de pressão sonora é mais baixo nos corpos de flape da Modalidade 1 e Modalidade 2 do que o corpo de flape com o formato básico. Em particular, pode ser visto que nos corpos de flape da Modalidade 1 e da Modalidade 2, o nível de pressão sonora é reduzido nas proximidades de 800 Hz cujos efeitos no ruído são altos.

[0072] A Figura 12 é um gráfico que mostra níveis de pressão sonora (valores gerais) dos corpos de flape dos exemplos modificados 1 a 5 da Modalidade 1. A Figura 13 é um gráfico que mostra níveis de pressão sonora (valores gerais) dos corpos de flape dos exemplos modificados 1 a 5 da Modalidade 2. Cada um desses valores indica uma quantidade de mudanças em relação ao nível de pressão sonora (valor geral) do corpo de flape com o formato base, e é calculado com base nos valores de medição pelo teste de túnel de vento.

[0073] Conforme descrito acima, em concordância com o dispositivo de alta sustentação do veículo aéreo da presente invenção, o ruído pode ser reduzido significativamente meramente através da mudança do formato de uma porção (porção muito pequena em relação à área inteira do corpo de flape) do corpo de flape. Especificamente, o formato da porção de extremidade do corpo de flape na direção de envergadura (direção de extensão) é mudado, e apenas a porção de bordo de ataque da porção de extremidade é mudada. Por conta disso, torna-se possível reduzir o ruído de forma eficaz enquanto diminui os efeitos no desempenho aerodinâmico durante a decolagem e a aterrissagem.

[0074] Além disso, longarinas, que são membros estruturais se estendem na direção de envergadura dentro do corpo de flape. Já que apenas o formato da porção de bordo de ataque da porção de extremidade é mudado conforme descrito acima, o feitio das longarinas não é afetado. Isso elimina uma necessidade de mudar o feitio das longari- nas no corpo de flape existente. Além disso, torna-se possível evitar uma situação na qual as longarinas descontinuam nas proximidades da porção de extremidade da ponta 11a, ou longarinas separadas são fornecidas na porção de extremidade da ponta 11a, e como resultado, o peso aumenta.

[0075] Ademais, no dispositivo de alta sustentação da presente invenção, a seção de aumento de vão para realizar a redução do ruído tem um formato muito simples, e não tem um mecanismo complexo e um formato complexo. Portanto, um aumento no peso não ocorre e a manutenção pode ser executada facilmente. Além disso, conforme descrito acima, o formato que é semelhante ao formato convencional de asa pode ser realizado no estado no qual o corpo de flape é armazenado na asa principal. Portanto, as características aerodinâmicas não são afetadas durante a pilotagem.

[0076] Conforme descrito acima, o dispositivo de alta sustentação da presente invenção tem a capacidade de reduzir significativamente o ruído enquanto diminui os efeitos nas características aerodinâmicas da asa inteira, tem modelo, fabricação e manutenção aprimorados, e é altamente prático.

Aplicabilidade Industrial

[0077] A presente invenção tem vantagens que tornam possível reduzir de forma adequada o ruído aerodinâmico emitido a partir de um dispositivo de alta sustentação sem aumentar substancialmente o peso de uma fuselagem e degradar o desempenho prático, e é aplicada de forma eficaz a um veículo aéreo que inclui o dispositivo de alta sustentação.LISTAGEM DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS1 fuselagem2 asa principal3 dispositivo de alta sustentação11 corpo de flape12 porção de bordo de ataque do corpo20 seção de aumento de vão21 porção de bordo de ataque da extremidade da ponta22 espaço30 seção de aumento de vão31 recesso32 espaço

Claims

1. Aeronave compreendendo uma asa principal com um dispositivo de elevação, o dispositivo de elevação compreendendo:um corpo de flape (11) que é fornecido em uma porção traseira (2) de uma asa principal do aeronave de modo que o corpo de flape (11) seja implantado em relação à asa principal e armazenado na asa principal e se estenda ao longo de uma direção de envergadura da asa principal;em que o corpo de flape (11) inclui uma porção de extremidade de ponta (11a) que é uma porção de extremidade que se estende em uma direção do corpo de flape (11), e uma porção do corpo que é diferente da porção de extremidade de ponta (11a); euma seção de aumento de vão (20) fornecida na frente de uma porção de bordo de ataque (21) da porção de extremidade de ponta, a porção de borda de ataque da porção de extremidade de ponta sendo localizada para trás em relação a uma porção de borda de ataque (12) da porção de corpo e uma dimensão de direção de corda da porção de extremidade de ponta sendo ajustada menor que uma dimensão de direção da acorda da porção de corpo, para aumentar um vão entre a porção traseira (2) da asa principal e uma porção frontal do corpo de flape (11) em um estado em que o corpo de flape (11) é implantado,caracterizado pelo fato de queuma porção frontal da porção do corpo se sobrepõe a uma porção de bordo de fuga (2a) da asa principal e uma porção frontal da porção de extremidade de ponta não se sobrepõe à asa principal, em um estado no qual o corpo de flape (11) é implantado.

2. Aeronave compreendendo uma asa principal com um dispositivo de elevação, o dispositivo de elevação compreendendo:um corpo de flape (11) que é fornecido em uma porção traseira (2) de uma asa principal do aeronave de modo que o corpo de flape (11) seja implantado em relação à asa principal e armazenado na asa principal e se estenda ao longo de uma direção de envergadura da asa principal;em que o corpo de flape (11) inclui uma porção de extremidade de ponta (11a) que é uma porção de extremidade que se estende em uma direção do corpo de flape (11), e uma porção do corpo que é diferente da porção de extremidade de ponta (11a);caracterizado pelo fato de queuma porção de bordo de ataque (21) da porção de extremidade de ponta tem uma forma em que uma porção superior da mesma é deprimida em relação a uma porção de borda de ataque (12) da porção de corpo para formar um recesso (31),em que uma espessura da porção de bordo de ataque (21) da porção de extremidade de ponta é ajustada menor que uma espessura da porção de bordo de ataque (12) da porção de corpo, o recesso (31) tem uma superfície superior (31a) que é deprimido em relação a uma superfície superior (12a) da porção de bordo de ataque (12) da porção do corpo, um espaço (32) formado acima da superfície superior (31a) do recesso (31) constitui uma seção de aumento de vão (30) para aumentar um vão entre a porção traseira da asa principal e uma porção frontal do corpo de flape em um estado no qual o corpo de flape está implantado e uma porção de extremidade da seção de aumento de vão (30) na direção de extensão do corpo de flape está aberto.

3. Aeronave, de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que, quando uma dimensão na direção da corda de uma porção do corpo de flape (11) cuja porção estiver nas proximidades da porção de extremidade na direção de extensão for L, uma dimensão na direção de envergadura (L1,L3) da seção de aumento de vão (20, 30), em um caso em que a seção de aumento de vão (20, 30) for vista de uma direção perpendicular a uma superfície principal do corpo de flape (11) será igual ou menor do que 100% da dimensão L, e uma dimensão na direção da corda (L2, L4) da seção de aumento de vão (20) em um caso em que a seção de aumento de vão (20) for vista da direção perpendicular à superfície principal do corpo de flape (11) é igual ou menor do que 30% da dimensão L.