CN101484355B - 用于调节增升襟翼的调节装置以及包括这种调节装置的机翼 - Google Patents

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Abstract

一种用于调节增升襟翼(2；102)的调节装置以及设有该调节装置的机翼，包括至少一个用于操纵襟翼(2；102)的襟翼驱动器(20)并包括多个传动点(3、4、5)，所述传动点将增升襟翼(2；102)以可移动的方式连接至机翼(1)从而借助于拉压元件(7；107)引导襟翼(2；102)，所述襟翼驱动器(20)连接至多个传动点(3、4、5)用以对增升襟翼(2；102)进行调节。根据本发明，至少在一个传动点(4)处设置至少一个补偿元件(10；110)以便补偿由于襟翼(2；102)与主翼(1)之间沿翼弦方向的相对运动而在包括拉压元件(7；107)的传动联杆中所产生的约束力。

Description

用于调节增升襟翼的调节装置以及包括这种调节装置的机翼
技术领域
本发明涉及一种用于调节位于飞行器机翼处的增升襟翼的调节装置，以及涉及一种包括这种调节装置的机翼。
背景技术
在已知的现代客机和运输机的增升系统中，并且尤其是在具有高起飞重量的飞行器的增升系统中，设置在主翼后缘处的增升襟翼通过多个传动点以可移动的方式连接至机翼。为了对襟翼进行操作，采用了包括拉压元件(传动杆)的传动联杆，所述拉压元件例如经由扭转轴连接至通常设置于中心位置的襟翼驱动器。拉压元件与设置于扭转轴的杆臂耦联并且在传动点的区域内通过载荷引导座架与襟翼联接。该方案的缺点在于，在通过两个以上的传动点连接至机翼的增升襟翼中，由于襟翼与主翼之间的相对移动而产生了约束力。
从现有技术中已知，拉压元件附连到主梁上，主梁借助于摆动支架作用在襟翼上。在这点上，其缺点在于，由于摆动支架的原因，作用在襟翼上的法向力与取决于主梁相对位移的驱动力之间可能会产生不期望的力偶。另外，由于所需的部件(主梁、摆动支架、轴承等)以及系统的复杂性，导致这种增升系统具有较大的重量并且具有较高的制造成本和安装成本。
发明内容
本发明的目的是在生产时间和生产劳动强度最小化的情况下，提供一种改进的用于调节增升襟翼的调节装置以及一种设有这种调节装置的机翼，使得能够消除约束力或者使约束力最小化。
所述目的是通过本发明的调节装置来实现。另外，所述目的还通过本发明的机翼来实现。
根据本发明的用于调节位于飞行器机翼处的增升襟翼的调节装置包括至少一个用于操作襟翼和多个传动点的襟翼驱动器，所述传动点将增升襟翼以可移动的方式连接至机翼从而借助于拉压元件来引导襟翼，所述襟翼驱动器连接至多个传动点用以对增升襟翼进行调节。根据本发明，至少一个传动点配有至少一个补偿元件，所述补偿元件用于补偿由于襟翼与主翼之间沿翼弦方向的相对运动所导致的、并且在包括拉压元件的传动联杆中所产生的约束力。由于至少一个补偿元件处于包括拉压元件的传动联杆中，因此消除了襟翼中和传动系中的约束力，从而与通常的现有技术相比，不需要用附加的部件(主梁、摆动支架、轴承等)来对长度的变化进行补偿。因此，消除了襟翼法向力与驱动力之间的相互影响。根据本发明的调节装置以及设有这种调节装置的机翼，具有重量轻、制造简单且节省成本的优点。
优选地，补偿元件设置在位于襟翼与连接至襟翼驱动器的扭转轴之间的包括拉压元件的传动联杆中。
根据本发明的特别优选的实施方式，补偿元件至少为分段弹性的。通过适当地选择弹性补偿元件的刚度，拉压元件可以获得一致的载荷。
根据本发明的实施方式，设置了第一传动点和第二传动点，其中，增升襟翼在第一传动点处沿翼弦方向保持在限定的位置，并且在第二传动点处能够沿翼弦方向移动用以补偿襟翼与主翼之间的相对运动，并且其中，插到包括拉压元件的传动联杆中的补偿元件设置在第二传动点中。
根据本发明的实施方式，增升襟翼通过三个传动点以可移动调节的方式连接至机翼，其中设置了两个第一传动点和一个第二传动点，襟翼在两个第一传动点处沿翼弦方向保持在限定的位置，并且襟翼在第二传动点处能够移动用以补偿襟翼与主翼之间沿翼弦方向的相对运动，并且其中，插到包括拉压元件的传动联杆中的补偿元件设置在第二传动点中。
补偿元件可设置在拉压元件处，或者补偿元件可由拉压元件形成。
补偿元件可设置在拉压元件与襟翼之间。
补偿元件可设置在拉压元件与指定为传动联杆的至少一个杆臂之间。
补偿元件可设置在杆臂处或者由杆臂形成。尤其，杆臂元件可形成为弹性的。
补偿元件可设置在扭转轴与杆臂元件之间。
补偿元件可以是线性弹性的。
补偿元件可以是扭转弹性的。
补偿元件可由至少一个弹簧形成。
补偿元件可包括至少一个弹性体元件。
根据实施方式，在补偿元件处设置至少一个限制器，以限制允许的相对运动。因此，在发生故障的情况下能够确保运行。
根据实施方式，补偿元件具有沿压缩方向大幅递增的刚度。
根据本发明的另一改进，可以设置至少一个阻尼元件用以抑制补偿元件的振动。在这点上，阻尼元件可以被动形成或主动形成。例如，可借助于具有相应弹簧特性的弹簧元件来实现阻尼效应。
根据本发明的又一实施方式，设置至少一个传感器元件用以检测相对运动，尤其是检测在包括拉压元件的传动联杆中的不允许的较大相对运动。
传感器元件可并行地连接至弹性元件。
调节装置可设置在机翼的前缘处。
根据本发明的优选实施方式，增升襟翼设置在飞行器机翼的后缘处。
根据本发明的飞行器机翼设有至少一个该种用于调节增升襟翼的调节装置。
附图说明
下面将基于示意图详细地描述本发明的优选实施方式，附图中，
图1示出了在主翼后缘处具有调节装置的飞行器的立体全视图，该调节装置由中央襟翼驱动器经由扭转轴系来驱动；
图2示出了根据本发明实施方式的调节装置的示意性横截面图；
图3示出了根据本发明另一实施方式的调节装置的示意性横截面图；以及
图4示出了根据本发明实施方式的襟翼调节装置的平面图，该图的目的是用于说明在襟翼处产生的力以及相对运动。
具体实施方式
图1示出了现代客机或运输机的立体图，所述现代客机或运输机在其机翼的主翼前缘处以及主翼后缘处设有增升系统，以便在起飞和着陆期间增加升力。机翼1的后缘处的每一侧上设有多个增升襟翼2，所述增升襟翼经由包括多个扭转轴的扭转轴系30耦联至中央襟翼驱动器20。如图4中示意性地示出，襟翼2在各个传动点3、4、5处以可移动调节的方式连接到机翼1上并且在翼展方向上以及在翼弦方向上得到保持。
图2为示意图，该图示出了通过根据本发明第一实施方式的调节装置的横截面图。增升襟翼(着陆襟翼)102设置在飞行器机翼1的后缘处，在所示的实施方式中，调节装置可通过所谓的凹铰链运动原理(dropped-hinge kinematics)进行操作。在这种凹铰链运动原理或者旋转襟翼的装置中，增升襟翼102在襟翼拱杆116处围绕设置于主翼下方的转动点111旋转。展开来讲，襟翼绕着设置于主翼下方的转动点111在具有圆弧形式的轨道上旋转。在襟翼拱杆116处设置接头122，拉压元件107作用在襟翼拱杆116处，所述襟翼拱杆用来操作襟翼102绕着旋转点111在前述的圆形轨道上进行某种意义上的延伸或收回运动，从而设置了传动点。优选地，设置至少一个第二传动点(未示出)，使得设置于主翼上的增升襟翼102能够借助于两个传动点进行旋转。拉压元件107与图1中所示的扭转轴系30耦联。形成为弹性元件的补偿元件110插到位于扭转轴6与襟翼2之间的包括拉压元件107的传动联杆中，其用于补偿襟翼102与主翼1之间沿翼弦方向的相对运动以及由此所导致的约束力。在图2中所示的实施方式中，补偿元件110设置在拉压元件107与位于襟翼拱杆116处的接头122之间，或者补偿元件110形成拉压元件107的一部分并由弹簧或弹性体元件形成。
图3示出了示意图，该图示出了根据本发明第二实施方式的调节装置的横截面图。在飞行器机翼1的后缘处设置增升襟翼(着陆襟翼)2，在所示的实施方式中，增升襟翼可通过所谓的轨道后联杆装置(track-rear-linkarrangement)进行操作。在主翼1的下表面处设置朝后下方倾斜延伸的轨道18，滑架19以能够分别基本上沿飞行器纵向和翼弦方向移动的方式设置在所述轨道上。滑架19经由第一接头与襟翼2耦联。在另外位于襟翼2背面的第二接头11与设置在轨道18后端的第三接头12之间设置杆(后联杆)13，在加大延伸运动的情况下，襟翼2的后部通过杆向下拉动，由此来定位襟翼2。位于在传动系30中所包括的扭转轴6处，设置杆臂8或杆臂元件，位于或靠近襟翼2前端的位置处，载荷引导座架9经由拉压元件7(传动杆)与所述杆臂8耦联。载荷引导座架9以不可拆卸的方式连接于襟翼2。形成为弹性元件的补偿元件10插到位于扭转轴6与襟翼2之间的包括拉压元件7的传动联杆中，其用于补偿襟翼102与主翼1之间沿翼弦方向的相对运动以及由此所导致的约束力。
在图3中所示的实施方式中，补偿元件10设置在拉压元件7与载荷引导座架9之间，或者形成拉压元件7的一部分并由弹簧或弹性体元件形成。在本实施方式中，优选地，设置于主翼上的增升襟翼2借助于至少三个传动点进行转动。
襟翼运动原理的类型对于本发明来讲并不重要，也可以采用图2或3中所示的运动原理之外的其它类型的襟翼运动原理。
由补偿元件10、110可以补偿例如由主翼1的弯曲、扭转和振动所引起的：在襟翼2、102与包括拉压元件7/107的传动联杆之间的相对运动，以及由于襟翼2、102与主翼1之间的往复运动所导致的约束力。特别地，消除了襟翼法向力Fz分别与拉压元件7、107和扭转轴系30之间的耦合效应。由于弹性元件10、110的弹簧刚度，使得经由拉压元件7、107传递的力与襟翼2、102和主翼1之间的相对位移dy相结合。通过适当地选择弹簧刚度以及可能的非线性刚度的改进，能够实现拉压元件7、107的一致载荷。
图4分别示出了图2和图3中的襟翼2和102的平面图，其中：襟翼在第一传动点3、5处沿按翼弦方向保持在限定的位置，并为了补偿在襟翼2与主翼1之间沿翼展方向的相对运动而免除约束；并且襟翼在第二传动点4处沿翼展方向保持在限定的位置，并为了补偿在襟翼2与主翼1之间沿翼弦方向的所述相对运动而免除约束。在该第二传动点4中设置补偿元件10或110，所述补偿元件插到包括拉压元件7或107的传动联杆中，以便补偿沿翼弦方向的相对运动。这在图4中以示意性的方式示出。沿翼弦方向作用在第一传动点3、5(辅助点)和第二传动点(主点)上的力由Fy#3至Fy#5指出。
补偿元件10、110优选地设有限制相对运动的限制器，从而当超过确定的相对运动时使补偿元件受到限制。另外，补偿元件10、110在受压的区域可具有递增的刚度。因此，在发生故障的情况下也能够确保运行。
另外，可以设置阻尼元件用以抑制弹性元件10、110的振动，所述阻尼元件可以并行于弹性元件10、110或者在襟翼2、102与主翼1之间布置在包括拉压元件7、107的传动联杆中。除了利用额外专门设计的阻尼元件进行抑制之外，还可以设置具有固有阻尼特性的弹性元件10、110。
为了检测在包括拉压元件7、107的传动联杆中的和/或在襟翼2、102与主翼1之间的不允许的较大相对运动，还可以设置传感器元件，所述传感器元件在发生故障——例如在传动点处发生传动故障——的情况下发出信号。该传感器元件可并行地连接至弹性元件10、110。
除了如图2和3中所示的将弹性元件10、110布置在拉压元件7、107中或拉压元件7、107处之外，补偿元件还可以设置在图3的杆臂元件8中或由杆臂元件8形成。另外，补偿元件10可装配在扭转轴6与杆臂8之间。补偿元件10、110可以是线形弹性的——即对压或拉作出反应，或者补偿元件可以是扭转弹性的，这取决于所述补偿元件是布置在如图3的扭转轴6的情况下的扭转轴侧，还是在关于这两个部件之间的联杆连接的拉压元件7、107侧。
根据本发明的调节装置和设有该调节装置的机翼的优点在于：系统的复杂性较低及重量较小，制造和安装的成本低，以及传动点区域内的可用空间较大。其它的优点在于，襟翼与其驱动器之间的力偶较小，以及在卡住或出现其它故障的情况下襟翼驱动器中的负荷较小。
附图标记清单
1 机翼
2、102 增升襟翼
3 传动点
4 传动点
5 传动点
6 扭转轴
7、107 拉压元件(传动杆)
8 杆臂
9 载荷引导座架
10、110 补偿元件
11、111 第一接头
12 第二接头
13 第三接头
116 襟翼拱杆
17 杆(后联杆)
18 轨道
19 滑架
20 襟翼驱动器
21 接头
22、122 接头
30 扭转轴系

Claims (19)

1.一种用于调节飞行器机翼(1)处的增升襟翼(2；102)的调节装置，包括至少一个用于操作所述增升襟翼(2；102)的襟翼驱动器(20)以及用以将所述增升襟翼(2；102)以可移动的方式连接至所述机翼(1)的包括拉压元件的多个传动点(3、4、5)，
其特征在于
所述增升襟翼(2；102)经由至少两个第一传动点(3、5)以及经由至少一个第二传动点(4)以可移动的方式连接至所述机翼(1)以便调节所述机翼处的所述增升襟翼，所述增升襟翼(2；102)在所述至少两个第一传动点(3、5)处沿翼弦方保持在限定的位置，并且所述至少一个第二传动点(4)包括至少一个补偿元件(10；110)，所述增升襟翼(2；102)在所述至少一个第二传动点(4)处能够沿翼弦方向移动用以补偿所述增升襟翼(2；102)与所述机翼(1)之间的相对运动以及用以补偿由于所述增升襟翼(2；102)与所述机翼(1)之间沿翼弦方向的相对运动而在所述传动点(3、4、5)中所导致的约束力。
2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)设置在位于所述增升襟翼(2；102)与连接至所述襟翼驱动器(20)的扭转轴(6、30)之间的包括所述拉压元件(7；107)的传动联杆中。
3.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)至少为分段弹性的。
4.根据权利要求中1或2所述的调节装置，其特征在于所述增升襟翼(2；102)通过凹铰链运动原理在所述第一传动点(3、5)的区域内沿翼弦方向保持在限定的位置。
5.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述增升襟翼(2；102)借助于轨道后联杆装置连接至所述机翼(1)。
6.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)设置在所述拉压元件(7；107)处或者由所述拉压元件(7；107)形成。
7.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)设置在所述拉压元件(7；107)与所述增升襟翼(2；102)之间。
8.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)设置在所述拉压元件(7；107)与指定为传动联杆的杆臂(8)之间。
9.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)设置在指定为传动联杆的杆臂(8)处或由所述杆臂(8)形成。
10.根据权利要求2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)设置在所述扭转轴(6；30)与指定为传动联杆的杆臂(8)之间。
11.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)为线性弹性的。
12.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)为扭转弹性的。
13.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)包括至少一个弹簧。
14.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)包括至少一个弹性体元件。
15.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于在所述补偿元件(10；110)处设置有至少一个限制器用以限制允许的相对运动。
16.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于所述补偿元件(10；110)具有沿压缩方向递增的刚度。
17.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于设置有至少一个阻尼元件用以抑制所述补偿元件(10；110)的振动。
18.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于在包括所述拉压元件(7；107)的传动联杆中设置至少一个传感器元件用以检测相对运动，尤其是不允许的较大的相对运动。
19.根据权利要求18所述的调节装置，其特征在于所述传感器元件以与所述补偿元件(10；110)并行的方式布置。
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