CN101861270B - 用于多段襟翼导流片的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多段襟翼导流片(106)，该多段襟翼导流片(106)并入机翼中，使得下部导流片结构(202)连接于固定机翼(102)的下侧，而上部导流片结构(212)连接于主襟翼(108)(例如，外侧端)。这两个导流片段(202，212)构造成当襟翼(108)处于延伸位置时相对于彼此可滑动地活动连接，以形成组合的襟翼导流片，该导流片的面积基本上等于该上部(212)和下部(202)襟翼导流片结构的表面面积的总和。在一个实施例中，上部导流片(212)的面积小于下部导流片(202)的面积。

Description

用于多段襟翼导流片的方法和设备
技术领域
这里描述的实施例总的涉及用于连接飞机等的机翼结构，更具体地说涉及合并入这种结构中的襟翼导流片(flap fence)。
背景技术
飞机机翼结构包括固定部件以及诸如副翼(aileron)、襟翼等的各种运动控制表面，这些运动表面在某些飞行条件下能够产生阻力、涡流噪声和其他不希望的效果。例如，当襟翼相对于固定机翼结构延伸时，通常由于该襟翼和机翼之间得到的间隙产生很强的涡流。
现有的解决方案试图通过将单一的竖直导流片结构并入(incorporated into)例如外侧襟翼本身中或者固定机翼结构上来解决襟翼涡流问题。这种结构虽然在一定程度上有效，但是这种结构是不希望的，因为使得它们在整个襟翼延伸部分完全阻塞间隙，该导流片远远超过延伸到气流中，因此大大增加阻力和重量。如果导流片设计成仅仅覆盖较少延伸的襟翼设置，那么在该襟翼和机翼结构之间保留很大的间隙，产生很大的涡流噪声并且减小升力。而且，增加襟翼导流片的表面可能在巡航条件下增大由该结构产生的阻力。
因此，希望提供一种襟翼导流片结构，其减少涡流噪声同时不显著地增大阻力。而且，各种实施例的其他希望的特征和特性从下面的详细描述和权利要求，连同附图和前述的技术领域和背景技术，将变的很明白。
发明内容
提供一种用于改进襟翼导流片结构的方法和设备。在一个实施例中，多段襟翼导流片并入机翼中，使得下导流片结构连接于固定翼结构的下侧，上导流片结构连接于主襟翼(例如，外侧端)，并且两个导流片段彼此靠近。这两个导流片段构造成当襟翼延伸时可滑动地接合，以形成具有一定面积的组合的(composite)襟翼导流片，该面积基本上等于上下导流片结构的表面面积的总和。
附图说明
在下文将结合附图描述各种实施例，其中相同的附图标记表示相同的零部件，并且
图1是常用的机翼结构的俯视图，用于示出本发明的实施例；
图2是根据一个实施例在未延伸状态的襟翼导流片结构的等角投影图；
图3是在延伸状态的图2的襟翼导流片结构的等角投影图。
优选实施例的详细描述
一般而言，所描述的是在巡航期间较好地减少涡流噪声同时使引起的阻力最小的多段(例如，两段)襟翼导流片。在这方面，下面的详细描述在性质上只是举例性的，而不想要限制所描述的实施例或所描述的实施例的应用和使用。而且，不想被在前面的技术领域、背景技术、发明内容和下面的详细描述(具体实施方式)中提示的任何表示的或暗示的理论所约束。
为了说明的简单明了，附图示出各种实施例的构造的一般结构和/或方式。为了避免不必要地使其他特征模糊不清，已知特征和技术的描述和细节可以被省去。附图中的零部件没有必要按照比例绘制：一些特征的尺寸可以相对于其他的零部件被放大，以有助于增进对例子实施例的理解。
列举的术语，例如“第一”、“第二”、“第三”等等可以用来区别相似的零部件，并且不必要描述具体的空间或时间顺序。如此使用的术语在合适的情况下是可以互换的。在这里所描述的实施例，例如能够以一定顺序使用的实施例，能够以未在本文说明的或者描述的顺序使用。除非另外明确地说明，“连接”是指一个零部件/节点/部件被直接连接于另一个零部件/节点/部件(或直接与其连通)，但不是必需是机械的连接。同样，除非另外明确地说明，“联结”是指一个零部件/节点/部件被直接或间接连接于另一个零部件/节点/部件(或直接或间接与其连通)，但不是必需是机械的联结。
术语“包含”、“包括”、“具有”及其任何变化是同义地用来表示非排他的内含物(inclusion)。术语“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”、“上”、“下”以及其他这种方向术语用来描述相对位置，不必是空间的绝对位置。术语“示例性的”用于“列举”的情况而不表示为“理想的”。
为了简洁起见，本领域的技术人员已知的常规技术、结构和原理在这里可以不描述，例如包括常规的飞机结构设计、机翼的基本原理等。
参考图1，图1示出在描述本发明中的各种实施例中所用的一般的机翼结构(或简称“机翼”)100。应当理解，在这个或其他图中所述示的具体的机翼形状决不限制本实施例可以实现的机翼形状的范围。如图所示，机翼100包括固定的机翼结构102、副翼104和襟翼(例如外侧主襟翼)108，所有这些在现有技术中是已知的。
根据一个实施例，多段襟翼导流片(或简称“襟翼导流片”或“导流片”)106如图所示在主襟翼108的外侧边缘处并入机翼100中。本实施例不被如此限制，并且可以与任何合适的襟翼一起使用。
更具体地，参考图2和图3中所示的等角投影图(分别是缩回和延伸状态)，多段襟翼导流片106通常包括顶部襟翼导流片段(或“顶部导流片”)212，和底部襟翼导流片段(或“底部导流片”)202。顶部导流片212固定于或结合于主襟翼108的外侧边缘的顶表面并且从其延伸，而下部导流片202固定于或结合于固定机翼102的底表面(下部后缘)(在这个实施例中，沿着襟翼108和副翼104之间的固定机翼结构102的伸出部分)。顶部导流片和底部导流片设置成使得它们彼此靠近(例如，沿着机翼的主轴线偏移预定的距离)，并且当襟翼108延伸时能够相对于彼此可滑动地活动连接。飞行期间每个位于(fallwithin)平行于该流场的平面内
当襟翼108移动到延伸位置(例如如图3所示设置为40°)时，顶部导流片212滑动通过底部导流片202，使得两个导流片形成组合的导流片结构，其总面积基本上等于(即、稍小于)各导流片段212和202的单个的表面积。
顶部导流片212和底部导流片202的各自的表面积可以根据机翼的性质、应用等选择。在一个实施例中，顶部导流片212的面积小于底部导流片202的面积。在特定的实施例中，例如，顶部导流片212的表面积小于底部导流片202的表面积的一半。但是这个比率取决于每个机翼/襟翼设计。希望在机翼的顶部包含较小面积的导流片段是因为在上机翼表面之上的较高的流场，并且产生阻力负荷(penalty)。
在所示的实施例中，顶部导流片212通常是三角形形状(其边由214、215和216组成)并且具有圆拐角。边215适合连接于或结合于主襟翼108，如图所示。相反，底部导流片202通常是具有圆拐角的凸形的四边形(具有边204、205、206、207)，并且以边207固定于或结合于固定的机翼结构102。
顶部导流片212和底部导流片202可以用相同的或不同的材料制造，并且可以包括材料的任何组合—例如，铝合金、复合材料等。同样，这些结构的厚度和尺寸也可以根据适用的设计原理和希望的性能选择。
如图3所示，在所示的实施例中，当襟翼108完全延伸时，底部导流片202的边204和顶部导流片212的边214(它们的后缘)形成基本上连续的曲线形状。也就是说，当延伸时，底部导流片202和顶部导流片212作为单一的组合襟翼单元出现，使得在外侧主襟翼108和固定的机翼结构102之间(即，沿着与由该导流片断形成的平面正交的横向方向)不存在明显的间隙。以这种方式，减小这个面积中的涡流，并从而地减小襟翼噪声。
为了使由顶部导流片212和底部导流片202之间的间隙引起的噪声最小，希望该两段位于相互偏离比较小的距离的平行的平面上。在另一个实施例中，当襟翼延伸时，这两段在过渡期间接触，形成“接触式密封”。在这种情况下，特富龙(Teflon)等的摩擦减小层可以涂覆在一段或多段上。
通过利用其小于等效的组合的导流片尺寸的两个导流片段，所示的实施例在巡航期间较少地伸进自由流线流中，并且因此产生的阻力比由具有相同总面积的单个导流片所产生的阻力小。低速CFD分析指出这种襟翼结构的升力/阻力在襟翼设置在40°时能够改进1％，其中中频到高频噪声减小4到7分贝。
虽然在前面的详细描述中已经提供至少一个示例性实施例，但是应当明白，存在有大量的变型。还应当明白，示例性实施例仅仅是举例，并且不想以任何方式所述实施例的范围、适用性或结构。而是前面的详细描述将为本领域的技术人员提供一种用于实现示例性实施例的方便的路线图(road map)。应当懂得，在不脱离由权利要求提出的范围和其合法的等同物的情况下在元件的功能和设置方面可以进行各种变化。

Claims (9)

1.一种用于具有襟翼的飞机机翼的多段襟翼导流片，包括：
第一导流片段，其固定于该襟翼的顶表面并且从其延伸；和
第二导流片段，其固定于该机翼的底表面并且沿着与该第一导流片段的方向相反的方向从该机翼的底表面基本平行于该第一导流片段延伸；
其中所述第一导流片段和第二导流片段构造成相对于彼此可滑动地活动连接，
其中所述第一导流片段具有第一后缘，而所述第二导流片段具有第二后缘，并且
其中当所述襟翼处于延伸位置时，所述第一后缘和所述第二后缘基本上是连续的，以近似单个导流片襟翼的形状。
2.根据权利要求1的多段襟翼导流片，其中所述第一导流片段的表面面积小于所述第二导流片段的表面面积。
3.根据权利要求1的多段襟翼导流片，其中所述第一导流片段固定于所述襟翼的外侧边缘。
4.一种飞机机翼，包括：
襟翼；和
多段襟翼导流片，其包括固定于所述襟翼的顶表面并且从其延伸的第一导流片段，和固定于所述机翼的底表面并且沿着与该第一导流片段的方向相反的方向从所述机翼的底表面延伸的第二导流片段，其中所述第一导流片段和所述第二导流片段构造成相对于彼此可滑动地活动连接，从而当所述襟翼处于延伸位置时形成组合的导流片结构，
其中所述第一导流片段具有第一后缘，而所述第二导流片段具有第二后缘，其中当所述襟翼处于延伸位置时，所述第一后缘和所述第二后缘基本上是连续的，以近似单个导流片襟翼的形状。
5.根据权利要求4的飞机机翼，其中所述第一导流片段的表面面积小于所述第二导流片段的表面面积。
6.根据权利要求4的飞机机翼，其中所述襟翼是外侧襟翼。
7.一种用于减少与飞机机翼相关的涡流噪声的方法，该飞机机翼具有固定部分和可运动地连接于该固定部分的襟翼，该方法包括：
提供具有第一后缘的第一导流片段；
提供具有第二后缘的第二导流片段；
将该第一导流片段固定于所述襟翼的顶表面；以及
将该第二导流片段沿着与所述第一导流片段的方向相反的方向固定于所述机翼的所述固定部分的底表面，使得当该襟翼处于延伸的位置时，所述第一导流片段和第二导流片段相对于彼此可滑动地活动连接，从而所述第一后缘和所述第二后缘基本上是连续的，以近似单个导流片襟翼的形状。
8.根据权利7的方法，还包括用摩擦减少材料涂覆所述第一导流片段和所述第二导流片段至少其中之一。
9.根据权利7的方法，其中固定所述第一导流片段和所述第二导流片段的步骤被实施以使得当所述襟翼大约以40°延伸时形成组合的导流片结构。
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