CN102007036A - 缝翼展开机构 - Google Patents

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Abstract

一种飞机缝翼展开机构，该机构包括：在第一枢转点(5)处接合至缝翼的第一驱动构件(4)；和在偏离第一枢转点的第二枢转点(7)处接合至缝翼的第二驱动构件(6)。在第一驱动构件上设置有第一齿条，并且第一小齿轮(11)由驱动轴(10)承载。第一小齿轮(11)布置成将机械动力从驱动轴(10)经由第一齿条传递到第一驱动构件(4)。在第二驱动构件(6)上设置有第二齿条，并且第二小齿轮(12)由驱动轴(10)承载。第二小齿轮具有不同于第一小齿轮的半径。第二小齿轮布置成将机械动力从驱动轴经由第二齿条传递到第二驱动构件，使得第二驱动构件以不同于第一驱动构件的速度运动。

Description

缝翼展开机构
技术领域
本发明涉及用于展开飞机缝翼的机构以及利用这种机构展开飞机缝翼的方法。
背景技术
前缘缝翼是被普遍使用且众所周知的。它们通常在圆形轨道机构上被驱动。
简单的圆形轨道限制了优化起飞和着陆缝翼设置时的设计自由度。由于负荷和运动学上的复杂性，通常不使用非圆形轨道。除由轨道展开提供的旋转之外向缝翼施加附加旋转能够使设计自由度更大。例如这在阻力性能很重要的起飞状态下允许进行密封设置，并在CLmax(最大升力系数)为设计主导的着陆状态下进行开缝设置。
轨道通常是长的并且在收好时经过机翼前结构梁向机尾延伸。这要求在每个缝翼轨道处安装缝翼轨道“罐”以密封燃料箱，这减少了燃料体积并增加了机翼制造时间和成本。增加孔对于组合翼梁是尤为低效的。因而强烈需要避免由高升力机构导致的翼梁中的前梁穿透。同样，向缝翼施加附加旋转使得能使用较短的轨道，同时获得类似的最大缝翼展开角。
存在实现围绕缝翼跟部附加旋转的复动式缝翼机构。最常见的形式是通过增设从动臂来产生附加旋转，当缝翼由轨道展开时，从动臂被引导通过仿形轨(contoured rail)。US3272458中描述了一个实例。轨道安装在引导辊内并由齿条-齿轮机构驱动。缝翼的旋转通过由轨道承载的双臂曲柄驱动的推拉杆实现。该双臂曲柄的一个臂承载被俘获在凸轮轨道内的凸轮从动件。
发明内容
本发明的第一方面提供一种飞机缝翼展开机构，该机构包括：在第一枢转点处接合至所述缝翼的第一驱动构件；在偏离所述第一枢转点的第二枢转点处接合至所述缝翼的第二驱动构件；驱动轴；所述第一驱动构件上的第一齿条；由所述驱动轴承载的第一小齿轮，该第一小齿轮布置成将机械动力从所述驱动轴经由所述第一齿条传递到所述第一驱动构件；所述第二驱动构件上的第二齿条；以及第二小齿轮，该第二小齿轮由所述驱动轴承载并且具有不同于所述第一小齿轮的半径，所述第二小齿轮布置成将机械动力从所述驱动轴经由所述第二齿条传递到所述第二驱动构件，使得所述第二驱动构件以不同于所述第一驱动构件的速度运动。
通过利用自所述驱动轴的一对平行的传动机构，本发明使两个所述驱动构件能够以比仅提供单个(齿条-齿轮)传动机构的US3272458中的更精确的方式被驱动。而且，通过在两个齿条-齿轮传动机构之间分配动力，可以将冗余元件置入所述机构中。而且，所述机构可以比US3272458中的更紧凑。
所述第一驱动构件和所述第二驱动构件可以包括弯曲的轨道。另选的是，所述第一驱动构件和/或所述第二驱动构件可以包括非弯曲的托架，该托架沿着静止的引导件、驱动杆或任何其他适当的驱动构件被驱动。
通常，所述机构还包括布置成沿第一弯曲路径引导所述第一驱动构件的第一轴承和布置成沿第二弯曲路径引导所述第二驱动构件的第二轴承。所述轴承可以包括滚动元件轴承(该滚动元件轴承可以使用筒形、球形或任何其他合适形状的滚动元件)或不具有滚动元件的平面轴承。
所述第一轴承和所述第二轴承可以都由主翼元件承载。另选的是，所述第二轴承可以包括在所述驱动构件之间的内轴承。在这种情况下，所述第二驱动构件可以至少部分嵌套在由所述第一驱动构件限定的沟槽内。
本发明的第二方面提供一种展开飞机缝翼的方法，该方法通过在第一枢转点处接合至所述缝翼的第一驱动构件和在偏离该第一枢转点的第二枢转点处接合至该缝翼的第二驱动构件来展开所述飞机缝翼，所述方法包括将机械动力从驱动轴经由所述第一驱动构件上的第一齿条和由该驱动轴承载的第一小齿轮传递到该第一驱动构件；并且将机械动力从所述驱动轴经由所述第二驱动构件上的第二齿条和由该驱动轴承载的第二小齿轮传递到该第二驱动构件，所述第二小齿轮具有不同于所述第一小齿轮的半径，使得所述第二驱动构件以不同于所述第一驱动构件的速度运动，从而使所述缝翼绕所述第一枢转点旋转。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的实施方式，在附图中：
图1是示出缝翼处于其完全缩回位置的第一缝翼展开机构的示意性侧视图；
图2是处于中间位置的缝翼展开机构的图；
图3是处于完全展开位置的机构的图；
图4是经过轨道和小齿轮的剖视图；
图5是在缝翼处于其完全缩回位置的情况下第二缝翼展开机构的示意性侧视图；
图6是在缝翼处于中间位置的情况下该机构的图；
图7是在缝翼完全展开的情况下该机构的图；
图8是第三缝翼展开机构的示意性侧视图；
图9示出处于中间位置的缝翼；以及
图10示出处于完全展开位置的缝翼。
具体实施方式
图1是在缝翼2和主翼元件3之间起作用的、根据本发明的第一实施方式的缝翼展开机构1的示意性侧视图。该机构1包括：弯曲的主轨道4，该主轨道4在第一枢转点5处接合至缝翼2的跟部；和弯曲的第二轨道6，该第二轨道6在第二枢转点7处由枢转的传动连杆8接合至缝翼。传动连杆8在第三枢转点9处枢转地接合至第二轨道6的远端。
顺着机翼沿翼展方向延伸的驱动轴10承载第一小齿轮11和第二小齿轮12。虽然从图1的侧视图看不明显，但是如图4更清楚地示出的，小齿轮11、12沿驱动轴10轴向间隔开。第一小齿轮11的半径小于第二小齿轮12的半径。第一小齿轮11与主轨道4上的齿条接合，第二小齿轮12与第二轨道6上的第二齿条接合。
主轨道4沿弯曲路径15被由一组辊子13限定的主轴承引导。辊子13由形成主翼元件3的一部分的缝翼轨道支撑肋(未示出)承载。当小齿轮11旋转时，主轨道4沿弯曲路径15被驱动。轨道4、6以及路径15成形为以图3中的附图标记16近似表示的点为中心的大致同心的圆弧。
参看图4，第二轨道6嵌套在主轨道4中的沟槽内，该第二轨道6在其下侧敞开以容纳小齿轮12。具体地讲，主轨道4的横截面是U形的，具有限定接纳第二轨道6的沟槽的一对间隔开的壁20、21。一组辊子22充当轨道4、6之间的内轴承。图4的剖视图中示出了这种辊子22中的三个，更多的辊子(未示出)沿轨道的长度分布。辊子22可以由第二轨道6或由主轨道4承载，或者可以在轨道4、6之间的空间内自由运动。
第二轨道6具有齿条，该齿条包括从其下侧延伸的一系列齿，其中一个齿23在图4中示出，并且齿的底部和顶部之间的中点由虚线24表示。小齿轮12具有与第二轨道6上的齿条啮合的一组齿，从而驱动第二轨道6沿其相应的弯曲路径而行。类似地，较小的小齿轮11具有与主轨道4的下侧上的齿条啮合的一组齿，其中一个齿条齿在图4中以附图标记25表示。
小齿轮12的较大半径引起轨道4、6之间的差速，从而引起图2和图3所示的合成运动。在图2所示的中间位置中，第二轨道6的较高速度导致缝翼2绕枢转点5小幅逆时针旋转。在这种旋转的情况下缝翼的位置在图2中以实线示出，在不存在这种差速运动的情况下缝翼采取的位置由虚线30示出。
图3中示出了缝翼的完全展开位置。同样，缝翼的自然位置(包含轨道之间的差速运动)以实线示出，虚线31示出了在不存在这种差速旋转的情况下缝翼将采取的位置。
图5至图7示出了可调节图1的缝翼展开机构以在展开期间引起不同运动的方式。为了清楚起见，仅示出了轨道4、6的远端。而且，为了清楚起见，轨道4、6在图5至图7中示意性地示出为直的，但实际上它们如图1至3中所示弯曲。
在图5的缩回位置中，连杆8与第二轨道6对齐，并且当缝翼向图7的展开位置旋转时，连杆8如所示相对于第二轨道6旋转。
在图8至图10的另选布置中，在图8的缩回位置，连杆8与第二轨道6成一定角度，其中枢转点9位于枢转点7后方。因而，在图9的中间设置中，缝翼2已从主翼元件处移开，并且如箭头32所示绕枢转点5略微顺时针旋转。当缝翼移至图10的展开位置时，枢转点9移到枢转点7前方并且缝翼如箭头33所示逆时针旋转。
在图4所示的嵌套布置中，轨道6起驱动构件作用，当主轨道4沿由辊子13引导的弯曲路径15被驱动时，轨道6被由内轴承22引导的小齿轮12沿主轨道4驱动。轨道4、6处于同一翼展位置并且由单组辊子13安装至主翼元件。在另选实施方式(未示出)中，取代沿轨道4被驱动，轨道6可以沿翼展方向与轨道4间隔开，其中每个轨道均由相应的缝翼轨道支撑肋上的相应组导辊承载。在这种情况下，缝翼可由三个轨道保持，其中一个轨道(最可能是中间的轨道)相当于第二轨道6，其余两个轨道相当于主轨道4。
这种非嵌套布置降低了伸缩运动的复杂性，并且不需要图4的嵌套布置中所需的内轴承22。这还使得轨道能够具有不同的曲率半径，从而提供额外的设计自由度。
在图1至图10所述的实施例中，由于枢转点7和枢转点9之间的距离变化，第二轨道6需要附加的连杆8。这种距离变化是很小的，因此代替使用枢转连杆8，枢转点9可代之以通过装配到缝翼结构中的短竖直槽内而被容纳。另选的是，可以根据展开轨迹设计轨道6以避免需要进行这种改进。
总之，图1至图10所示的实施方式通过不同半径的两个圆形轨道的差速展开实现了非圆形缝翼展开。两个半径不同的小齿轮驱动这两个轨道。因而，轨道以略微不同的程度被驱动，从而在轨道由铰链连接至缝翼根部所在的末端产生旋转。仅需要少量差速运动来提供有用量的缝翼附加旋转。该机构能通过较短的轨道使缝翼附加旋转，从而消除由该机构导致的前翼梁穿透。
两个小齿轮11、12由相同的驱动轴和变速箱驱动，因而经由平行的传递路径将机械动力从驱动轴传递到两个轨道4、6。小齿轮12的较大半径确保轨道6以高于轨道4的速度运动。
虽然以上参照一个或更多个优选实施方式描述了本发明，但是应当理解可在不脱离所附权利要求限定的发明范围的情况下，进行各种改变或修改。

Claims (11)

1.一种飞机缝翼展开机构，该机构包括：
在第一枢转点处接合至所述缝翼的第一驱动构件；
在偏离所述第一枢转点的第二枢转点处接合至所述缝翼的第二驱动构件；
驱动轴；
所述第一驱动构件上的第一齿条；
由所述驱动轴承载的第一小齿轮，该第一小齿轮布置成将机械动力从所述驱动轴经由所述第一齿条传递到所述第一驱动构件；
所述第二驱动构件上的第二齿条；
第二小齿轮，该第二小齿轮由所述驱动轴承载并具有不同于所述第一小齿轮的半径，所述第二小齿轮布置成将机械动力从所述驱动轴经由所述第二齿条传递到所述第二驱动构件，使得所述第二驱动构件以不同于所述第一驱动构件的速度运动。
2.根据权利要求1所述的机构，其中，所述第一驱动构件和/或所述第二驱动构件包括弯曲的轨道。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的机构，该机构还包括：第一轴承，该第一轴承布置成沿第一弯曲路径引导所述第一驱动构件；以及第二轴承，该第二轴承布置成沿第二弯曲路径引导所述第二驱动构件。
4.根据权利要求3所述的机构，其中，所述第一轴承和/或所述第二轴承包括一个或更多个滚动元件。
5.根据权利要求3或4所述的机构，该机构还包括主翼元件，其中所述第一轴承和所述第二轴承都由所述主翼元件承载。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的机构，其中，所述第一驱动构件和所述第二驱动构件沿翼展方向彼此间隔开。
7.根据权利要求3所述的机构，其中，所述第二轴承包括在所述驱动构件之间的内轴承。
8.根据权利要求7所述的机构，其中，所述第二驱动构件至少部分嵌套在由所述第一驱动构件限定的沟槽内。
9.根据权利要求3所述的机构，其中，所述第一轴承和/或所述第二轴承包括一个或更多个滚动元件。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的机构，其中，所述第二驱动构件由枢转的连杆接合至所述缝翼。
11.一种展开飞机缝翼的方法，该方法通过在第一枢转点处接合至该缝翼的第一驱动构件和在偏离该第一枢转点的第二枢转点处接合至该缝翼的第二驱动构件来展开该缝翼，该方法包括：将机械动力从驱动轴经由所述第一驱动构件上的第一齿条和由该驱动轴承载的第一小齿轮传递到该第一驱动构件；并且将机械动力从所述驱动轴经由所述第二驱动构件上的第二齿条和由该驱动轴承载的第二小齿轮传递到该第二驱动构件，所述第二小齿轮具有不同于所述第一小齿轮的半径，使得所述第二驱动构件以不同于所述第一驱动构件的速度运动，从而使所述缝翼绕所述第一枢转点旋转。
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