CN102745327A - 有源格尼襟翼 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有源格尼襟翼。一种格尼襟翼组件具有致动器和主体。主体具有前缘和后缘并且包括靠近前缘连接至致动器的第一面板以及连接至在后缘处第一折页的第二面板。第二折页连接第一面板和第二面板。致动器输出件的线性动作被转移至格尼襟翼，由此促使格尼襟翼张开和展开到机翼压力侧面上的气流内。

Description

有源格尼襟翼

技术领域

本申请涉及格尼襟翼，并且更具体地涉及有源格尼襟翼。

背景技术

格尼襟翼是一种从机翼后缘区域伸出的小平突片。通常格尼襟翼被设置为与翼型的压力侧表面成直角，并且向上伸出最高至翼弦的2%。弦向位置在从机翼前缘测量时通常位于0.9弦到机翼最后缘。这种机翼后缘设备可以提高翼型升力。

格尼襟翼通过增加压力侧面上的压力工作并且可以在需要较高升力的赛车、直升机旋翼、稳定器和航空器机翼中使用，例如利用所得升力的高阻力航空器。

格尼襟翼通常会增大阻力系数，特别是在小迎角下更是如此，不过对于厚翼型，阻力的减小是已知的。如果根据边界层厚度来合理地设置襟翼大小，那么就有可能在总体的升力与阻力比方面获得净收益。

发明内容

根据本文中公开的一个实施例，一种格尼襟翼组件具有致动器和主体。主体具有襟翼前缘和襟翼后缘并且包括靠近襟翼前缘连接至致动器的第一面板以及连接至在襟翼后缘处的第一折页的第二面板。第二折页连接第一面板和第二面板。

根据本文中公开的进一步的实施例，一种旋转翼航空器内的格尼襟翼组件具有机翼，机翼具有压力侧面、吸力侧面、机翼后缘以及在压力侧面和吸力侧面之间并且靠近机翼后缘的中空部分。致动器被设置在机翼的中空部分内，并且主体具有前缘和后缘，靠近前缘连接至致动器的第一面板，连接至后缘的第二面板，以及连接第一面板和第二面板的第一折页，其中第二面板响应致动器的动作挠曲且第一折页响应致动器的动作旋转。

致动器输出件的线性动作被转移至格尼襟翼，由此促使格尼襟翼延伸和展开到机翼压力侧面上的气流内。

附图说明

根据以下对公开的非限制性实施例的详细说明，各种特征对本领域技术人员来说将变得显而易见。详细说明的附图可以简要介绍如下：

图1示出了包括本文中所述实施例的典型直升机。

图2示出了图1中直升机的旋转翼的实施例。

图3示出了图2中航空器机翼的局部用虚线表示的剖视图，示出了格尼襟翼组件。

图4A示出了图3中的格尼襟翼处于关闭位置时的侧视图。

图4B示出了图3中的格尼襟翼处于部分打开位置时的侧视图。

图4C示出了完全展开的图3中格尼襟翼的侧视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了具有主旋翼系统12的旋转翼航空器10。航空器10包括机身14，具有安装了尾旋翼系统18例如反扭矩系统的延伸机尾16。主旋翼组件12由一台或多台发动机E通过主变速箱(示意性地以T表示)围绕旋转轴线A驱动。主旋翼系统12包括安装至旋翼毂H的多个旋翼桨叶组件20。尽管在公开的非限制性实施例中图解和介绍了一种特定的直升机结构，但是其他的结构和/或机械例如装有辅助平移推进系统的高速复合旋转翼航空器，反向共轴双旋翼系统型航空器，涡浆式、倾转旋翼式和倾转机翼式航空器也均可受益于本发明。

参照图2，旋翼组件12中的每一个旋翼桨叶组件20通常都包括根部22、中间部24、尖部26和尖盖28。每一个旋翼桨叶部分22,24,26,28均可限定特定的翼型几何形状以使旋翼桨叶的空气动力特性具体地适合沿着旋翼桨叶叶展的速度增加。旋翼桨叶尖部26可以包括下反角形状，不过任何成角度和不成角度的形状例如上反角（cathedral）、鸥形、弯曲形以及其他非直线的形状均可受益于本发明。

旋翼桨叶部分22-28在旋转轴线A和尖盖28的远端30之间界定出主旋翼桨叶组件20的叶展R以使任何径向位置均可表示为桨叶半径的百分比x/R。旋翼桨叶组件20在前缘32和后缘34之间界定出纵向顺桨轴线P。前缘32和后缘34之间的距离界定出主元件弦长C。

现参照图3，示出了格尼襟翼组件50的透视图。直升机机翼75具有压力侧面85、吸力侧面80、放置在压力侧面85和吸力侧面80之间的支撑梁或支撑桁90、前缘92和后缘95。

格尼襟翼组件50被设置在支撑梁90后方的压力侧面85和吸力侧面80之间，并且具有致动器100、控制器105和致动器输出件110例如由致动器100往复移动的活塞。控制器可以靠近致动器100定位或者远离致动器定位。致动器输出件110具有眼端组件111，其装在轭架组件115的耳部113内并且由穿过耳部113和眼端组件111的销钉114锚接于其上。

轭架组件115具有一对倾斜臂120，还有中央支撑件125从耳部113伸出穿过倾斜臂120并且连接至垂直设置的底部支撑件130。如本实施例所示，底部支撑件130具有三组凸块140，销钉145从中穿过连接格尼襟翼150的突起165。

格尼襟翼150具有挠性多部分主体155，正如下文将要介绍的那样。格尼襟翼150被设置在压力侧面85中的矩形切口163内。刷式密封件170或类似结构被设置在挠性多部分主体155的任意一端以使碎屑进入压力侧面85和吸力侧面80之间的腔室175或中空部分内的通道最小化。这样的碎屑可能会破坏致动器100或控制器105或格尼襟翼组件50。

参照图4A至图4C，示出了格尼襟翼150的一个实施例。格尼襟翼150装在压力侧面85和吸力侧面80中的切口175内。格尼襟翼150具有钢笔尖的形状，包括顶上部210；与吸力侧面85一体形成且共面并延伸至机翼75的后缘95的倾斜部分200；被示出为与图4A中的压力侧面共面的压力侧面205以及下襟翼215。顶上部210、倾斜部分200、压力侧面205和下襟翼215可以被称作面板。格尼襟翼具有四处活动(即挠性)接头(或折页)-接头221连接上连接部分210和倾斜部分200，接头222连接下襟翼215和压力侧面205，接头223连接压力侧面205和倾斜部分200，以及接头224连接下襟翼215和顶部210。

现参照图4B，格尼襟翼150被示出为处于部分展开位置。致动器100已将致动器输出件110向前移动以随着耳部113围绕销钉114旋转而将轭架组件向前和向下移动(参见图3)。由于销钉接头224将下襟翼215和顶部210分离，因此倾斜部分210围绕接头221向下旋转，同时下襟翼215移入气流内。相伴地，由于臂部120的运动，接头222倾向于关闭，而接头223倾向于打开。致动器输出件110的线性动作被转移至有源格尼襟翼，由此促使襟翼组件的下襟翼延伸和展开到机翼压力侧面上的气流内。

如图4C中所示，格尼襟翼150被示出为随着致动器100的致动器输出件110继续向前移动而处于完全展开位置。由于接头224继续分离下襟翼215和顶部210，因此倾斜部分210围绕接头221转动经过中心，同时下襟翼215略微多于垂直机翼75压力侧面85地移入气流内。相伴地，接头222继续关闭，而接头223继续打开。在展开时，接头224已经从锐角变为钝角，而接头221和222已经从钝角变为锐角。在将下襟翼215收起(或收回)到机翼75内时，格尼襟翼150向前和向上移动，接头224从钝角变为锐角，而接头221和222从锐角变为钝角。

在一个可选实施例中，倾斜部分200可以是机翼75的一部分，并且切口175仅位于机翼75的压力侧面85内。在这样的实施例中，顶部210和倾斜部分200被直接连接至吸力侧面80。

第一位置传感器195被安装在致动器输出件110周围以通知控制器105关于下襟翼215通过格尼襟翼组件50所处的位置。另外，与控制器105通信的可选第二传感器190被靠近下襟翼215的边缘195设置。如果机翼遇到过度弯曲或其他力矩，那么第二可选传感器190就允许控制器微调下襟翼215的位置，并且如果它或第一传感器195故障，那么第二传感器190可以提供一定的冗余度。(在图3中分别)与控制器105相结合的传感器195,190允许直升机快速调节下襟翼215的位置以允许直升机机翼75提供期望的或者甚至是放大的工作模式。致动器105被设计用于提供正弦操作或具有在动作之间的稳定保持状态的完全收起/展开。例如，如果控制是整体性的，那么展开的下襟翼215可以允许机翼75提供相对于不具有展开下襟翼215的机翼而言更高的升力，并且收起的下襟翼215对机翼75的功能没有影响。如果控制是周期性的，那么致动器100在控制器105的命令下可以调节下襟翼215向内和向外以匹配机翼所需的周期性动作并且如果下襟翼215被展开，那么甚至可以通过提供更高的升力而放大机翼75的动作。控制器可以比较来自第一传感器195和第二传感器190的信号以检验下襟翼215是否实际处于期望位置并且可以重置轭架组件150以将下襟翼215安置在期望位置。类似地，航空器10内的第二控制器305可以比较控制器105的输出与机翼75或航空器10的预期性能并指令控制器105定位轭架组件115以定位下襟翼215从而满足机翼75的性能。

挠性主体多部分150(图3)和下襟翼215由挠性材料例如薄金属或复合材料等制成。薄金属或其他复合材料可以自由弯曲以允许致动器移动格尼襟翼150而不会影响到机翼75的表面。襟翼边缘的刚性可以通过加入局部加强件而增强。多个格尼襟翼可以被装入桨叶的叶展内以提供冗余。

上述说明是示范性的而并不受其中限制的约束。本文中公开了各种非限制性的实施例，但是，本领域普通技术人员应该意识到根据以上教导得到的各种修改和变形均应落入所附权利要求的保护范围内。因此应该理解本公开在所附权利要求的保护范围内可以不同于所具体描述的方式实施。为此，应该研读所附权利要求以确定正确的保护范围和内容。

Claims (20)

1.一种格尼襟翼组件，所述襟翼组件包括：

致动器，和

主体，所述主体具有:

前缘和后缘，

靠近所述前缘连接至所述致动器的第一面板，

连接至在所述后缘处第一折页的第二面板，以及

连接所述第一面板和第二面板的第二折页。

2.如权利要求1所述的组件，其中所述第一折页和所述第二折页是活动折页。

3.如权利要求1所述的组件，进一步包括：

连接至第三折页的第三面板，所述第三折页在致动器附近连接至第一面板。

4.如权利要求3所述的组件，其中所述第三折页是活动折页。

5.如权利要求3所述的组件，进一步包括：

通过第四折页连接至所述第三面板的第四面板。

6.如权利要求5所述的组件，其中所述第四折页是活动折页。

7.如权利要求5所述的组件，其中所述第四面板通过所述第一折页连接至所述第二面板。

8.如权利要求1所述的组件，其中所述第二折页随着所述第一面板从收起位置移动到展开位置而从钝角变为锐角。

9.如权利要求1所述的组件，其中所述第一面板和第二面板是挠性的。

10.一种用于旋转翼航空器的格尼襟翼组件，包括：

机翼，机翼具有压力侧面、吸力侧面、机翼后缘以及在所述压力侧面和所述吸力侧面之间并且靠近所述机翼后缘的中空部分，

设置在所述机翼的所述中空部分内的致动器，以及

主体，所述主体具有:

前缘和后缘，

靠近所述前缘连接至所述致动器的第一面板，

连接至所述后缘的第二面板，以及

连接所述第一面板和第二面板的第一折页，

其中所述第二面板响应所述致动器的动作挠曲，并且所述第一折页响应所述致动器的动作旋转。

11.如权利要求10所述的组件，其中所述第一折页是活动折页。

12.如权利要求10所述的组件，进一步包括：

连接至第二折页并且连接至吸力侧面的第三面板，所述第二折页在致动器附近连接至第一面板。

13.如权利要求12所述的组件，其中所述第二折页随着所述第一面板从收起位置移动到展开位置而从锐角变为钝角。

14.如权利要求12所述的组件，其中所述第二折页是活动折页。

15.如权利要求12所述的组件，其中所述第三面板是挠性的，并且如果所述致动器移动，那么所述第三面板就弯曲。

16.如权利要求12所述的组件，进一步包括：

通过第三折页连接至所述第三面板的第四面板。

17.如权利要求15所述的组件，其中所述第四折页是活动折页。

18.如权利要求15所述的组件，其中所述第四面板通过第四折页连接至所述第二面板。

19.如权利要求10所述的组件，其中所述第一折页随着所述第一面板从收起位置移动到展开位置而从钝角变为锐角。

20.如权利要求10所述的组件，其中所述后缘位于所述机翼后缘处。

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