CN103158862B - 平移电缆装置的密封 - Google Patents

Abstract

一种飞机机翼组件，包括具有固定前缘的机翼、前缘缝翼、平移电缆装置、以及密封组件；前缘缝翼被安装为相对于固定前缘在收回位置和伸展位置之间运动，平移电缆装置用于将前缘缝翼电连接到机翼上并且平移电缆装置具有支杆，支杆的一端连接到前缘缝翼上，固定前缘具有容纳支杆的孔，密封组件用于在所述支杆和孔之间进行密封。

Description

平移电缆装置的密封

技术领域

本发明涉及一种具有前缘缝翼的飞机机翼组件，尤其涉及一种用于将前缘缝翼电连接到机翼的平移电缆装置。

背景技术

通过使用排气而对飞机前缘结构进行冰防护已经被传统地应用在大型商用固定机翼飞机上。近来，已经推动引入了电除冰系统，因为这种系统效率更高。商用固定机翼飞机的特别需要冰防护的区域是可运动的前缘缝翼结构。

WO2006/027624A描述了一种连接装置，所述连接装置用于连接飞机机翼的固定机翼元件和可伸展的前缘缝翼之间的辅助设备，其中可伸展的前缘缝翼安装到固定机翼元件上。该连接装置包括壳体和中空的伸缩式组件，壳体用于连接到固定机翼结构上，伸缩式组件能在收回位置和展开位置之间伸展。辅助设备装载管道装置装载所述固定机翼元件和前缘缝翼之间的辅助设备（如电缆），并伸展穿过中空伸缩式组件。辅助设备装载管道装置是易弯曲的，当伸缩式组件位于收回位置时，辅助设备装载管道装置的超出部分位于壳体内。伸缩式组件的一端连接到前缘缝翼，因而当前缘缝翼运动时，伸缩式组件相对于固定机翼元件平移。固定机翼元件具有容纳伸缩式组件的孔。该孔是细长的以在前缘缝翼运动时允许伸缩式组件在竖直平面中旋转。

在前缘缝翼展开以用于大升力（起飞和降落）配置时，当前缘缝翼收回但面向迎面而来的气流时，前缘缝翼遮盖固定前缘结构中的孔。在大升力配置状态下，所述孔会引起气动阻力并且会在机翼上方引起不适宜的气流扰动。

发明内容

本发明提供了一种飞机机翼组件，包括具有固定前缘的机翼、前缘缝翼、平移电缆装置、以及密封组件；前缘缝翼被安装为用于相对于所述固定前缘而在收回位置和伸展位置之间运动，平移电缆装置用于将所述前缘缝翼电连接到机翼并且平移电缆装置具有支杆，所述支杆的一个端部连接到所述前缘缝翼，所述固定前缘具有容纳支杆的孔，密封组件用于在支杆和孔之间进行密封。

密封组件包可括第一密封件和第二密封件，第一密封件固定在所述孔附近，第二密封件固定到所述平移电缆装置的支杆。

优选地，前缘缝翼移动到一个或更多个预定位置时，第一密封件和第二密封件相互配合。可设置多个第二密封件，每个第二密封件均在前缘缝翼的相应的不同位置与所述第一密封件相互配合。

平移电缆装置可具有安装到机翼的近端和连接到前缘缝翼的远端。

密封组件可包括襟翼密封件（第一密封件），襟翼密封件安装到固定前缘并突伸进入所述孔中。

襟翼密封件可包括多个襟翼密封部分，襟翼密封部分的相邻部分之间具有间隙。

襟翼密封件可安装到所述固定前缘的基本上环绕所述孔的部分上。

襟翼密封件可包括第一部分和第二部分，该第一部分安装到限定了所述固定前缘的板的内表面上并且靠近所述孔的边缘，该第二部分位于所述孔内并基本上与该板的外表面相一致。

襟翼密封件可具有位于中央的切口。

平移电缆装置可包括铰接机构（如WO2009/130473A描述的机构），或伸缩机构（如US2010/0327111A中描述的机构）。

铰接机构可包括第一支杆和第二支杆，第一支杆枢转地安装到机翼上，第二支杆具有枢转地连接到第一支杆的近端和连接到前缘缝翼的远端。

第二支杆可以是弯曲的。

密封组件可包括插塞式密封件（第二密封件），插塞式密封件在远离支杆的与所述前缘缝翼相连的端部的位置处固定到该支杆。

插塞式密封件可被设置为：当前缘缝翼完全展开时插塞式密封件进入固定前缘的孔中，当前缘缝翼收回时插塞式密封件从所述孔中移出并进入机翼中。

密封组件可包括密封罩（另一第二密封件），所述密封罩遮盖所述平移电缆装置和前缘缝翼之间的连接机构。密封罩不仅与密封组件的第一密封件（如襟翼密封件）相互配合，还起到一保护外罩的作用，以在第一密封件穿过所述孔运动时防止所述连接机构的突出元件（如螺栓）损害第一密封件。

平移电缆装置通过前缘缝翼的运动而可被动地被驱动。

飞机机翼组件还可包括前缘缝翼致动机构，所述前缘缝翼致动机构用于驱动前缘缝翼在其伸展位置和收回位置之间运动。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的实施例，附图如下：

图1是平面图，示出了具有前缘缝翼的固定机翼商用飞机；

图2是机翼前缘区域的局部剖视图，示出了机翼的固定前缘、前缘缝翼（收回状态）以及将前缘缝翼电连接到机翼上的铰接式平移电缆装置；

图3是机翼前缘区域的局部剖视图，示出了前缘缝翼处于伸展状态以使固定前缘中的孔露出，该孔容纳平移电缆装置的支杆，该支杆连接到前缘缝翼上；还示出了待密封的区域；

图4是固定前缘上的所述孔的向后看的视图，图中已去掉了前缘缝翼以示出支杆端部处的连接机构（前缘缝翼处于收回状态）、以及突伸进入所述孔中的襟翼密封件，该襟翼密封件具有四个部分；

图5是固定前缘中的孔的向前看的视图，示出了支杆端部处的连接机构（前缘缝翼处于收回状态），该连接机构伸入襟翼密封件中的切口中；并示出了襟翼密封件上的安装件安装到前缘板的内表面上的状态；

图6是铰接式平移电缆装置（前缘缝翼处于收回状态）的视图，示出了密封组件的插塞式密封件（第二密封件），该插塞式密封件固定到支杆的所述端部，该端部与该支杆的连接到前缘缝翼的端部相反。

图7是铰接式平移电缆装置（前缘缝翼处于展开状态）的视图，示出了靠近固定前缘中的孔处的插塞式密封件，此处插塞式密封件与襟翼密封件（为清楚显示起见未对该襟翼密封件进行显示）相互配合以对所述孔进行密封；

图8是平移电缆装置（为清楚起见图中去掉了前缘缝翼）的支杆端部处的连接机构的视图，平移电缆装置具有密封罩（另一种第二密封件），所述密封罩用于在前缘缝翼收回时与襟翼密封件相互配合，并用于保护襟翼密封件以免连接机构的突出边缘对襟翼密封件造成损害；以及

图9是示意性视图，示出了根据本发明的另一实施例的飞机机翼前缘配置，该配置具有伸缩式平移电缆装置、襟翼密封件（第一密封件）和密封罩（第二密封件）。

具体实施方式

图1示出了传统式固定机翼商用飞机，飞机具有机身1、机翼2、安装在机翼下的发动机3、以及水平稳定器表面4和竖直稳定器表面5。但是，除了机翼2具有可运动的前缘缝翼6以外，本发明并不局限于一种特定类型的飞机或飞机结构。

因而，本发明可广泛应用到商用和军用飞机上，这类飞机具有安装在各种位置上（如机身、尾部、翼上、翼下）的各种不同的动力装置（如喷气式、涡轮驱动式等）、机翼结构（如高机翼、低机翼、组合翼体等）、机翼平面形状（如前掠翼、非后掠翼、后掠翼等）、以及各种稳定器表面（包括尾部平面、鸭式飞机的安定面等）。

图2是机翼前缘区域的局部剖视图，示出了机翼2，所示出的机翼2具有固定前缘7，前缘缝翼6中的一个朝固定前缘7完全收回和收卷。前缘缝翼通过前缘缝翼致动机构能在收回位置和多个展开位置（包括起飞位置和降落位置）之间运动。在该实施例中，前缘缝翼致动机构包括传统式的前缘缝翼导轨8。因而在此将不再对前缘缝翼致动机构的前缘缝翼导轨及其他元件进行重复的详细描述。当然，将理解：可通过各种不同的前缘缝翼致动机构而使前缘缝翼运动，本发明不局限于任何特定类型的前缘缝翼致动机构。前缘缝翼6相对于固定前缘7能够进行平移运动。

图2中还示出了用于将前缘缝翼6电连接到机翼2上的平移电缆装置9。平移电缆装置9是铰接式的，包括第一支杆10和第二支杆12，第一支杆10通过托架11可枢转地安装到固定机翼结构（如肋，图中未示出），第二支杆12具有近端13和远端14，近端13可枢转地连接到第一支杆10，远端14（如图5所示）通过连接机构21（如旋转接头）连接到前缘缝翼6。

平移电缆装置9通过前缘缝翼6的运动而被动地被驱动。第二支杆12具有装载电缆（电缆可以是电缆束、单根电缆、或多根单独的电缆）的中空管状结构。电缆连接到安装在前缘缝翼6后部的电缆连接器（未示出），电缆穿过中空管状的第二支杆12并且围绕使第一支杆10与第二支杆12连接的枢轴接头，电缆的其他端部连接到机翼前缘结构内的接线通道（未示出）。在图2的装配视图中，可以看到机翼侧的（未连接的）电缆端部114。

可通过电缆路由器（如WO2009/130473中所述的）让电缆穿过铰接式平移电缆装置9，在此引入该篇专利文献的内容作为参考。电缆路由器包括靠近枢轴的电缆保护器，以强制电缆靠近枢轴并调节电缆与铰接式机构9的相应的相邻的支杆10、12一起运动。这有助于在该铰接式机构枢转时将电缆保护器和电缆之间的相对运动减小到最小，并从而减小电缆的磨损。

当前缘缝翼6相对于机翼固定前缘7在展开位置和收回位置之间运动时，连接到前缘缝翼6上的第二支杆12运动，从而使平移电缆装置9进行铰接。

从图3可看出，固定前缘具有用于容纳第二支杆12的孔15。当前缘缝翼6收回时（如图2所示），该孔15被前缘缝翼16遮盖而不暴露在机翼之上的气流中。前缘缝翼6具有高速球形密封件16，所述高速球形密封件16用于在飞机处于高速巡航状态时在前缘缝翼6和固定前缘7之间进行密封。在密封状态下，球形密封件16设置在略高于孔15的上边缘的位置处。因而，高速球形密封件16防止渗透的空气在机翼周围从高压区域流至低压区域。当前缘缝翼6展开至其降落位置时（前缘缝翼6完全展开），如图3所示，孔15暴露在机翼上方的气流中，如果未密封住孔15，将会引起气动阻力、噪音，以及在机翼上表面之上形成不适宜的气流扰动。

为了密封所述孔15，设置有包括多个分离的密封元件的密封组件，现在将详细描述这些密封元件。

图4示出了固定在孔15附近的襟翼密封件17（“第一密封件”）。襟翼密封件17包括多个襟翼密封部分，在图4和5所示的实施例中，襟翼密封件17包括四个襟翼密封部分，即，两个上部襟翼密封部分17a、17b和两个下部襟翼密封部分17c、17d。襟翼密封部分17a-d是分离的密封元件，它们分别紧固到D形前端板18的内表面上，D形前端板18界定了固定前缘的轮廓。将襟翼密封部分17a-17d设置为在每个相邻的襟翼密封部分17a-17d之间提供间隙19。

襟翼密封件17具有阶梯形结构，所述阶梯形结构包括环绕大体为椭圆形的孔15的基本上整个外周（除间隙19以外）的安装部分17e，该安装部分17e紧固到D形前端板18的背面上。襟翼密封件17还包括突伸进入所述孔15中的自由部分17f。自由部分17f被设置为基本与D形前端板18的外表面齐平。最后，襟翼密封件17包括将自由部分17f连接到安装部分17e的中间部分17g，中间部分17g围绕孔15的周缘且跨越D形前端板18的壁厚。

襟翼密封件的自由部分17f被构造为：随着平移电缆装置9的支杆12通过前缘缝翼6的运动而被动地被驱动从而在其伸展位置和收回位置之间运动时，自由部分17f偏转。通过将襟翼密封件17设置成多个分离的襟翼密封部分17a-d且使各相邻部分之间具有间隙19，支杆12穿过孔15运动时允许襟翼密封件的自由部分17f具有更大的偏转自由度。尽管上部密封部分17a、17b比下部密封部分17c、17d大，但是襟翼密封部分17a-17d被设置为密封住大体上为椭圆形的孔的相应的扇形区。

襟翼密封件17还界定了切口20，该切口20基本上位于襟翼密封件17内的中央。切口20的尺寸比支杆12的外径大，但比连接机构21的最大“直径”小，连接机构21用于将支杆12的远端14连接到前缘缝翼6。如图4和5所示，当前缘缝翼6收回以用于巡航工况时，连接机构21从襟翼密封件17的两侧伸出。

当前缘缝翼6运动到其部分伸展的起飞位置时，前缘缝翼的后缘22保持与D形前端板18的外表面接触，D形前端板18限定了固定前缘7。因而襟翼密封件17不会暴露在机翼表面上方的迎面而来的气流中。但是，襟翼密封件17暴露在部分伸展的前缘缝翼6后面的内凹区域中，因而要求襟翼密封件17提供充分的密封以防止过多气流进入孔15中，过多气流进入孔15中会造成大致为翼展方向的交叉气流流入紧随固定前缘7之后的机翼内部。

当前缘缝翼6移动到其完全展开的降落位置时，如图3所示，孔15暴露在机翼上方的气流中（因而襟翼密封件17也暴露在机翼上方的气流中），因而密封组件包括固定到平移电缆装置9的支杆12上的“第二密封件”，以使第一和第二密封件相互配合以提高密封效果。第二密封件是插塞式密封件23，如图6和7最清楚所示。

插塞式密封件23被设置为：前缘缝翼完全展开（即，展开至其降落位置）时，插塞式密封件23进入D形前端板18（其界定固定前缘）的孔15中；前缘缝翼收回时，插塞式密封件23从孔15中移出并进入D形前端板18后面的机翼前缘区域中。插塞式密封件23包括安装部分23a，安装部分23a通常形成为套筒，所述套筒用于固定到管状支杆12的近端13。插塞式密封件23还包括大致为椭圆形的密封面部23b，密封面部23b的形状形成为基本上与椭圆形孔15的形状相一致但尺寸比孔15的边缘小。密封面部23b被设置成相对于支杆12的纵轴倾斜一定角度并且被锥形结构23c支撑以结合到套筒部分23a中。与襟翼密封件17相比，插塞式密封件23通常是刚性的。插塞式密封件23通常是实心的，或可供选择地，为了减轻重量，插塞式密封件23内部可以包括中空结构。

如图7最清楚所示，当前缘缝翼6运动至其完全展开（降落）的位置时，平移电缆装置9完全展开，从而使得插塞式密封件23进入孔15中。请注意：在图7中，为了清楚起见，已经将襟翼密封件17从孔15的周围去掉了。密封面部23b接触襟翼密封件17的自由部分17f的内表面以提高密封效果。特别地，插塞式密封件23能达到如下效果：防止襟翼密封件扇形部分17a-17d由于迎面而来的气流的作用而出现任何明显向内偏转；从而密封了襟翼密封件17a-17d的扇形部分之间的间隙19，也填充了襟翼密封件17中的切口20。这样，襟翼密封件17和插塞式密封件23能达到充分密封的效果，从而，前缘缝翼6完全展开至其降落位置时，可基本上气动地密封住固定前缘7中的孔15。

返回到图5，可看出：当前缘缝翼6完全收回时，支杆12的远端14和前缘缝翼6之间的连接机构21从襟翼密封件17的两侧伸出，连接机构21包括几个相对尖陡的突出表面，如露出的螺栓等。因而密封组件包括图8中所示的密封罩24形式的另外的密封元件。密封罩24被认为是另一种“第二密封件”，这是因为：密封罩24不仅在连接机构21的上方提供了保护性罩体而用于保护襟翼密封件17，密封罩24还被设置为：在前缘缝翼6处于完全收回（巡航）的位置时与襟翼密封件17相互配合以提高密封效果。通过在巡航配置情况下用襟翼密封件17和密封罩24充分地密封住所述孔15，可以将沿着紧随固定前缘7之后的机翼内部流动的翼展方向的气流降到最少。

可以看出，密封组件包括多个“第二密封件”（插塞式密封件23和密封罩24），每个第二密封件均适于与前缘缝翼6的相应的不同位置处的“第一密封件”（襟翼密封件17）相互配合。

密封件可包括各种密封材料，可以使各密封件的构造均不相同。密封件17、23、24暴露在低温环境中。襟翼密封件17的弹性可以充分大，并且耐磨损性也充分大，从而能适应支杆的运动。密封罩24也可以是弹性的以及耐磨损的。插塞式密封件23的弹性可比襟翼密封件17的弹性小。

用于襟翼密封件17的合适密封材料例如可包括加强硅橡胶或加强的其他弹性材料。优选可为氟硅材料。加强材料可以包括织物，例如编织纤维层或针织纤维层。纤维材料可以是聚酯、棉质或其他合适材料。襟翼密封件17的外表面可包括环境保护层，如聚氨酯覆层。襟翼密封件17可以模制而成或以其他方式制成。密封罩23也可以使用类似材料。

插塞式密封件24可以比襟翼密封件17刚硬。插塞式密封件24也暴露在低温环境中，但通常对耐磨损性和弹性的要求比襟翼密封件17低。因而插塞式密封件24可由各种材料制成，如由具有织物（如产品商标为Tufnol的织物）的酚醛树脂、软质的弹性材料、铝复合材料，或这些材料的组合物制成。

取决于各密封件相对于飞机发动机的位置，可能需要密封材料的防火性达到特定程度。

如图8所示，密封罩24封装住连接机构21，通常将密封罩形成为具有近端24a和远端24b的护套，所述近端24a裹绕支杆12的远端14，远端24b用于密封住前缘缝翼6的后端面。密封罩24保护襟翼密封件17中的切口20的边缘以免连接机构21的相对尖陡的突起边缘对该切口20的边缘造成损害。当前缘缝翼6完全收回时，密封罩24也占据了襟翼密封件17的切口20，从而在前缘缝翼6完全收回时提高密封效果。另外，密封罩24提供了更多的环绕连接机构21的空气动力面，从而在前缘缝翼部分展开或完全展开以用于起飞或降落的大升力结构时，降低了当支杆12的远端14伸入紧随前缘缝翼6之后的内凹区域内的气流中时所产生的气动阻力和噪声。

应理解：尽管在上述实施例中平移电缆装置是铰接式的，但是在本领域中其他类型平移电缆装置也是公知的，例如US2010/0327111A中所述的伸缩式配置。图9示出了一种伸缩式平移电缆装置25，其被设置为起到将前缘缝翼6电连接到机翼2的类似作用。伸缩式平移电缆装置包括具有三部分的支杆，当前缘缝翼6在其收回和展开位置之间移动时这三部分伸缩地运动。可以看出，图9所示的飞机机翼组件也包括固定前缘7中的襟翼密封件17、固定到支杆外侧的插塞式密封件23、以及对所述伸缩式平移电缆装置25的远端和前缘缝翼6之间的连接机构21进行包绕的密封罩24。襟翼密封件17、插塞式密封件23和密封罩24的设置以及作用基本上与上述实施例相同。插塞式密封件23固定到这三个伸缩式支杆部分的中间的那个部分上，靠近所述中间的那个部分的、距离前缘缝翼6最近的远端。当然，伸缩式支杆可以具有超过三个或小于三个的部分。

尽管已经参照一个或多个优选实施例描述了本发明，但是将理解为：在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变或改进。

Claims (15)

1.一种飞机机翼组件，包括具有固定前缘的机翼、前缘缝翼、平移电缆装置以及密封组件；所述前缘缝翼被安装为相对于所述固定前缘在收回位置和伸展位置之间运动，所述平移电缆装置用于将所述前缘缝翼电连接到所述机翼并且该平移电缆装置具有支杆，所述支杆的一个端部连接到所述前缘缝翼，所述固定前缘具有容纳所述支杆的孔，所述密封组件用于在所述支杆和所述孔之间进行密封；

其中，所述密封组件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件固定在所述孔附近，所述第二密封件固定到所述平移电缆装置的所述支杆；

其中，当所述前缘缝翼运动到一个或更多个预定位置时，所述第一密封件和所述第二密封件相互配合。

2.根据权利要求1所述的飞机机翼组件，其中，所述平移电缆装置的近端安装到所述机翼而其远端连接到所述前缘缝翼。

3.根据权利要求1所述的飞机机翼组件，其中，所述密封组件包括襟翼密封件，该襟翼密封件安装到所述固定前缘并突伸进入所述孔中。

4.根据权利要求3所述的飞机机翼组件，其中，所述襟翼密封件包括多个襟翼密封部分，所述襟翼密封部分中的相邻部分之间具有间隙。

5.根据权利要求3所述的飞机机翼组件，其中，所述襟翼密封件安装到所述固定前缘的基本上环绕所述孔的部分上。

6.根据权利要求3所述的飞机机翼组件，其中，所述襟翼密封件包括第一部分和第二部分，所述第一部分安装到限定了所述固定前缘的板的内表面上并且靠近所述孔的边缘，所述第二部分位于所述孔内并基本上与所述板的外表面相一致。

7.根据权利要求3所述的飞机机翼组件，其中，所述襟翼密封件具有位于中央的切口。

8.根据权利要求1所述的飞机机翼组件，其中，所述平移电缆装置包括铰接机构或伸缩机构。

9.根据权利要求8所述的飞机机翼组件，其中，所述铰接机构包括第一支杆和第二支杆，所述第一支杆能够枢转地安装到所述机翼上，所述第二支杆具有能够枢转地连接到所述第一支杆的近端和连接到所述前缘缝翼的远端。

10.根据权利要求9所述的飞机机翼组件，其中，所述第二支杆是弯曲的。

11.根据权利要求1所述的飞机机翼组件，其中，所述密封组件包括插塞式密封件，该插塞式密封件在远离所述支杆的与所述前缘缝翼相连的端部的位置处固定到该支杆。

12.根据权利要求11所述的飞机机翼组件，其中，所述插塞式密封件被设置为：当所述前缘缝翼完全展开时，该插塞式密封件进入所述固定前缘中的所述孔中；当所述前缘缝翼收回时，该插塞式密封件从所述孔中移出并进入所述机翼中。

13.根据权利要求1所述的飞机机翼组件，其中，所述密封组件包括密封罩，所述密封罩遮盖所述平移电缆装置和所述前缘缝翼之间的连接机构。

14.根据权利要求1所述的飞机机翼组件，其中，所述平移电缆装置通过所述前缘缝翼的运动而被动地被驱动。

15.根据前述任一权利要求所述的飞机机翼组件，所述飞机机翼组件还包括前缘缝翼致动机构，所述前缘缝翼致动机构用于驱动所述前缘缝翼在其伸展位置和收回位置之间运动。