CN103201170B - 用于封闭一结构的气动面上的孔的密封组件 - Google Patents

Abstract

一种密封组件，用于封闭结构的空气动力面上的孔，该密封组件包括：用于连接到结构上的导轨（15，16）；以及，可伸缩密封件（11）。可伸缩密封件包括弹性基底（20）和一组连接到基底（20）上的杆。其中，至少一个杆被安装成沿导轨移动；通过沿导轨移动至少一个杆，同时折叠/展开密封件基底，这样，密封件可在伸展位置和缩回位置之间移动；其中密封件被朝其伸展位置偏压。

Description

用于封闭一结构的气动面上的孔的密封组件

技术领域

本发明涉及一种密封组件。具体而言，本发明涉及一种用于封闭气动面上的孔的密封组件。

背景技术

固定翼飞机通常装配有可展开的高升力装置，用于在起飞和着陆时增加机翼升力系数。例如，缝翼是一种前缘高升力装置，其能安装到机翼固定前缘上，当缝翼从其缩回（收卷）位置移动到一个或更多个伸展位置时，缝翼可相对于机翼固定前缘向前向下展开。

每个缝翼通常通过两个或更多个沿翼展方向隔开的缝翼支撑导轨安装到机翼固定前缘上，缝翼支撑导轨在一个或更多个缝翼致动器的控制下引导缝翼相对于机翼固定前缘运动。每个缝翼支撑导轨通过凸耳或关节连接到缝翼上，从缝翼的后端面伸展。

缝翼具有大致为凹形的朝后表面，机翼固定前缘具有大致为凸状的朝前表面，这样缝翼收卷时能靠拢机翼固定前缘。因而，机翼固定前缘包括孔，当缝翼缩回时，所述孔容纳所述凸耳（和支撑导轨）。当缝翼完全伸展（如，着陆时）时，所述凸耳通常将离开孔，当缝翼局部伸展（如，起飞时）时，所述凸耳也会离开孔。

缝翼可以是“狭缝”式或“密封”式，在狭缝式缝翼中，当缝翼至少局部伸展时，缝翼和机翼固定前缘之间会形成狭缝；在密封式缝翼中，当缝翼至少局部伸展时，缝翼展开结构紧随机翼固定前缘的弯曲部分、缝翼密封住机翼固定前缘。

缝翼关节从机翼固定前缘上的孔中移出时会露出孔，由于气流通过所述孔从高压下翼面泄露到低压上翼面，从而，会引起机翼前缘区域周围的流动特性不理想。

为了使高升力性能良好，无论缝翼是狭缝式还是密封式，需要封闭所述孔的尽可能多的部分。但是，尤其在密封式缝翼的情况下，需要至少在缝翼局部展开的起飞结构时密封所述孔。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种密封组件，用于封闭一结构的空气动力面上的孔，该密封组件包括：用于连接到所述结构上的导轨；和，可伸缩密封件。该可伸缩密封件包括柔性基底和连接到所述基底上的多个杆；其中，至少一个杆被安装成沿导轨移动；通过沿导轨移动所述至少一个杆，同时折叠/展开密封件基底，这样，密封件能在伸展位置和缩回位置之间移动；其中，密封件被朝其伸展位置偏压。

优选地，密封件可自行朝其伸展位置偏压。

密封件基底优选是弹性体，当密封件折叠时可存储势能，通过将密封件朝其伸展位置展开可释放该势能。

密封件还可包括机械弹簧，用于将密封件朝其伸展位置偏压。

密封件基底可包括一个或更多个整体式张力连接筋板，用于将密封件朝其伸展位置偏压。

密封组件还可包括连接在密封件和所述结构之间的弹簧机构，用于将密封件朝其伸展位置偏压。

弹簧机构可包括一个或更多个拉簧，或，一个或更多个恒力弹簧。

密封件可具有近端和远端，所述远端可相对于导轨以及相对于所述近端移动。

密封件的远端可包括接触面，该接触面用于接合驱动件以使密封件缩回。

密封件的远端可包括磁铁，磁铁用于与驱动件中的铁磁材料相互协作以伸展密封件。

导轨可包括端部止动件，该端部止动件限制密封件的远端沿导轨的行程。

所述杆优选包括一个或更多个第一杆以及一个或更多个第二杆，第一杆从基底伸展至与导轨接合，第二杆被设置成在密封件缩回时远离导轨运动。

第二杆可不从基底的任一侧伸展。可供选择地，当密封件处于其伸展位置时，第二杆可从基底的两侧伸展至接触导轨的外侧。

第一杆可设置在密封件的两端。

第一杆和第二杆可沿密封件的长度方向交替布置。

第一杆可被设置为相对于基底自由旋转。

第二杆可相对于基底固定。

密封件还可包括设置在相邻的杆之间的加强件。

密封件还可包括位于基底的表面上的凸起，所述凸起靠近至少一个杆以有助于折叠基底。

本发明的另一方面提供了一种机翼，该机翼具有相对于机翼前缘能够在缩回位置和伸展位置之间移动的装置、以及根据前述任一所要求保护的技术方案的密封组件；该机翼前缘具有孔，当所述装置处于其缩回位置时，所述孔容纳所述装置的一部分；当所述装置处于其伸展位置时，该密封组件封闭所述孔的至少一部分。

当密封件在其伸展位置和收缩位置之间移动时，密封件的基底优选不伸展到机翼前缘轮廓之外。

当密封件处于其伸展位置时，密封件的基底可与所述前缘的轮廓基本相一致。

所述装置可包括驱动表面，该驱动表面用于接触所述密封件，从而在所述装置一缩回时就能引起密封件缩回。

当所述装置局部伸展并密封机翼前缘时，密封件适于完全密封所述孔。

当所述装置完全伸展并与机翼前缘之间形成狭缝时，密封件可在机翼前缘周围伸展至靠近所述装置的后缘的位置。

所述机翼可以是飞机机翼，所述装置可以是前缘缝翼。

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示意性示出了机翼前缘区域的截面图，机翼前缘区域具有缝翼，图中示出缝翼处于a）收卷（缩回的）位置、b）起飞（局部展开的）位置、以及c）着陆（完全展开的）位置，示出了缝翼展开时机翼固定前缘上的用于容纳缝翼致动机构的孔是如何露出来的；

图2示出了机翼前缘，为清楚起见图中省去了缝翼，以示出所述孔和根据第一实施例的密封组件（示出其处于展开状态），该密封组件安装在孔中用于封闭孔的上部分；

图3示出了机翼前缘区域的截面图，示出缝翼处于其完全展开（着陆）的位置，此状态下，缝翼致动机构延伸入所述孔中，密封组件处于其展开位置以封闭孔的上部分；

图4示意性示出了机翼前缘区域的截面图，示出了密封组件如何帮助防止气流从机翼的下气动面泄露到上气动面，还示出缝翼展开时高压气体如何帮助保持密封组件处于其展开状态的；

图5a示出机翼的透视图，此时缝翼处于收卷（缩回的）结构；

图5b示出机翼的透视图，此时缝翼处于其起飞（局部展开的）结构；

图5c示出机翼的透视图，此时缝翼处于其着陆（完全展开的）结构；

图5d示出机翼的透视图，示出缝翼从其收卷位置（在该位置，关节占据机翼固定前缘上的孔）移动到其着陆位置时缝翼关节的运动；

图6a示出被安装的密封组件的局部截面图；

图6b示出密封件的侧缘的局部视图；

图6c示出密封组件的密封件的局部截面图；

图6d示出被安装的密封组件的另一截面图；

图6e示出密封组件的导轨件的详细视图；

图6f示出安装有密封件的导轨件的端部的详细视图；

图6g示出密封件的用于接触缝翼关节的端部的详细视图；

图6h示出密封件的接触缝翼关节的端部的截面图；

图6i是详细视图，示出了密封件的端部和缝翼关节之间的接触状态；

图7示出收卷的密封组件的截面侧视图，此时密封件处于折叠状态，示出缝翼关节处于a）最初的接触位置、b）收卷位置、以及c）超程位置时其后表面的轮廓；

图8示出机翼前缘以及根据第二实施例的密封组件（示出其处于展开状态），该密封组件安装在孔中，示出密封组件与固定前缘的外部气动面基本上齐平；

图9示出第二实施例的密封组件处于其伸展位置时的平面图；

图10是沿图9中的A-A线所示的截面图；

图11是沿图9中的B-B线所示的截面图；

图12详细示出了后部止动件；

图13是沿图12中的C-C线所示的截面图；

图14示出了密封组件的等轴测视图；

图15详细示出了导轨件；

图16和17详细示出了密封件；

图18详细示出了导轨件；

图19示出了可选的导轨件；

图20a示出了密封元件的分解图；

图20b-20g详细示出了密封元件；

图20h示出了具有磁铁的可选择滚筒；

图21示出了第二实施例的密封件的变形形式，该密封件具有不连续的张力连接筋板；

图22示出了环绕密封件中的一个杆的组合区域的截面图；

图23示出了第二实施例的密封件处于其完全缩回位置；

图24和25示出具有附加的拉簧的密封组件；

图26和27示出具有附加的恒力弹簧的密封组件；

图28示出了用于恒力弹簧的附加导向滚筒。

具体实施方式

图1示出了机翼固定前缘区域的截面图，该固定前缘区域具有“密封”式前缘缝翼。机翼1具有前缘区域2，前缘区域具有剖面为“D形”的前端盖3以形成基本上为凹形的外部空气动力面4。缝翼5安装到机翼固定前缘区域2上。

图1中示出缝翼5处于缩回的“收卷”位置a）、局部伸展的“起飞”位置b）、以及，完全伸展的“着陆”位置c）。从图1可看出，缝翼5是“密封”式的，当缝翼5从其收卷位置a）展开至其起飞位置b）时，缝翼5的后缘6紧随机翼固定前缘的D形前端盖3的轮廓，并密封住外部空气动力面4。

当缝翼5进一步从其局部伸展的起飞位置b）移动到其完全伸展的着陆位置c）时，缝翼5的后缘6和D形前端盖3的外部空气动力面4之间出现间隙7。

D形前端盖3包括用于容纳缝翼致动机构（图1中未示出）的元件的孔8，缝翼致动机构使缝翼5在不同位置之间移动。从图1中可看出，当缝翼5从收卷位置a）移动到起飞位置b）时，孔8的上端部分“O”打开。如果所述上端部分保持打开，孔8的上端部分“O”将让机翼下表面9附近的高压气体泄露到靠近机翼上表面附近的低压区。这种泄露气流会导致在机翼1上出现不理想的流动特性。另外，当缝翼5移动到着陆位置c）时，孔8的外露部分增加，从而，通过孔8泄露的流量将会增加，机翼1上的流动特性的不理想程度进一步增强。

如图2所示，根据第一实施例的可伸缩的孔密封件11被设置为，当缝翼5伸展时，密封件11封闭孔8的外露的上端部分。为清楚起见，图2中省去了缝翼5，但是示出了缝翼后缘6在起飞和着陆时的位置以进行参照。从图2可看出，在起飞和着陆时，可伸缩密封件11均封闭孔8的上端部分。也就是说，当缝翼5处于着陆位置时，可伸缩密封件11向前伸展至大致靠近缝翼后缘6的位置。

图3示出了机翼前缘区域2的截面图，示出了缝翼5处于其完全展开的着陆位置。图3示出了缝翼展开机构12，该缝翼展开机构包括连接到关节14上的缝翼导轨13，所述关节从缝翼5向后伸展。从图3可清楚看出，孔8必须被设置为，当缝翼5缩回时，该孔容纳关节14（和缝翼致动机构12的其他元件）。可伸缩密封件11在展开时基本上与D形前端3的轮廓一致。这种结构可使机翼上表面10上的流动特性良好。

图4示意性示出了机翼前缘区域2周围的气压，此时，缝翼5处于完全展开时的着陆结构。具体而言，图4示出了机翼下表面9附近的高压空气基本上被阻止泄露到低压的机翼上表面10上。

缝翼导轨侧密封件14设置在缝翼导轨13的两侧上以减小通过孔8泄漏的气流量。通过孔8的下端部分进入的高压空气有助于朝外推动可伸缩密封件11，从而使密封件基本上与D形前端3的轮廓相一致。

处于着陆结构时，由于缝翼后缘6没有密封所述固定机翼前缘的外表面4，因而，不能消除从高压下表面9泄露到机翼1的低压上表面10上的泄露流。但是，缝翼导轨侧密封件14和可伸缩密封件11相结合，有助于显著减少泄露到固定前缘区域2中的气流量。与不具有可伸缩密封件11的基本配置结构相比，这能显著提高机翼1的高升力性能。

图5a-c分别示出缝翼5处于收卷位置a）、起飞位置b）和着陆位置c）时机翼前缘区域2的状态。这些图清楚示出需要孔8来容纳缝翼致动机构12的缝翼导轨13和关节14。本领域的普通技术人员能明白，缝翼5通过两个或更多个沿翼展方向隔开的缝翼致动机构12安装到机翼固定前缘区域2上，图5a-c中仅能看到一个缝翼致动机构12。

为清楚起见，图5a-c中未渲染地示出了缝翼5和缝翼致动机构12，“透过”缝翼5可看到可伸缩密封件11。

在图5a中，可伸缩密封件11完全缩回，关节14设置在孔8内侧。在图5b中，可看出关节14和缝翼5局部展开以离开孔8，从而让可伸缩密封件11完全伸展以覆盖孔8的上端部分。在该起飞位置上，缝翼后缘6保持密封住D形前端外表面4，这样，仅可伸缩密封件11的一部分暴露在机翼1上的气流中。

在图5c中，示出缝翼5处于其完全伸展的着陆配置结构，此时，缝翼后缘6和D形前端外表面4之间出现间隙7。在图5c中，可伸缩密封件11保持完全伸展状态，密封件11的下端前缘靠近缝翼后缘6。

图5d示出关节14从其完全缩回（收卷）位置运动到其完全伸展的着陆位置。在图5d中，关节14的位置A对应于关节14刚好接触完全伸展的密封件11的下端前缘时的位置。通过下述内容可清楚看出这种接触位置的重要性。

图6a-i示出了第一实施例中的可伸缩密封件11的不同视图，现在将对这些视图进行详细描述。本质上，密封件11是一种柔性结构，多个支撑杆贯穿密封件11，支撑杆的端部设置在密封件两侧的导轨上，用于沿导轨运动。柔性密封件的弹力足以让其倾向于处于展开状态；柔性密封件的伸缩性足够大，从而，通过使杆沿导轨滑动，密封件在D形前端轮廓内可折叠成“手风琴式”结构形式。

图6a示出了设置在一对弓形导轨件15、16之间的可伸缩密封件11，将该密封件安装成可沿该对导轨件15、16运动。图6a中示出导轨件15固定连接到肋17上，该肋形成机翼固定前缘结构的一部分。收卷的密封件保护装置18连接到所述肋上。密封件11、导轨件15、16和密封件保护装置18一起形成密封组件。

密封件11包括通过横向杆21支撑的柔性基底20，横向杆21穿过基底20位于隔开的位置上。图6b示出密封件11的侧缘的一部分，以清楚示出嵌入柔性基底20中的杆21。相间的杆21伸展到基底20的边缘之外；处于中间的杆21完全嵌入基底20内，不伸展到基底20的侧缘之外。在图6b中，可看到两个杆21从基底20的边缘朝外伸展，而中间的杆21由于完全嵌入在基底20内，因而在图中不能看到中间的杆21。

图6c示出密封件11的截面图以示出基底20和杆21。从图6c也可看出，密封件11包括多个加强板22，加强板在相邻的成对的杆21之间伸展，以加强对基底20的支撑。

杆可由各种材料（如，复合材料或金属材料）制成，如碳纤维增强塑料、不锈钢或钛。杆21可固定在基底20内，或可相对于基底20自由旋转。为了让杆21在基底20内自由旋转，可使用套筒或衬套。在一个实例中，杆21可在聚四氟乙烯（PTFE）套筒内穿入基底20，这样可减小摩擦并让杆自由旋转。在另一实例中，可使用衬里套筒来让杆21自由旋转。

从图6b和6c可看出，杆21的中心轴线被设置成偏离密封件11的上下表面之间的名义中间平面。这种偏置结构有助于在密封件11缩回时折叠密封件11。下面将更详细描述密封件11的缩回过程。

嵌入在基底20中的板22可由各种材料（如，金属或复合材料）制成，如，铝、碳纤维增强塑料、或本领域普通技术人员将能意识到的其他合适的塑料/复合材料。

密封件11还包括上部外层23以使密封件11抵抗环境破坏。所述上部外层23例如可由聚氨酯或聚酯织物制成。密封件11还包括防水和冰的疏水覆层。防止冰积聚在密封件外表面上是有益的，这样密封件能容易地缩回。

图6d示出了被安装的密封组件的剖视图，图中省去了导轨16、密封件基底20和密封件上部外层23以露出加强板22和杆21。相间的杆21伸展到基底20的边缘之外，这些相间的杆21的端部容纳在相应导轨件15、16的凹槽内。导轨件15的外边缘基本上与肋17的轮廓齐平，导轨件16的外边缘也基本上与肋17的轮廓齐平（图6d中未示出）。

图6d中也可看到侧密封件14，侧密封件用于密封住缝翼导轨13的两侧。

图6e详细示出了导轨件15。弓形的导轨件15包括凹槽24，外露的杆端设置在该凹槽中以沿凹槽运动。导轨件15还包括一列固定件25，用于将导轨件15固定到肋17上。凹槽24优选包括减摩涂层，如聚四氟乙烯。这种涂层有助于防止水和/或冰积聚在凹槽24中。导轨件15、16可由各种不同材料制成，如铝或钛。将能意识到，导轨件15可采用各种其他材料以承受得住强加的压力载荷，也可在导轨凹槽24的内侧上使用各种减摩涂层。

凹槽24的后端26和前端27均被封闭以限制密封件11的行程。凹槽24内侧上的减摩材料可粘结到导轨件15、16的外壳上，而不是形成为涂层。导轨件15的被封闭的后端26和前端27可与凹槽24一体形成，或被设置为可拆卸的端部止动件。在处于外侧的所述前端27上使用可拆卸的端部止动件，会特别便于在运行时拆卸掉密封件11以进行维护或更换。

最后侧的杆21（其不移动）可被固定到机翼固定前缘结构上。例如，最后侧的杆的端部上形成有螺纹，这样该杆例如通过使用螺母就能固定到所述结构上。固定最后侧的杆21能保证：即使导轨件15、16的前端27由于任何原因而打开时，密封件11不会意外地脱离导轨件15、16。

图6f详细示出了密封组件的前端。特别地，能看出，密封件11的外表面基本上与D形前端盖3的内表面轮廓基本上相一致。重要的是，密封件11并未伸展到D形前端盖3的外表面4的轮廓之外，否则在缩回期间会与被密封的缝翼5的运动相冲突。

密封组件还包括边缘部件28，边缘部件粘结到D形前端盖3上的切口边缘上，该切口边缘界定所述孔8。边缘部件28有助于保证：通常固定到缝翼5的后表面上的高速气动密封件（未示出）不会接触密封件11。

图6g详细示出缝翼11的最前端的杆21，其特征在于，该杆21的大致中央位置上设置有滚筒29。滚筒29例如可由聚四氟乙烯制成，或由含有聚四氟乙烯的不同材料制成、或者，在该滚筒的外表面上粘结有其他减摩涂层或材料。从图6h（该图示出了穿过密封件中间部分的垂直截面的透视图）可最清楚看出，滚筒29接触缝翼关节14上的小的驱动部件30。缝翼关节14的后表面还包括接触面31和所述驱动部件30，接触面延伸到驱动部件30处。接触面31包括聚四氟乙烯或其他减摩涂层或粘结到关节14上的加强材料。图6i详细示出了滚筒29和接触面31之间的接触状态。

当缝翼5从着陆位置或起飞位置缩回时，关节14上的驱动部件30在图5d所示的位置A处将接触滚筒29。缝翼5继续缩回，引起密封件11的杆21沿导轨件15、16运动，这样，设置在导轨件15、16的导引部24内的相邻杆21之间的空间相互朝对方移动。这种运动引起那些不受导轨件15、16引导的杆21远离D形前端盖3的外表面4朝内偏移。这样，密封件11折叠成“手风琴式”结构形式。密封件11缩回以从密封件11的最前端部分开始形成连续的V形折叠结构，之后继续形成一系列V形折叠结构直到密封件11完全缩回为止。

图7示出处于收卷（完全收缩）状态的密封件11，示出了一系列V形折叠结构。图7中示出了关节14的后表面轮廓，以示出滚筒29在接触面31上的行进过程，该行进过程起始于在接触位置a）上与驱动部件30接触开始。

密封件11上的相邻杆21之间的加强板22有助于保证密封件11仅在杆21的位置处折叠。在缝翼5从其收卷位置展开的过程中，当关节14施加在密封件11上的压缩载荷消失时，在弹性基底20的固有回弹力、密封件11的上下表面之间的正压差、以及密封件11的弓形轮廓的共同作用下，可保证密封件11能自动地自行展开。当缝翼5展开时，弹性基底20的回弹力会引起缩回的密封件11的连续V形折叠结构能逐渐地朝外“快速灵活地移动”。在相反的过程中，在每个V形折叠结构形成过程中，密封件11通过逐渐的快速灵活地移动的作用被折叠。

图8示出了第二实施例，在第二实施例中，使用相同的附图标记表示与第一实施例类似的部件，但是第二实施例中的标记采用“100”系列。为简洁起见，将不再重复详细描述类似部件和类似功能，仅详细描述第一和第二实施例的不同之处。

比较图8和图2，能看出，密封件111基本上与D形前端103的外部气动面（外模线）104相一致，相比较而言，密封件11基本上与D形前端盖3的内表面轮廓（内模线）相一致。设置可伸缩密封件111以基本上与外部气动面104相一致，这样基本上消除了孔108的下游边缘处的任何气动断阶。密封件111的操作基本上与密封件11的上述操作相同。

缝翼的后缘可以具有小的偏移量（大致为2mm），所以密封件111的外表面大致设定在D形前端103的外部气动面104之后2mm处，从而缝翼后缘和密封件111的外表面之间不接触（或者至少没有干扰）。由于第二实施例中的密封件111的外表面基本上与外表面104的轮廓相一致，因而密封件111在向外方向上的正偏移量几乎为零。

图9至28详细示出和描述了根据第二实施例的密封组件的结构。将能意识到，密封组件的许多特征同样可应用到第一实施例中的密封组件中。

图9示出了密封组件的平面图，示出密封件111处于其伸展位置。导轨件115、116的外表面基本上与D形前端103的外表面104齐平。后部止动件132设置在D形前端103中的孔108的下游边缘处。

图10是沿图9中的A-A线所示的截面图。在图10中可以看到收卷的密封件保护装置118，也可看到密封件111的后端降到D形前端103之下的状态。导轨件115通过固定件125固定到前缘肋117上。与第一实施例中的导轨件15类似，导轨件115具有凹槽124，但是不同在于，凹槽124具有靠近该凹槽的后端126的下陷部分。密封件111具有多个杆121，将所述多个杆安装成可沿凹槽124移动。凹槽124后端上的下陷部分能引起密封件111降到端部止动件132之下，从而使得密封件的后端设置在D形前端103的内模线之下，而密封件111（此时密封件处于其伸展位置上）的剩余部分的外表面119与D形前端103的外部气动面104基本上齐平。

凹槽124的后端126包括端部止动件，用于限制密封件111的行程。凹槽的前端127是开口端，独立的端部止动件133固定到肋117上，该独立的端部止动件靠近并邻接导轨件115的前端。端部止动件133是可拆卸的，将该止动件拆卸掉时，由于密封件111可从导轨件115的凹槽124中滑出，因而可更容易地进行维护。当然，和第一实施例相同，在孔108的另一侧，密封组件包括导轨件116以及另一个端部止动件133；导轨件116与导轨件115类似且相对地操作。

箭头P表示作用气压的总方向，当缝翼5展开时，该作用气压倾向于推动密封件111至其伸展位置。气压P的大小和方向取决于飞机。

图11是沿图9中的B-B线所示的截面图，更清楚示出了导轨件115、116的外表面与D形前端103的外表面104基本相一致的状态、以及密封件111的外表面119与D形前端103的外表面104的轮廓基本相一致的状态。密封件的外表面119设置在所述D形前端的外表面104后方大致2mm处，以保证在预期操作条件下作用气压P不会引起密封件111的外表面119伸展至D形前端103的外表面104的轮廓之外，否则会妨碍缝翼缩回。在图11中可看到位于密封件111的最前端杆121上的滚筒129，可看出密封件111的内部结构与第一实施例的密封件11不同。下面将详细描述密封件111的结构。

图12详细示出了后部止动件132，该后部止动件具有上表面和向前倾斜的下表面，上表面基本上与D形前端103的外表面104相一致，下表面向前倾斜以基本上形成为楔形。后部止动件132的倾斜下表面的作用是：使密封件111偏移到D形前端盖103之下。后部止动件132包括后部部分，用于固定到D形前端盖103的靠近孔108后部的内表面上。

图13是沿图12中的C-C线所示的截面图。在图13中，用虚线示出缝翼后缘6，示出了后缘6与端部止动件132的外表面之间的间隙，该间隙可保证缝翼收缩时缝翼5的不被支撑的后缘6不会冲撞到端部止动件132。

图14示出了第二实施例的密封组件的等轴测视图，此时是密封组件安装在机翼固定前缘2的孔108中之前的状态。现在将参照图15-22详细描述第二实施例中的密封组件的各个元件。

图15更清楚示出了导轨件115的凹槽124中的下陷部分，该下陷部分靠近凹槽的后端126，也示出了如何将端部止动件132设置来终止凹槽的前端127的。

图16和17详细示出了密封件111，图16示出密封件的上（外）侧，图17示出了密封件的下（内）侧。密封件111在许多方面与第一实施例中的密封件11类似，但是有几个不同之处，现在将详细描述这些不同之处。

密封件111包括弹性的密封件基底120，基底包括硅基材料。密封件基底120是模制元件，除了滚筒129之外，该密封件基底可封装（至少局部封装）所有其他密封元件。

密封件111包括多个嵌入模内的杆121。从图17中可最清楚看出，杆121是两种不同的结构形式，即，沿导轨件115、116的凹槽124运动的旋转杆（第一杆）121a、以及固定的闭止杆（第二杆）121b。杆121a从密封件基底120的两侧伸出并具有圆形端，其与第一实施例中的密封件11的外露（第一）杆21相似。旋转杆121a设置在模制在密封件基底120中的套筒134内。旋转杆121a被设置为可在各自的套筒134内基本上自由地旋转。

闭止杆121b位于相邻旋转杆121a的中间，闭止杆121b取代了第一实施例中的密封件11的完全嵌入的（第二）杆21。固定的闭止杆121b不具有相连的套筒元件，闭止杆模制到密封件基底120中以使其相对于密封件基底120固定。固定的闭止杆121b的每端基本上为S形，这样，固定的闭止杆121b的端部远离密封件基底伸展并从密封件基底120的两侧横向伸出。这与第一实施例中的密封件11形成鲜明的对比，在第一实施例中，完全嵌入的第二杆21并不从密封件基底20的两侧伸展。

固定的闭止杆121b被设置为，使其端部分别与各导轨件115、116的凹槽124的下侧面135（图18所示）相互配合并相接触。不将固定的闭止杆121b安装成沿导轨件115、116的凹槽124运动，因此，当可伸缩密封件111朝其收缩位置折叠时，固定的闭止杆121b在远离D形前端盖103的外表面104的方向上远离导轨件115、116的凹槽124移动。但是，由于固定的闭止杆121b从密封件基底120的两侧伸出，因而，当密封件111移动到其伸展位置时，固定的闭止杆121b的端部接触导轨件115、116的下侧面135，从而，防止了密封件111的位于旋转杆121a中间的部分在作用气动压力P下被吹至D形前端103的外部气动面104的轮廓之外。

从图16可看出，当密封件11处于未折叠状态时，密封件基底120的外表面119基本上光滑、连续。相比较而言，从图17中可看出，密封件的内表面136包括一组组合区域，在组合区域中，密封件基底120被模制在不同的密封元件周围。特别地，能看出，密封件基底120形成在各杆121周围以让杆从密封件基底的名义内表面136伸出。

弹性的密封件基底被设置为：当密封件折叠时存储势能，通过将密封件展开至其伸展位置来释放该势能，尽管如此，但是，密封件111还包括一体模制而成的加强筋板137，以有助于展开密封件111。加强筋板137基本上垂直于密封件111的折叠轴线（其由杆121限定）伸展。加强筋板突出到基底120的名义内表面136之外。加强筋板137类似于钢筋束，有助于提供附加的弹力来展开密封件111。根据展开密封件所需的返回弹力值的大小，可设置或不设置加强筋板137。类似于第一实施例中的密封件11，密封件111包括强化结构层（未示出），该强化结构层类似于第一实施例中的密封件11上的层23。密封件111的外表面119具有防水和冰的疏水覆层。

如图18所示，导轨件115、116包括金属外框架138和模制内部分139。所述外框架基本上为L形结构；所述模制内部分由合适的低摩擦材料（如聚四氟乙烯）制成，其固定到外框架138上并界定用于接收旋转杆121a的端部的凹槽124。

可供选择地，如图19所示，密封组件可包括导轨件115a、116a，导轨件115a、116a包括金属框架140，该金属框架界定凹槽124并具有沿导向部124的内表面布置的低摩擦涂层141。低摩擦涂层或衬层包括聚四氟乙烯材料，也可在一定程度上阻止冰在导向部124内积聚。无论导轨件采用哪种结构，导轨件兼有金属（优选为铝）和聚四氟乙烯内部分，金属可提供所需的强度以能承受得住压力载荷，聚四氟乙烯内部分能使摩擦低，从而在密封件的折叠和展开期间杆121a的端部可沿导向部124平滑地移动。导轨件115、116的聚四氟乙烯内部分和金属外部元件可粘结在一起。

图20a根据类型分组示出了密封件111的元件的分解图，现在将参照图20b至20g详细描述这些元件。密封件包括部件的合并过程，将这些部件组装在一起形成一个单一的密封件111。

图20b示出了弹性的密封件基底120，该密封件基底包括硅基材料，该材料具有一定硬度以使密封件能承受得住跨该密封件所需的压缩力或张力。将可固化弹性体引入模具中（密封件的所有其他部件已经预组装在该模具中），使弹性体形成覆层或护套，以让密封件的所述其他部件嵌入该覆层或护套中，这样就形成了密封件基底。本领域的普通技术人员将能意识到，弹性材料不一定必须是硅，可以是起到相同作用的任何类似材料。

图20c示出了一组加强板122，用于提供所需的密封件强度以能承受得住工作压力载荷。密封件111包括四个内部加强板。加强板122设置在至少一些相邻杆121之间。这样，加强板设置在密封件的离散折叠线之间。在该具体实施例中，加强板122被设置成朝向密封件的前端，最后端的一对旋转杆121a之间没有设置加强板。在中间的固定闭止杆121b的一侧，两个加强板122设置在中间的一对旋转杆121a之间；在中间的固定闭止杆121b的一侧，另外两个加强板122设置在前部的一对旋转杆121a之间。如图20c的详细视图所示，加强板122具有倒圆的边缘以降低弹性的密封件基底120内的应力。加强板可由相对硬的任何合适材料（如铝、碳纤维复合材料、凯夫拉尔或任何其他合适的塑料材料）制成。

图20d示出了套筒134，套筒模制到弹性的密封件基底120中，容纳旋转杆121a。由于最前端的旋转杆121a上存在滚筒129，因此最前端的套筒134形成为两部分，两部分之间的空间用于容纳滚筒129。套筒134包括低摩擦材料，如聚四氟乙烯。

图20e示出了杆121，该杆是旋转杆121a或固定的闭止杆121b。该详细视图示出旋转杆121a的圆形端和固定的闭止杆121b的S形端之间的差别。杆121可由复合材料、钢、不锈钢、钛、或能满足密封件111所需的空气压力载荷要求的任何其他合适材料制成。为了让旋转杆121a基本上自由地旋转，可使用带衬里的衬套来替代旋转杆121a的套筒134。

图20f示出了一对分隔器141，用于防止密封件基底120和滚筒129（图20g所示）粘结在一起。分隔器141可包括摩擦降低材料，以允许自由旋转并不束缚或影响滚筒129。滚筒129包括非金属材料或涂覆有非金属材料的金属材料，涂覆非金属材料用于保护表面。

密封件基底120具有一种固有能力，即，可通过展开至其伸展位置来释放出储存的势能。例如可通过张力连接筋板137来增强这种固有能力，可通过使用一个或更多个位于滚筒内的磁铁来进一步增强这种固有能力。如前所述，参照第一实施例，设置滚筒来接触缝翼的关节14的表面。通过将一个或更多个磁铁布置在滚筒内，用于与关节14内的铁磁材料相互协作，从而，当关节14由于缝翼4展开而向前移动时，磁引力将对密封件的前端提供附加的拉力。

图20h示出了典型的示例性滚筒129a，使用该滚筒替代滚筒129，滚筒129a包括沿其旋转轴轴向布置的多个磁铁142。磁性材料包括钕，不同的磁极片143设置在相邻磁铁142之间。黄铜端塞另外设置在滚筒和管144的两端上，端塞优选是不锈钢材料，被设置成接收穿过滚筒的旋转杆121a。

图21示出了第二实施例中的密封件的变化形式，不同在于，密封件211包括不连续的整体式张力连接筋板237，而密封件111包括连续的张力连接筋板137。在所有其他方面，密封件211均与前述密封件111相同。张力连接筋板237越过每个嵌入模内的固定闭止杆伸展。将张力连接筋板设置成3-4-3布置结构，即，三个张力连接筋板靠近密封件后部，四个张力连接筋板位于密封件中间部分，三个张力连接筋板靠近密封件前部。以这种方式偏置张力连接筋板以在密封件211折叠时有助于压紧。由于张力连接筋板237在每个固定闭止杆周围跨密封件的组合区域伸展，因而，密封件折叠时在加强连接筋板中产生的张力能提供更大的回复力来将密封件偏压到其伸展位置上。

图22示出了包围一个杆121的组合区域的截面图，示出了杆121与嵌入模内的加强板122的相对偏置结构。加强板122被设置成最靠近密封件的外表面119，杆121的纵轴被设置成比密封件基底120的名义内表面136更靠向内侧。

图23示出处于完全缩回的折叠位置的密封件211，以示出密封件211完全缩回时杆121a、121b的位置，也示出了每个固定闭止杆121b周围的离散的张力连接筋板237上产生的张力。

如上所述，密封组件的可伸缩密封件可自行偏压至其伸展位置上，从而，缝翼5从固定机翼前缘2向前展开时，密封件展开，这样就能密封住D形前端3上的孔8。但是，密封件的自行偏压作用可能不能提供足够的力来展开密封件，展开密封件所需的力取决于各种因素，如作用气压载荷、密封元件材料、摩擦、磨损等。前面已经描述了将磁铁组合在密封件前端上的滚筒内，图24至28示出了其他的替换或额外的机构，用于提供附加力来展开密封件。

图24示出了连接在凸耳301和连接点302之间的拉簧300，凸耳在D形前端盖103上的孔108所处侧固定到肋117上，所述连接点位于密封件111的前端杆121上。图24示出了密封件111处于完全展开的位置，图25示出密封件111处于完全缩回的位置，图24和25示出了连接到密封件111的一侧上的拉簧300。应该限制拉簧300的横向偏移（如图24中的箭头所示）以避免与肋117振动地接触。拉簧300可另外或替换地设置到前述滚筒的磁铁上。

图26示出了恒力弹簧400，恒力弹簧替代拉簧300。恒力弹簧性能大大优于拉簧300，这是因为：对于恒力弹簧而言，施加的载荷不取决于密封件的位置。不论密封件的位置如何，恒力弹簧400能提供所需的附加力来将密封件展开至其伸展位置。恒力弹簧400具有相连的外框401，外框固定到肋117上且位于孔108的一侧上。图26示出密封件处于其展开位置上，图27示出密封件处于缩回位置上，图26和27示出了连接到密封件111的一侧上的恒力弹簧400以及各恒力弹簧的对应外框401。

由于封装限制以及D形前端的弯曲轮廓，弹簧外框401设置在导轨件115的前端之下。另外，导轨件115、116的弯曲部分起到的作用是，对导轨件115、116强加向下的载荷。这种向下的载荷使固定杆121沿导轨件115、116的导向件124移动过程中的摩擦增加。摩擦增加不仅增加磨损，而且，在密封件111展开至其伸展位置的过程中，会不利地影响密封件的自行偏压作用以及恒力弹簧400所提供的附加拉力。

为了防止上述情况，图28示出了密封组件的变形形式，该密封组件具有恒力弹簧400，附加的导向滚筒402安装在改进的前端止动件133a上。增加导向滚筒402可保证载荷路径不会对导轨件115、116的导向件124产生过量磨损。在密封件111的另一侧上相对地设置改进的端部止动件113a（其具有导向滚筒402），但是图28中未示出。

在上述实施例中，可伸缩密封件是缝翼密封件，用于在缝翼处于起飞和着陆布置结构时密封机翼前缘结构上的孔。但是，在某些情况下，缝翼处于起飞布置结构时，仅需要或要求封闭/密封被外露的孔的上端部分。因而，可使用明显更小的可伸缩密封件。例如，可伸缩密封件可仅包括三个杆，即，两个设置在导轨导向件上的端部杆以及一个中间杆，这样，当密封件缩回时可形成一个单一的V形折叠结构。当然，可根据密封件展开时所需的长度来设定整数个折叠结构。

另外，或可供选择地，密封件包括嵌入基底内的弹性机构，弹性机构采用铰接弹簧或类似件的结构形式，以产生自行偏压作用使密封件从其折叠结构开始展开。

另外，在上述实施例中，尽管可伸缩密封件是缝翼孔密封件，但是根据本发明的教导，类似的可伸缩密封件可应用于封闭/密封飞机和其他空气动力面结构上的其他不同孔。例如，密封组件的变形结构可用于密封副翼或起落架舱门上的孔。

尽管已经参照一个或更多个优选实施例描述了本发明，但是应该理解为，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可进行各种改变或改进。

Claims (28)

1.一种结构与密封组件的组合，所述结构具有空气动力面，该空气动力面上具有孔，所述密封组件用于封闭所述孔，该密封组件包括：用于连接到所述结构上的导轨；和，可伸缩密封件，该可伸缩密封件包括柔性基底和一组连接到所述基底上的杆；其中，至少一个杆被安装成用于沿所述导轨移动；通过沿导轨移动所述至少一个杆，同时折叠/展开所述密封件的所述基底，这样，所述密封件能在伸展位置和缩回位置之间移动，其中，所述密封件被朝其伸展位置偏压。

2.根据权利要求1所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件可自行朝其伸展位置偏压。

3.根据权利要求2所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件的所述基底是弹性体，该弹性体在密封件折叠时存储势能，并通过将密封件朝其伸展位置展开来释放该势能。

4.根据权利要求2所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件还包括机械弹簧，用于将密封件朝其伸展位置偏压。

5.根据权利要求2所述的所述结构与密封组件的组合，其中，密封件的所述基底包括一个或更多个一体式张力连接筋板，用于将密封件朝其伸展位置偏压。

6.根据权利要求1所述的所述结构与密封组件的组合，还包括连接在所述密封件和所述结构之间的弹簧机构，用于将密封件朝其伸展位置偏压。

7.根据权利要求6所述的所述结构与密封组件的组合，其中，弹簧机构包括一个或更多个拉簧。

8.根据权利要求6所述的所述结构与密封组件的组合，其中，弹簧机构包括一个或更多个恒力弹簧。

9.根据权利要求1所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件具有近端和远端，所述远端可相对于所述导轨以及相对于所述近端移动。

10.根据权利要求9所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件的远端包括接触面，该接触面用于接合驱动件以使密封件缩回。

11.根据权利要求10所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件的远端包括磁铁，磁铁用于与驱动件中的铁磁材料相协作以伸展所述密封件。

12.根据权利要求9所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述导轨包括端部止动件，该端部止动件限制所述密封件的远端沿所述导轨的行程。

13.根据权利要求1所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述杆包括一个或更多个第一杆以及一个或更多个第二杆，第一杆从所述基底伸展至与导轨接合，第二杆被设置成在所述密封件缩回时远离导轨运动。

14.根据权利要求13所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述第二杆均不从所述基底的任一侧伸展。

15.根据权利要求13所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述第二杆均从所述基底的两侧伸展，并被设置为当所述密封件处于其伸展位置时接触导轨的外侧。

16.根据权利要求13所述的所述结构与密封组件的组合，其中，第一杆设置在所述密封件的两端处。

17.根据权利要求13所述的所述结构与密封组件的组合，其中，第一杆和第二杆沿所述密封件的长度方向交替地布置。

18.根据权利要求13所述的所述结构与密封组件的组合，其中，第一杆被设置成相对于所述基底自由旋转。

19.根据权利要求13所述的所述结构与密封组件的组合，其中，第二杆被设置为相对于所述基底固定。

20.根据权利要求1所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件还包括布置在相邻杆之间的加强件。

21.根据权利要求1所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述密封件还包括位于所述基底的表面上的凸起，所述凸起靠近至少一个杆以有助于折叠所述基底。

22.根据前述权利要求1-21之一所述的所述结构与密封组件的组合，所述结构为机翼，该机翼具有前缘以及相对于所述前缘能够在缩回位置和伸展位置之间移动的装置，所述孔布置在机翼的前缘上，当所述装置处于其缩回位置时，所述孔容纳所述装置的一部分；当所述装置处于其伸展位置时，该密封组件封闭所述孔的至少一部分。

23.根据权利要求22所述的所述结构与密封组件的组合，其中，当所述密封件在其伸展位置和缩回位置之间移动时，密封件的基底不伸展至机翼前缘轮廓之外。

24.根据权利要求23所述的所述结构与密封组件的组合，其中，当所述密封件处于其伸展位置时，所述密封件的基底与所述前缘的轮廓基本相一致。

25.根据权利要求22所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述装置包括驱动表面，该驱动表面用于接触所述密封件，从而，当所述装置一缩回时就能引起所述密封件缩回。

26.根据权利要求22所述的所述结构与密封组件的组合，其中，当所述装置局部伸展并密封机翼前缘时，所述密封件适于完全密封所述孔。

27.根据权利要求22所述的所述结构与密封组件的组合，其中，当所述装置完全伸展并与机翼前缘之间形成狭缝时，所述密封件在机翼前缘周围伸展至靠近所述装置的后缘的位置。

28.根据权利要求22所述的所述结构与密封组件的组合，其中，所述机翼是飞机机翼，该装置是前缘缝翼。