CN103448905B - 用于可旋转地将控制表面安装在飞行器上的铰接组件 - Google Patents

Abstract

一种用于将控制表面以能够旋转的方式安装在飞行器上的铰接组件，该铰接组件包括：致动轴；支承元件，该支承元件构造成将致动轴安装至飞行器的第一部件；以及铰接元件，该铰接元件构造成将致动轴安装至飞行器的第二部件，其中，致动轴以能够滑动的方式安装至支承元件并且构造成沿着致动轴的纵向轴线相对于支承元件滑动，并且铰接元件与致动轴啮合，使得当致动轴被推动而沿着致动轴的纵向轴线滑动时，致动轴和铰接元件被推动以绕致动轴的纵向轴线相对于彼此旋转，使得所述第一部件和所述第二部件中的一个被推动以绕纵向轴线相对于另一个所述部件旋转。

Description

用于可旋转地将控制表面安装在飞行器上的铰接组件

技术领域

本发明涉及一种用于以能够旋转的方式将控制表面安装在飞行器上的铰接组件。本发明还涉及包括用于以能够旋转的方式安装控制表面的铰接组件的机翼组件以及包括用于以能够旋转的方式将控制表面安装在副翼组件上的铰接组件的副翼组件。

背景技术

飞行器需要改变飞行器的机身的不同部分、特别是飞行器的机翼为了飞行期间的起飞、降落以及操纵而产生的升力的大小。通常，使用多个控制表面来控制飞行器的机身周围的空气流动。在飞行器上使用的控制表面包括缝翼、副翼、襟翼以及扰流板。例如，襟翼通常对称地布置以控制飞行器的失速速度，而副翼则布置成通过不对称地操作来控制飞行器的翻滚，即，当一个机翼上的副翼下降时，另一个机翼上的副翼上升，使得由于一个机翼产生的增大的升力和另一个机翼产生的减小的升力而导致飞行器翻滚。飞行器通常具有附加的控制表面以进一步控制飞行器的姿态，诸如安装于用以控制飞行器的偏航的竖直尾翼结构的方向舵和安装于用以控制飞行器的俯仰运动的水平尾翼结构的升降舵。

飞行器控制表面通常铰接地安装至飞行器的机身，例如安装至机翼结构或尾翼结构中的一个，使得飞行器控制表面能够相对于机翼结构或尾翼结构枢转并且改变机翼结构或尾翼结构周围的气流。铰接组件用于安装控制表面并且使控制表面在一定运动范围内旋转。这种铰接组件能够在相对于飞行器的机身的一定位置范围内保持控制表面，使得控制表面的定位能够被精确地控制。

用于使控制表面铰接地安装至飞行器的机身的常规铰接组件包括：第一枢转点，该第一枢转点限定控制表面枢转所绕的纵向轴线；和第二枢转点，该第二枢转点与铰接点偏置。液压活塞通常安装至第二枢转点并且在第二枢转点与机翼结构或尾翼结构之间延伸，使得当活塞被致动时，控制表面由于活塞所施加的力矩而被推动以围绕第一枢转点旋转。通常，铰接组件将包括沿着控制表面的长度间隔开的多个第二枢转点和活塞，从而获得了控制表面沿着控制表面的长度的统一的运动。

然而，常规的铰接组件的问题是：需要用以容置活塞的大空间，并且不能使控制表面制造为模块化单元。而且，这种系统需要大量活塞来操作并且需要复杂的液压系统。

如上文所描述的，安装至飞行器的机翼的副翼布置成对飞行器的翻滚进行控制。然而，常规副翼的使用中的问题是，作为产生翻滚的副效应，常规副翼还产生不利的偏航。当一个副翼向上偏转并且在相对的机翼上的另一个副翼向下偏转时产生了不利的偏航，从而导致飞行器沿着向上偏转的副翼方向翻滚。然而，副翼还导致了飞行器沿着与翻滚相反的方向偏航，这作为不利的偏航是已知的，并且通常通过方向舵的使用进行补偿。

然而，补偿不利的偏航并且通常对飞行器的偏航进行控制的另一种方法是使用副翼扰流板。副翼扰流板是从诸如机翼或副翼之类的控制表面直立的控制表面，用来对机翼或副翼周围的气流进行扰动从而改变由机翼所产生的升力。因此，副翼扰流板能够用于补偿由副翼的使用所产生的不利的偏航，或用于与副翼结合使用以允许同时进行偏航及翻滚控制。

从US2582348已知一种双作用副翼扰流板，其中，每个副翼均具有铰接成从副翼的上表面和下表面延伸的相对的副翼扰流板。每一对相对的扰流板彼此结合地作用，使得相对的扰流板在副翼中同时地伸出或缩回。副翼扰流板通过在两个互交象限(interactingquadrants)周围作用并由活塞致动的线缆而旋转。然而，在US2582348中所示的副翼扰流板铰接组件的问题包括：控制表面的可实现的弦长由于致动活塞所需要的长度而被减小，致动活塞沿着飞行的路线定向，以及作用在两个互交象限的周围的线缆复杂且不可靠的布置。

本发明旨在提供一种用于以能够旋转的方式将控制表面安装在飞行器上的、克服或基本上缓解了上文所描述的问题和缺点的铰接组件。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于将控制表面以能够旋转的方式安装在飞行器上的铰接组件，该铰接组件包括:致动轴；支承元件，该支承元件构造成将致动轴安装至飞行器的第一部件；以及铰接元件，该铰接元件构造成将致动轴安装至飞行器的第二部件，其中，致动轴以能够滑动的方式安装至支承元件并且构造成沿着致动轴的纵向轴线相对于支承元件滑动，并且铰接元件与致动轴啮合，使得当致动轴被推动而沿着致动轴的纵向轴线滑动时，致动轴和铰接元件被推动以绕致动轴的纵向轴线相对于彼此旋转，使得所述第一部件和所述第二部件中的一个被推动以绕纵向轴线相对于另一个所述部件旋转。

优选地，铰接组件还包括沿着致动轴的一部分形成的驱动部段，该驱动部段以能够滑动的方式与铰接元件啮合，使得当致动轴被推动而沿着其纵向轴线滑动时，致动轴和铰接元件被推动以绕致动轴的纵向轴线相对于彼此旋转。

驱动部段可以包括螺旋齿轮齿形，该螺旋齿轮齿形与铰接元件啮合，使得当致动轴沿着其纵向轴线被推动时，螺旋齿轮齿形作用在铰接元件上，从而推动铰接元件和致动轴相对于彼此旋转。

铰接元件还包括穿过铰接元件所形成的孔，该孔构造成接纳螺旋驱动齿形，其中，孔具有与螺旋齿轮齿形啮合并且作用在螺旋齿轮齿形上的螺旋齿轮表面。

铰接组件还可以包括多个铰接元件。

在一种实施方式中，致动轴和支承元件以能够滑动的方式啮合，从而防止了致动轴围绕纵向轴线相对于支承元件旋转。

有利地，致动轴还包括花键部段，该花键部段构造成在支承元件中滑动并且与支承元件啮合，从而防止了致动轴围绕纵向轴线相对于支承元件旋转。

有利地，花键部段包括平行于致动轴的纵向轴线延伸的直齿。

优选地，支承元件还包括穿过支承元件所形成的孔，其中，该孔具有与花键部段相符合的槽，花键部段以能够滑动的方式被接纳在槽中。

铰接组件还可以包括多个支承元件。在一种实施方式中，铰接组件还包括引导装置，该引导装置构造成当致动轴被沿着所述纵向轴线推动时防止铰接元件在沿着致动轴的纵向轴线的方向上滑动。

有利地，引导装置为引导元件，当致动轴沿着致动轴的纵向轴线被推动时，铰接元件抵靠引导元件。

有利地，引导元件包括在铰接元件的两侧延伸的两个引导臂。

铰接组件还可以包括用以沿着致动轴的纵向轴线推动致动轴的线性致动器。

有利地，线性致动器构造成沿着致动轴的纵向轴线在相反的方向上推动致动轴。

优选地，线性致动器能够安装至第一部件。

根据本发明的另一方面，提供一种副翼组件，该副翼组件包括：副翼本体；第一副翼扰流板，所述第一副翼扰流板构造成从所述副翼本体的第一表面伸出；第二副翼扰流板，所述第二副翼扰流板构造成从所述副翼本体的第二表面伸出；以及铰接组件，所述铰接组件构造成使所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板在缩回位置与展开位置之间移动，其中，在所述缩回位置中，所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板设置在所述副翼本体中，在所述展开位置中，所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板从所述副翼本体伸出，所述铰接组件包括：在所述副翼本体上的支承元件；在所述第一副翼扰流板上的第一铰接元件；在所述第二副翼扰流板上的第二铰接元件；以及致动轴，所述致动轴以能够滑动的方式安装至所述支承元件并且构造成沿着所述致动轴的纵向轴线相对于所述支承元件滑动，其中，所述第一铰接元件与所述致动轴啮合，使得当所述致动轴被推动而沿着所述致动轴的纵向轴线滑动时，所述第一铰接元件被推动以绕所述致动轴在一个方向上旋转，并且所述第二铰接元件与所述致动轴啮合，使得当所述致动轴被推动而沿着所述致动轴的纵向轴线滑动时，所述第二铰接元件被推动以绕所述致动轴在与所述第一铰接元件的旋转方向相反的方向上旋转，使得所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板被推动以绕所述纵向轴线在相反的方向上旋转。

有利地，铰接组件构造成使所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板同时在缩回位置与展开位置之间移动。

优选地，致动轴包括第一驱动部段和第二驱动部段，所述第一驱动部段和所述第二驱动部段具有沿着所述致动轴形成的相反的螺旋齿轮齿形，所述相反的螺旋齿轮齿形分别与所述第一铰接元件和所述第二铰接元件啮合，使得当所述致动轴沿着所述致动轴的纵向轴线被推动时，所述第一驱动部段的所述螺旋齿轮齿形作用在所述第一铰接元件上以推动所述第一铰接元件绕所述致动轴在一个方向上旋转，并且所述第二驱动部段的所述螺旋齿轮齿形作用在所述第二铰接元件上以推动所述第二铰接元件绕所述致动轴在相反的方向上旋转。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机翼组件，该机翼组件包括机翼部段、副翼、以及用于以能够旋转的方式将副翼安装至机翼部段的铰接组件，铰接组件包括：在机翼部段上的支承元件；在副翼上的铰接元件；以及致动轴，该致动轴以能够滑动的方式安装至支承元件并且构造成沿着致动轴的纵向轴线相对于支承元件滑动，其中，铰接元件与致动轴啮合，使得当致动轴被推动而沿着其纵向轴线滑动时，致动轴与铰接元件被推动以相对于彼此旋转，以使副翼被推动而绕所述纵向轴线相对于机翼部段旋转。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机翼组件，该机翼组件包括机翼部段、副翼、以及用于以能够旋转的方式将副翼安装至机翼部段的铰接组件，铰接组件包括：在副翼上的支承元件；在机翼部段上的铰接元件；以及致动轴，该致动轴以能够滑动的方式安装至支承元件并且构造成沿着致动轴的纵向轴线相对于支承元件滑动，其中，铰接元件与致动轴啮合，使得当致动轴被推动而沿着其纵向轴线滑动时，致动轴与铰接元件被推动以相对于彼此旋转，以使副翼被推动而绕所述纵向轴线相对于机翼部段旋转。

附图说明

现在将参照附图并且仅通过示例的方式对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1为飞行器机翼的一部分的立体图，飞行器机翼具有从飞行器机翼延伸的副翼和用于以能够旋转的方式将控制表面安装在飞行器上的铰接组件，该铰接组件将副翼相对于机翼安装；

图2为图1所示出的铰接组件的立体图；

图3为图2示出的铰接组件的致动轴的一部分的立体图；

图4为图2示出的铰接组件的一部分的立体图；

图5为图2示出的铰接组件的一部分的另一个立体图；

图6为飞行器机翼的一部分的立体图，飞行器机翼具有从飞行器机翼延伸的副翼和用于以能够旋转的方式将控制表面安装在飞行器上的替代形式的铰接组件；

图7为图6示出的铰接组件的立体图；

图8为副翼的立体图，副翼具有安装至副翼的双作用副翼扰流板和用于以能够旋转的方式将控制表面安装在飞行器上的替代形式的铰接组件，该铰接组件将副翼扰流板安装至副翼；

图9为图8所示出的副翼的侧视图，副翼具有安装至副翼的两个副翼扰流板；

图10为图8所示出的铰接组件的立体图，铰接组件具有安装至铰接组件的下副翼扰流板；

图11为图8所示出的替代形式的铰接组件的一部分的立体图；

具体实施方式

参照附图中的图1，图1示出了用于飞行器的机翼组件1的一部分，该飞行器包括形成飞行器机身的一部分的机翼部段2并且包括副翼3。机翼组件1具有沿着机翼的前部的前缘(未示出)以及沿着机翼的后部的后缘。副翼3通过铰接组件4安装至机翼部段2的后缘，并且副翼3能够围绕与机翼1的后缘平行的方向延伸的纵向铰接线相对于机翼部段2旋转。

机翼部段2由翼盒形成，该翼盒包括前纵向翼梁(未示出)和后纵向翼梁5，该后纵向翼梁5与前纵向翼梁平行地延伸但与前纵向翼梁间隔开。侧肋(未示出)连接在前纵向翼梁与后纵向翼梁之间，并且上盖和下盖6、7在前纵向翼梁与后纵向翼梁之间延伸在侧肋上方。前纵向翼梁和后纵向翼梁抗弯曲，并且上盖和下盖6、7承受扭转载荷和剪切载荷。

副翼3包括上表面8a和下表面8b，该上表面8a和下表面8b在前端10处分隔开，使得当副翼3安装至机翼部段2时，上表面8a和下表面8b遵从机翼部段2的上盖和下盖6、7的线条。铰接组件容纳空间12在副翼3的上表面8a和下表面8b之间沿着副翼3的前端10长形地延伸，并且铰接组件4容纳在空间中，这将在稍后进行说明。副翼3的上表面8a和下表面8b朝向彼此会聚至副翼3的后端14。

副翼3通过铰接组件4以能够枢转的方式安装至机翼部段2的后纵向翼梁5，并且副翼3能够围绕形成副翼的铰接线的纵向轴线旋转，该副翼的铰接线与后纵向翼梁5平行地延伸。铰接线由形成铰接组件4的一部分的致动轴9的纵向轴线限定。

现在将对铰接组件4进行详细描述。尽管在这些示例性实施方式中铰接组件用来将副翼枢转地安装至机翼部段，但将理解的是，铰接组件的使用不限于此，而是可以用来将不同的飞行器控制表面枢转地安装至飞行器，以及将其他部件彼此枢转地安装，使得所述部件能够相对于彼此枢转。

现在参照图2，示出了铰接组件4。铰接组件4包括：细长的致动轴9；支承构件16，该支承构件16将致动轴9安装至第一部件；铰接构件17，该铰接构件17将轴安装至第二部件；引导构件18，该引导构件18抑制铰接构件17在沿着致动轴9的纵向轴线的方向上移动；以及线性致动器19，该线性致动器19推动致动轴9以使致动轴9沿着其纵向轴线在纵向方向上滑动。在本实施方式中，第一部件为飞行器机身的机翼部段2并且第二部件为副翼3。然而，将理解的是，在替代实施方式中，第一部件为飞行器机身的不同的部分并且第二部件为不同的控制表面。

细长的致动轴9为圆柱形并且在每端具有第一花键部段20和第二花键部段22，该第一花键部段20和第二花键部段22包括平行于致动轴9的轴线延伸的直齿。在致动轴9的一端处的第一花键部段20凹入在致动轴9中，使得第一花键部段20的齿的外径对应于致动轴9的外表面21的直径。在致动轴9的另一端处的第二花键部段22从致动轴9的外表面21突出，使得第二花键部段22的齿的外径比致动轴9的外表面21的直径大。每个花键部段20、22的沿着致动轴9的长度均对应于比线性致动器19的行程大或与之相同的长度，这将从下文中变得清楚。

当装配铰接组件4时，将两个支承构件16固定地安装至第一部件或从第一部件延伸。每个支承构件16均为肋部，该肋部具有穿过肋部形成的支承孔23，致动轴9的相应的第二花键部段22通过支承孔23而被接纳。每个支承孔23具有环绕支承孔23的圆周所形成的抑制槽24，抑制槽24与相应的花键部段20、22的齿啮合以限制致动轴9与支承构件16相对于彼此的旋转。然而，致动轴9能够在支承孔23中沿着其纵向方向滑动，这将从下文中变得清楚。两个支承构件16彼此间隔开，使得两个支承构件16与相应的花键部段20、22在致动轴9上的位置对准。

尽管在本实施方式中，花键部段20、22示出为处于致动轴9的每端处，但将理解的是，在替代实施方式中，花键部段20、22可以与致动轴9的端部间隔开。此外，尽管示出了两个支承构件16及相应的花键部段20、22，但将理解的是，支承构件16及相应的花键部段的数量取决于致动轴9的长度和由第二构件即副翼3施加至轴的扭矩。

致动轴9还包括沿着致动轴9间隔开的驱动部段25。参照图3，每个驱动部段25设置有沿着致动轴9的一部分延伸的螺旋齿轮齿形26。每个驱动部段25的沿着致动轴9的长度对应于比线性致动器19的行程大或与之相等的长度，这将从下文中变得清楚。驱动部段25从致动轴9的外表面21突出。

当装配铰接组件4时，将铰接构件17固定地装配至第二部件或从第二部件延伸。每个铰接构件17均为肋部，该肋部具有穿过肋部所形成的驱动孔27，致动轴9的相应的驱动部段25通过驱动孔27而被接纳。每个驱动孔27具有形成在驱动孔27的内圆周上的内齿轮表面28，使得每个驱动孔27的内齿轮齿与相应的驱动部段25的齿啮合，并且致动轴9的驱动部段25能够在铰接构件17的相应的驱动孔27中滑动，从而推动铰接构件旋转，稍后将进行解释。铰接构件17彼此间隔开，使得铰接构件17与相应的驱动部段25在致动轴9上的位置对准并且啮合。

尽管在图2中示出了三个驱动部段25和相应的铰接构件17，但将理解的是，铰接组件可以包括单个驱动部段25或多个驱动部段。此外，两个或更多个铰接构件17可以与致动轴9的单个驱动部段25啮合。

线性致动器19相对于支承构件16固定地安装，从而防止了线性致动器19和支承构件16相对于彼此旋转。致动轴9固定地联接至诸如液压活塞等之类的线性致动器19，使得线性致动器19能够沿着致动轴的纵向轴线推动致动轴使在箭头‘A’或‘B’所示的方向上做直线运动(见图2)，从而驱动铰接构件以使铰接构件根据第一部件和第二部件相对于彼此所期望的旋转沿着箭头‘C’或‘D’所示的方向旋转。

参照图4，当装配铰接组件时，将引导构件18固定地安装至第一部件或从第一部件延伸。引导构件18为U形形状，具有基部29和从基部29延伸并且彼此间隔开的两个臂30(参照图4)。基部29固定地安装至第一部件，并且臂30从基部29直立。孔口32穿过每个臂形成，致动轴9能够延伸穿过孔口32，并且每个孔口32的直径比致动轴9和驱动部段25的直径大，使得当轴延伸穿过每个孔口32时，这些致动轴9和驱动部段25与每个孔口32的边缘间隔开，稍后将对此进行解释。

每个引导构件18的臂30间隔开从而在臂30之间接纳铰接构件17，使得铰接构件能够相对于引导构件旋转，但抑制了铰接构件17沿着轴的轴线在纵向方向上相对于引导构件18移动。

现在将参照图2至图5对铰接组件的装配进行描述。

支承构件16、引导构件18以及线性致动器19被固定地安装至第一部件，或形成第一部件的一部分，使得支承构件16、引导构件18以及线性致动器19从第一部件延伸。支承构件16、引导构件18以及线性致动器19彼此间隔开以分别对应于花键部段20、22、驱动部段25以及致动轴9的端部的间隔，使得支承构件16、引导构件18以及线性致动器19分别与花键部段20、22、驱动部段25以及致动轴9的端部对准。类似地，铰接构件17固定地安装至第二部件或形成第二部件的一部分，使得铰接构件17从第二部件延伸，并且铰接构件17彼此间隔开以对应于从第一部件延伸的引导构件18的间隔。

第一部件和第二部件随后被送入到一起，使得铰接构件布置在相应的引导构件的臂之间，并且每个支承孔和驱动孔的中心沿着限定铰接线的公共纵向轴线对准。

致动轴9被插入并且滑动通过支承构件16的支承孔23、铰接构件17的驱动孔27，并且被联接至线性致动器19。在致动轴9的第一端处的凹入的花键部段20具有比在轴的另一端和驱动部段处的突出的花键部段的直径小的直径，并且因此能够滑动通过支承孔23和每个驱动孔27而不与其啮合。当致动轴9插入并且固定地联接至线性致动器19时，支承构件16与致动轴9的相对应的花键部段20、22对准并且啮合，使得花键齿以能够滑动的方式与支承孔23的抑制槽24啮合。类似地，铰接构件17与相应的驱动部段25对准，使得螺旋齿轮齿形26与驱动孔27的相应的螺旋内齿轮表面28啮合，并且铰接构件布置在相对应的引导构件的臂30之间。

尽管这里关于示例性实施方式中所描述的引导构件18包括U形形状的部段，U形形状的部段在每个铰接构件17的两侧伸展以防止每个铰接构件17相对于引导构件18滑动，从而防止第二部件在沿着致动轴9的纵向轴线的方向上相对于第一部件滑动，但将理解的是，可以使用其他的方法来防止第一部件和第二部件在沿致动轴的纵向轴线的方向上相对于彼此滑动。例如，引导臂可以在每个支承构件的外侧上延伸，从第二部件延伸，使得引导臂和铰接构件相对于彼此固定地安装。上文所描述的引导构件的优点为，引导构件抵抗了由于轴被沿着其轴线推动所施加在铰接构件上的横向力而导致的铰接构件的弯曲。

现在将参照图1至图5对根据本示例性实施方式的铰接机构的操作进行描述。在本实施方式中，如上文所描述的，第一部件为飞行器机身的机翼部段2并且第二部件为副翼3。

现在参照图1，铰接组件4将副翼3安装至飞行器机身的机翼部段2的后纵向翼梁5。最初，副翼3处于如图1、图2、图4和图5所示出的中间位置，其中，线性致动器19将致动轴9保持在线性致动器19的行程的中点处。因此，支承构件16布置在相对应的花键部段20、22的中点处并且每个铰接构件17均布置在相对应的驱动部段25的中点处。

支承构件16和线性致动器19固定地安装至机翼部段2的后纵向翼梁5，并且因此通过花键部段20、22的齿与支承构件16的抑制槽24的啮合而防止了致动轴9旋转。铰接构件17固定地安装至副翼3，并且因此通过穿过铰接构件17所形成的驱动孔27的内齿轮表面28与相应的驱动部段25的齿轮齿的啮合而防止了副翼相对于机翼部段2旋转。通过线性致动器19防止了致动轴9沿着致动轴9的纵向轴线滑动。

为了使副翼3相对于飞行器机身的机翼部段2旋转，线性致动器19被致动。为了使副翼3在箭头‘C’的方向上旋转(参照图1)，线性致动器19沿着离开线性致动器19的方向——即沿着箭头‘A’的方向——推动轴。致动轴9随后沿着轴的纵向轴线滑动，使得花键部段20、22在穿过支承构件16所形成的支承孔23中滑动，但防止了轴围绕轴的轴线旋转。形成在致动轴9上的每个驱动部段25的螺旋齿轮齿形26作用在相应的铰接构件17的内齿轮表面28上。通过固定地安装至机翼部段2的后纵向翼梁5的相应的引导构件18的臂30中的一个臂而防止了每个铰接构件17沿着致动轴9的纵向方向滑动。因此，致动轴9的驱动部段25推动铰接构件17绕致动轴9的纵向轴线旋转。

因此，随着致动轴9沿着致动轴9的纵向轴线移动，致动轴9在每个铰接构件17上施加旋转力，因此推动副翼绕致动轴9的纵向轴线旋转。副翼3随后旋转至其期望位置中并且线性致动器19的致动停止。线性致动器19然后防止轴沿着其线性致动器滑动，因此防止了副翼3围绕副翼3的铰接线相对于机翼部段2旋转。

为了使副翼返回至中间位置，或为了使副翼在相反的方向上——即，箭头‘D’的方向上(参照图1)——旋转越过其中间位置，线性致动器沿着朝向线性致动器19的方向——即，箭头‘B’的方向——推动致动轴9。随后，致动轴9沿着致动轴9的纵向轴线滑动，使得花键部段20、22在穿过支承构件16所形成的支承孔23中滑动，但防止了轴围绕轴的轴线旋转。每个驱动部段25的螺旋齿轮齿形26作用在相应的铰接构件17的内齿轮表面28上并且通过相应的引导构件18的臂30中的一个防止了每个铰接构件17沿着致动轴9的纵向方向滑动。因此，致动轴9的驱动部段25推动铰接构件17绕致动轴9的纵向轴线在箭头‘D’的方向上旋转。副翼3随后旋转至副翼3的期望位置。

将理解的是，副翼的展开的范围由线性致动器19的行程和/或通过驱动部段25的长度所划分的每个驱动部段25的螺旋齿轮齿形26的节距来确定。

现在将参照图6和图7对机翼组件的替代实施方式进行描述。根据该实施方式的具有铰接组件40的机翼组件通常与具有上文所描述的铰接组件4的机翼组件相同，因此这里省略了详细描述。此外，与在前述实施方式中所描述的部件和特征相对应的部件和特征将保持相同的附图标记。然而，在该实施方式中，第一部件为副翼43，并且第二部件为飞行器机身的机翼部段42。

现在参照图6和图7，示出了根据本实施方式的将副翼43安装至飞行器机身的机翼部段42的铰接组件40。铰接组件40包括：细长的致动轴9；支承构件45，支承构件45将致动轴9安装至副翼43；铰接构件46，铰接构件46将致动轴9安装至机翼部段42；引导构件47，引导构件47抑制铰接构件46沿着致动轴9的纵向轴线滑动；以及线性致动器19，线性致动器19推动致动轴9在沿着轴的轴线的纵向方向上滑动。尽管这里所描述的铰接组件用于将副翼枢转地安装至机翼部段，但将理解的是，铰接组件的使用不限于此，并且在替代实施方式中，铰接组件用于将不同的飞行器控制表面以能够枢转的方式安装在飞行器上。

在本实施方式中，副翼43和铰接组件4结合为使得副翼能够形成为模块化组件，其中，轴、支承构件、引导构件以及线性致动器全部围绕轴的纵向轴线相对于机翼部段42旋转。

细长的致动轴9在各端具有第一花键部段20和第二花键部段22。每个花键部段20、22的沿着致动轴9的长度对应于比线性致动器19的行程大或与之相等的长度。

支承构件45布置在副翼43中，其中，支承孔48穿过支承构件45形成，致动轴9的相应的花键部段22被支承孔48接纳。每个支承孔48均具有抑制槽，抑制槽与相应的花键部段20、22的齿啮合以限制致动轴9和支承构件45相对于彼此的旋转，但允许轴在其纵向方向上滑动。支承构件45彼此间隔开，使得支承构件45与相应的花键部段20、22在致动轴9上的位置对准。

尽管在本实施方式中花键部段20、22示出为在致动轴9的每端处，但将理解的是，在替代实施方式中，花键部段20、22可以与致动轴9的端部间隔开。此外，尽管示出了两个支承构件45与相应的花键部段20、22，但将理解的是，支承构件和相应的花键部段的数量取决于致动轴9的长度和由副翼3对轴所施加的扭矩。

致动轴9还具有沿着致动轴9间隔开的驱动部段25，每个驱动部段25具有沿着致动轴9的一部分延伸的螺旋齿轮齿形26。每个铰接构件46为从机翼部段42延伸的肋部，其中，驱动孔49穿过肋部形成，致动轴9的相应的驱动部段25通过驱动孔49被接纳。每个驱动孔49具有与相应的驱动部段25的齿啮合的内齿轮表面28，并且致动轴9的驱动部段25能够在相应的驱动孔49中滑动以推动铰接构件旋转。

线性致动器19固定地安装在副翼43中，从而防止了线性致动器19和支承构件45相对于彼此旋转。致动轴9被固定地联接至诸如液压活塞等之类的线性致动器19，使得线性致动器19推动致动轴沿着致动轴的纵向轴线做直线运动。

引导构件47布置在副翼43中并且每个引导构件47具有U形结构，其中，两个直立的臂50彼此间隔开。孔口52穿过每个臂50形成，致动轴9能够延伸通过孔口52而不与每个孔口52的边缘接触。臂50间隔开以在臂50之间接纳铰接构件46，从而抑制了铰接构件46沿着轴的轴线在纵向方向上移动。

支承构件45、引导构件47以及线性致动器19彼此间隔开以分别与花键部段20、22、驱动部段25以及致动轴9的端部的间隔对准。铰接构件46布置在相应的引导构件47的臂50之间，并且致动轴9布置为穿过支承孔48、驱动孔49、孔口52，并且联接至线性致动器19。花键部段20、22的花键齿与支承孔48的抑制槽啮合，并且驱动部段25的螺旋齿轮齿形26与驱动孔49的相应的螺旋内齿轮表面28啮合。

现在将参照图6和图7对根据本示例性实施方式的铰接机构的操作进行描述。

铰接组件40将副翼43安装至飞行器机身的机翼部段42。最初，副翼43处于中间位置，其中，线性致动器19将致动轴9保持在线性致动器19的行程的中点处。因此，支承构件45布置在相应的花键部段20、22的中点处并且每个铰接构件46均布置在相应的驱动部段25的中点处。

铰接构件46固定地安装至机翼部段42，因此，通过驱动孔49的内齿轮表面28与相应的驱动部段25的齿轮齿的啮合而防止了致动轴9相对于机翼部段42旋转。通过花键部段20、22的齿与支承构件45的抑制槽24的啮合而防止了副翼43相对于机翼部段42旋转。通过线性致动器19防止了致动轴9沿着轴的纵向轴线滑动。

线性致动器19被致动以使副翼43相对于机翼部段42旋转。为了使副翼3旋转，线性致动器19沿着离开线性致动器的方向或朝向线性致动器的方向推动致动轴9。随后，致动轴9沿着其纵向轴线相对于副翼43滑动，使得花键部段20、22在穿过支承构件45所形成的支承孔48中滑动，但防止了轴相对于副翼43绕轴的轴线旋转。形成在致动轴9上的每个驱动部段25的螺旋齿轮齿形26作用在相应的铰接构件46的内齿轮表面上，但通过使引导构件臂30作用在铰接构件46上而防止了副翼43和机翼部段42沿着致动轴9的纵向方向相对于彼此滑动。致动轴9的驱动部段25在铰接构件46的驱动孔49中滑动并且将旋转力施加在每个铰接构件17上，从而推动致动轴9围绕致动轴9的纵向轴线在驱动孔49中旋转，因此，使副翼43相对于机翼部段42旋转。

副翼43随后旋转至副翼43的期望位置并且线性致动器19的致动停止。随后线性致动器19防止了轴沿着其线性致动器滑动，所以防止了副翼43围绕副翼43的铰接线相对于机翼部段42旋转。

为了使副翼返回至中间位置，或为了使副翼43沿着相反方向旋转越过中间位置，线性致动器沿着朝向线性致动器19的方向推动致动轴9。

在本实施方式中，副翼43和铰接组件4结合为使得副翼能够形成为模块化组件，其中，轴、支承构件、引导构件以及线性致动器全部围绕轴的纵向轴线相对于机翼部段42旋转。

上述实施方式提供了一种相比于常规铰接组件和机翼组件更紧凑的结构，并且允许副翼沿着副翼的铰接线被致动而不是在偏置的枢转点处被致动。此外，上文所描述的结构允许一种改进了装配时间并且提高了副翼密封性的模块化组件。

现在将参照图8至图11对副翼的替代实施方式进行描述。在该实施方式中，用于以能够旋转的方式将副翼安装至机翼部段的铰接组件为常规的铰接组件，因此，这里未给出详细的描述。然而，将理解的是，在替代实施方式中，将副翼安装至机翼部段的铰接组件为前面参照图1至图7所描述的铰接组件的实施方式中的一种。

现在参照图8和图9，示出了副翼60，副翼60具有安装至副翼60的上副翼扰流板62和下副翼扰流板63。上副翼扰流板62和下副翼扰流板63为围绕位于接近每个副翼扰流板62、63的前缘62a、63a的纵向轴线旋转的控制表面，使得当上副翼扰流板62和下副翼扰流板63展开时，上副翼扰流板62和下副翼扰流板63伸入到副翼本体61的上表面64和下表面65周围的气流中——稍后将进行解释——，从而扰动副翼周围的气流并且改变由机翼所产生的升力。

副翼扰流板容纳凹部66、67分别形成在副翼60的上表面64和下表面65中，其中，当上副翼扰流板62和下副翼扰流板63未展开时，上副翼扰流板62和下副翼扰流板63被容纳在副翼扰流板容纳凹部66、67中。上副翼扰流板62为具有外表面68和内表面69的板。上副翼扰流板62的外表面68与副翼本体61的上表面64相符合，使得当上副翼扰流板62被容纳在上副翼扰流板容纳凹部66时，上副翼扰流板62的外表面68与上表面64齐平。类似地，下副翼扰流板63为具有外表面70和内表面72的板，并且下副翼扰流板63的外表面70与副翼本体61的下表面65相符合，使得当下副翼扰流板63被容纳在下副翼扰流板容纳凹部67时，下副翼扰流板63的外表面70与下表面65齐平。

每个副翼扰流板62、63通过铰接组件以能够旋转的方式安装至副翼60。铰接组件73基本上与上文参照图1至图4所描述的铰接组件相同，所以这里将省略详细描述。此外，与前述实施方式中所描述的部件和特征相对应的部件和特征将保留相同的附图标记。然而，在本实施方式中，铰接组件73设置成以能够旋转的方式将两个相对的副翼扰流板安装至副翼。

现在参照图10和图11，详细示出了根据本实施方式的铰接组件73，其中，下副翼扰流板63示出为安装至铰接组件73并且省略了上副翼扰流板62。

铰接组件73包括具有纵向轴线的细长致动轴74，该纵向轴线延伸穿过细长致动轴74，上副翼扰流板72和下副翼扰流板73围绕纵向轴线旋转。支承构件75将细长致动轴74安装至副翼本体61，上铰接构件76和下铰接构件77将细长致动轴74分别安装至上副翼扰流板72和下副翼扰流板73，引导构件78抑制了铰接构件76、77沿着细长致动轴74的轴线纵向地移动，并且线性致动器19推动细长致动轴74在沿着细长致动轴74的轴线的纵向方向上滑动。

细长致动轴74为圆柱形并且在每端处具有花键部段79，该花键部段79包括与细长致动轴74的轴线平行地延伸的直齿。每个花键部段79的长度对应于比线性致动器19的行程大或与之相等的长度，这将在稍后变得清楚。

支承构件75由副翼本体61形成或固定地安装至副翼本体61中。每个支承构件75均具有穿过支承构件75形成的支承孔80，细长致动轴74的相应的花键部段79通过支承孔80被接纳。每个支承孔80均具有抑制槽，抑制槽与花键部段79的齿啮合以防止细长致动轴74和支承构件75相对于彼此旋转，但允许轴沿着轴的轴线滑动。

尽管花键部段79示出为在细长致动轴74的每端处，但将理解的是，在替代实施方式中，花键部段79可以与轴的端部间隔开，并且支承构件和相应的花键部段的数量可以变化。

细长致动轴74还具有沿着细长致动轴74间隔开的第一驱动部段82和第二驱动部段83。参照图11，每个驱动部段82、83设置有沿着细长致动轴74的一部分延伸的螺旋齿轮齿形。每个驱动部段82、83的沿着细长致动轴74的长度对应于比线性致动器19的行程长或与之相等的长度，这将在稍后变得清楚。驱动部段25从细长致动轴74的外表面突出。如图10所示，细长致动轴74具有多个第一驱动部段82和多个第二驱动部段83。

第一驱动部段82和第二驱动部段83具有相反的螺旋齿轮齿形，例如，每个第一驱动部段82均具有顺时针螺旋螺纹并且每个第二驱动部段83均具有逆时针螺旋螺纹。

上铰接构件76固定地安装至上副翼扰流板62。每个上铰接构件76均为具有驱动孔84的臂，驱动孔84穿过臂形成，细长致动轴74的相应的第一驱动部段82通过驱动孔84被接纳。类似地，下铰接构件77固定地安装至下副翼扰流板63。每个下铰接构件77均为具有驱动孔84的臂，驱动孔84穿过臂形成，细长致动轴74的相应的第二驱动部段83通过驱动孔84被接纳。每个驱动孔84均具有形成在驱动孔84的内圆周上的内齿轮表面，使得驱动孔84的内齿轮齿与相应的第一驱动部段82或第二驱动部段83的齿啮合，并且驱动部段82能够在铰接构件76、77的相应的驱动孔84中滑动以推动铰接构件旋转。

线性致动器19固定地安装至副翼本体61，从而防止了线性致动器19和支承构件75相对于彼此旋转。细长致动轴74固定地联接至诸如液压活塞等之类的线性致动器19，使得线性致动器19能够推动细长致动轴74沿着细长致动轴74的纵向轴线做直线运动，从而驱动铰接构件绕所述轴线旋转。

引导构件78由副翼本体61形成或固定地安装在副翼本体61中。引导构件78具有彼此间隔开的两个臂85。孔口86穿过每个臂85形成，细长致动轴74能够延伸穿过孔口86并且与孔口86的边缘间隔开。铰接构件76、77布置在每个引导构件78的臂85之间，使得铰接构件能够围绕细长致动轴74旋转，但限制了铰接构件沿着轴的纵向轴线移动。

每个支承孔80和驱动孔84的中心沿着公共的纵向轴线对准，该公共的纵向轴线限定了副翼扰流板62、63的铰接线并且对应于细长致动轴74的纵向轴线。

支承构件75与相应的花键部段79对准并啮合。类似地，上铰接构件76与第一驱动部段82对准并啮合，使得第一驱动部段82的螺旋齿轮齿形与驱动孔84的相应的螺旋内齿轮表面啮合，并且下铰接构件77与第二驱动部段83对准并啮合，使得第二驱动部段83的螺旋齿轮齿形与驱动孔84的相应的螺旋内齿轮表面啮合。

通过常规铰接组件以能够旋转的方式将副翼本体61安装至机翼(未示出)。

现在将参照图10至图11对根据本示例性实施方式的铰接结构73的操作进行描述。

通过已知的方法将副翼60旋转到相对于机翼的期望方位。最初，上副翼扰流板62和下副翼扰流板63处于缩回的位置，因此上副翼扰流板62和下副翼扰流板63被分别接纳在上副翼扰流板容纳凹部66和下副翼扰流板容纳凹部67中。通过使线性致动器19阻止致动轴9的运动而使副翼扰流板保持处于缩回的位置。因此，支承构件75布置在相应的花键部段79的一端处并且每个铰接构件76、77布置在相应的驱动部段82、83的一端处。

支承构件75和线性致动器19固定地安装至主副翼本体81，因此，通过花键部段79的齿与支承构件的支承孔80的抑制槽的啮合而防止了细长致动轴74旋转。上铰接构件76和下铰接构件77固定地安装至上副翼扰流板62和下副翼扰流板63，因此，通过将穿过铰接构件76、77所形成的驱动孔84的内齿轮表面分别与相应的第一驱动部段82和第二驱动部段83的齿轮齿啮合以及通过防止铰接构件76、77沿着第一驱动部段82和第二驱动部段83的齿轮齿滑动，防止了副翼扰流板62、63旋转至副翼扰流板62、63分别从副翼本体61的上表面64和下表面65直立的展开位置。

为了使上副翼扰流板62和下副翼扰流板63展开，线性致动器19被致动并且沿着离开线性致动器19的方向推动轴。花键部段79在支承部件75的支承孔80中滑动并且防止了轴围绕轴的轴线旋转。形成在细长致动轴74上的每个第一驱动部段82和第二驱动部段83的螺旋齿轮齿形分别作用在相应的上铰接构件76和下铰接构件77的内齿轮表面上，并且，由于通过相应的引导构件78的臂85中的一个防止了每个上铰接构件76和下铰接构件77沿着细长致动轴74的纵向轴线滑动，所以随后第一驱动部段和第二驱动部段分别推动上铰接构件76和下铰接构件77绕细长致动轴74的纵向轴线旋转。因此，力矩被施加在每个上铰接构件76和下铰接构件77上。由于第一驱动部段82和第二驱动部段83的相反的螺旋螺纹方向，随后上副翼扰流板62和下副翼扰流板63围绕细长致动轴74的纵向轴线在相反的方向上旋转，直到上副翼扰流板62和下副翼扰流板63处于所期望的位置或完全地展开为止，并且随后线性致动器19的致动停止。然后线性致动器19防止了轴沿着其轴线滑动，从而防止了上副翼扰流板62和下副翼扰流板63围绕细长致动轴74的纵向轴线旋转。因此，随着细长致动轴74在沿着细长致动轴74的轴线的纵向方向上移动，上副翼扰流板和下副翼扰流板同时展开，并且彼此同时地旋转。

为了使副翼扰流板返回至其缩回位置，或者为了调整副翼扰流板的位置，沿着朝向线性致动器19的方向推动细长致动轴74。因此，细长致动轴74的第一驱动部段82和第二驱动部段83分别推动上铰接构件76和下铰接构件77以使上铰接构件76和下铰接构件77朝向彼此在相反的方向上旋转，随后副翼扰流板62、63被旋转至其期望位置。

将理解的是，副翼扰流板的展开范围由线性致动器19的行程和/或通过驱动部段的长度所划分的每个驱动部段的螺旋齿轮齿形的节距来确定。

尽管本实施方式中的铰接组件用于将两个相对的副翼扰流板枢转地安装至副翼，但将理解的是，铰接组件的使用并不限于此，而是可以用于将不同的飞行器控制表面以能够枢转的方式安装至飞行器。

在上述实施方式中，致动轴为刚性轴。然而，将理解的是，控制表面容易挠曲和弯曲，例如在副翼安装至机翼的情况下，副翼和相关联的铰接组件将受到机翼弯曲的影响。可以设想将万向节沿着轴布置以解决该问题，尽管如此，可以理解的是，也可以使用其他合适的方法。

尽管在上述实施方式使用的是单个线性致动器，但将理解的是，可以使用多个线性致动器。特别地，可以设想在上述实施方式的每个中所描述的线性致动器均为第一线性致动器，并且在致动轴的与第一线性致动器相对的端部处布置第二线性致动器。可以设想将该第二线性致动器与第一线性致动器相结合来使用，例如以沿着一个方向推动轴，万一第一致动器失效，第二线性致动器可以作为替代的致动器，或者如果第一主致动器失效，第二线性致动器作为设置成提供充分阻尼的辅助致动器。

将理解的是，仅通过示例的方式给出了前文描述，可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下对本发明的支承组件进行修改。

Claims (18)

1.一种副翼组件，包括：副翼本体；第一副翼扰流板，所述第一副翼扰流板构造成从所述副翼本体的第一表面伸出；第二副翼扰流板，所述第二副翼扰流板构造成从所述副翼本体的第二表面伸出；以及铰接组件，所述铰接组件构造成使所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板在缩回位置与展开位置之间移动，其中，在所述缩回位置中，所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板设置在所述副翼本体中，在所述展开位置中，所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板从所述副翼本体伸出，所述铰接组件包括：在所述副翼本体上的支承元件；在所述第一副翼扰流板上的第一铰接元件；在所述第二副翼扰流板上的第二铰接元件；以及致动轴，所述致动轴以能够滑动的方式安装至所述支承元件并且构造成沿着所述致动轴的纵向轴线相对于所述支承元件滑动，其中，所述第一铰接元件与所述致动轴啮合，使得当所述致动轴被推动而沿着所述致动轴的纵向轴线滑动时，所述第一铰接元件被推动而绕所述致动轴在一个方向上旋转，并且所述第二铰接元件与所述致动轴啮合，使得当所述致动轴被推动而沿着所述致动轴的纵向轴线滑动时，所述第二铰接元件被推动而绕所述致动轴在与所述第一铰接元件相反的方向上旋转，从而使得所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板被推动而绕所述纵向轴线在相反的方向上旋转。

2.根据权利要求1所述副翼组件，其中，所述铰接组件构造成使所述第一副翼扰流板和所述第二副翼扰流板同时在缩回位置与展开位置之间移动。

3.根据权利要求1所述的副翼组件，其中，所述致动轴包括第一驱动部段和第二驱动部段，所述第一驱动部段和所述第二驱动部段具有沿着所述致动轴形成的相反的螺旋齿轮齿形，所述相反的螺旋齿轮齿形分别与所述第一铰接元件和所述第二铰接元件啮合，使得当所述致动轴沿着所述致动轴的纵向轴线被推动时，所述第一驱动部段的所述螺旋齿轮齿形作用在所述第一铰接元件上以推动所述第一铰接元件绕所述致动轴在一个方向上旋转，并且所述第二驱动部段的所述螺旋齿轮齿形作用在所述第二铰接元件上以推动所述第二铰接元件绕所述致动轴在相反的方向上旋转。

4.根据权利要求3所述的副翼组件，其中，所述第一铰接元件和所述第二铰接元件各自还包括穿过所述第一铰接元件和所述第二铰接元件而形成的、构造成容纳相应的螺旋驱动齿形的孔，其中，每个孔具有与相应的螺旋齿轮齿形啮合并且作用在所述相应的螺旋齿轮齿形上的螺旋齿轮表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的副翼组件，还包括多个铰接元件。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的副翼组件，其中，所述致动轴与所述支承元件以能够滑动的方式啮合，以防止所述致动轴绕所述纵向轴线相对于所述支承元件旋转。

7.根据权利要求6所述的副翼组件，其中，所述致动轴还包括花键部段，所述花键部段构造成在所述支承元件中滑动并与所述支承元件啮合，从而防止所述致动轴绕所述纵向轴线相对于所述支承元件旋转。

8.根据权利要求7所述的副翼组件，其中，所述花键部段包括平行于所述致动轴的纵向轴线延伸的直齿。

9.根据权利要求7或8所述的副翼组件，其中，所述支承元件还包括穿过所述支承元件形成的孔，其中，所述支承元件的孔具有与所述花键部段相符的槽，所述花键部段以能够滑动的方式容纳在所述槽中。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的副翼组件，还包括多个支承元件。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的副翼组件，还包括引导装置，所述引导装置构造成当所述致动轴沿着所述致动轴的纵向轴线被推动时防止所述铰接元件在沿着所述纵向轴线的方向上滑动。

12.根据权利要求11所述的副翼组件，其中，所述引导装置具有第一引导元件和第二引导元件，当所述致动轴沿着所述致动轴的纵向轴线被推动时，所述第一铰接元件抵靠所述第一引导元件，并且所述第二铰接元件抵靠所述第二引导元件。

13.根据权利要求12所述的副翼组件，其中，所述第一引导元件和所述第二引导元件包括在所述第一铰接元件和所述第二铰接元件中相应的一个铰接元件的两侧延伸的两个引导臂。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的副翼组件，还包括沿着所述致动轴的纵向轴线推动所述致动轴的线性致动器。

15.根据权利要求14所述的副翼组件，其中，所述线性致动器构造成沿着所述致动轴的纵向轴线在相反的方向上推动所述致动轴。

16.根据权利要求15所述的副翼组件，其中，所述线性致动器能够安装至所述副翼本体。

17.一种机翼组件，包括根据权利要求1至16中任一项所述的副翼组件。

18.根据权利要求17所述的机翼组件，还包括机翼部段和铰接组件，所述铰接组件用于以能够旋转的方式将所述副翼组件安装至所述机翼部段，所述铰接组件包括：支承元件，所述支承元件在所述机翼部段或所述副翼组件中的一者上；铰接元件，所述铰接元件在所述机翼部段或所述副翼组件中的另一者上；以及致动轴，所述致动轴以能够滑动的方式安装至所述支承元件并且构造成沿着所述致动轴的纵向轴线相对于所述支承元件滑动，其中，所述铰接元件与所述致动轴啮合，使得当所述致动轴被推动而沿着所述致动轴的纵向轴线滑动时，所述致动轴和所述铰接元件被推动而相对于彼此旋转，从而使得所述副翼组件被推动而绕所述纵向轴线相对于所述机翼部段旋转。