CN105173062A - 可滑动的发散后缘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可滑动的发散后缘装置。一种机翼包括后缘，以及沿着后缘的尾部表面在装载位置与完全展开位置之间是可滑动的发散后缘装置。当被装载时，后缘装置完全位于后缘内，并且在被展开时，增加机翼的升阻比。

Description

可滑动的发散后缘装置
背景技术
发散后缘(DTE)装置可以增加机翼的升阻比(liftoverdrag)(L/D)。DTE可被固定至机翼的尾部下表面。然而，固定的DTE产生可以对要求更坚固更重的机翼具有明显的间接影响的负载分布。
DTE可以改为铰接至机翼的尾部下表面。然而，铰接的DTE可以缩至装载位置，并且可以在较小的重负荷飞行阶段期间被安排伸出，因此使附加的结构重量最小化。
铰接的DTE可以通过致动器伸出和缩回并且驱动连杆机构。致动器和连杆机构承载空气负载，并且因此，相应地调整大小。如果致动器在飞行时出现故障，则铰接的DTE可以出现自由面颤振。如果致动器和连杆机构太大而不能安装在机翼内，则它们由复杂性、重量和阻力增加的外部整流片罩(fairing)覆盖。
发明内容
根据本文中的实施方式，机翼包括后缘，以及沿着后缘的尾部表面在装载位置与完全展开位置之间是可滑动的发散后缘装置。当被装载时，后缘装置完全位于后缘内，并且当被展开时，增加机翼的升阻比。
根据本文的另一个实施方式，飞机包括机翼，该机翼包括具有可移动的飞行控制面和固定面的后缘。飞机进一步包括与可移动的飞行控制面集成的多个发散后缘装置，以及用于独立控制发散后缘装置的多个致动器。每个发散后缘装置在完全在可移动的飞行控制面内的装载位置与至少部分在可移动的飞行控制面下方的展开位置之间是可滑动的。
根据本文中的另一个实施方式，一种在飞机飞行期间执行的方法包括：沿着每个飞机机翼的后缘滑动发散后缘装置以减少机翼的升阻比(L/D)；以及其后将发散后缘装置完全装载在后缘内。
这些特征与功能可以在各种实施方式中独立地实现或与其它实施方式组合来实现。参考以下描述和附图可以了解实施方式的更多细节。
附图说明
图1是飞机的示图。
图2是机翼的示图。
图3A是处于完全展开位置中的发散后缘装置的示图。
图3B是处于装载位置中的发散后缘装置的示图。
图3C是沿着图3B中的剖面线3C-3C所截取的示图。
图4是机翼和在机翼的后缘处的发散后缘装置的示图。
图5是机翼、发散后缘装置和发散后缘装置的下表面的覆盖件的示图。
图6是机翼、发散后缘装置和发散后缘装置的上表面的覆盖件的示图。
图7是包括基本平直的加硬板的发散后缘装置的示图。
图8A和图8B是包括多个发散后缘装置的机翼的示图。
图9是提高飞机性能的方法的示图。
具体实施方式
参考图1，其示出了包括机身120、机翼130和尾翼140的飞机110。一个或多个推进装置150耦接至飞机110的机身120、机翼130或其他部分。
参考图2。每个机翼130包括前缘和后缘210。后缘210可包括固定面220和可移动的飞行控制面230。可移动的飞行控制面230的实例包括但不限于副翼、襟翼、襟副翼和缝翼。
机翼130进一步包括至少一个发散后缘(DTE)装置240。每个DTE装置240沿着后缘210的尾部表面在装载位置(stowedposition)与完全展开位置(fullydeployedposition)之间是可滑动的。当被装载时，DTE装置240完全在后缘210内。当被完全展开或部分展开时，DTE装置240在后缘210的下表面的下方伸出以增加机翼130的升阻比。
DTE装置240的弦长可以在机翼130的弦长的约1％与6％之间。在一些配置中，DTE装置240的弦长可以在约四英寸与六英寸之间。
每个DTE装置240可被安装至后缘210的固定面220或者后缘210的可移动的飞行控制面230。在一些机翼配置中，多个DTE装置240可被安装至固定面220和/或可移动的飞行控制面230。
现在参考图3A和图3B，其示出了包括可移动的飞行控制面230与安装至可移动的飞行控制面230的DTE装置240的机翼130的实例。DTE装置240包括加硬板(stiffenedpanel)310。在一些配置中，诸如，图3A和图3B示出的配置，加硬板310是弯曲的。在其他配置中，加硬板可以是平直的(例如，参见图7)。
可移动的飞行控制面230还包括DTE装置240的覆盖件(cover)315。覆盖件315还可提供DTE装置240的滑动面。
致动器组件320可用于使后缘装置240在装载位置与展开位置之间滑动。致动器组件320可以独立于可移动的飞行控制面230来控制DTE装置240。在一些配置中，致动器组件320可包括致动器和连杆机构。在其他配置中，致动器组件320仅可包括致动器。致动器可以是气动的、液压的或机电的，并且可以位于机翼130的机翼翼盒330中。
图3A示出了处于完全展开位置的DTE装置240。通过实例的方式，图3A示出了具有约15度的最大发散角(divergenceangle)(α)的DTE装置240。
加硬板310可具有曲率，从而，DTE装置240的发散角(α)随着DTE装置240的展开而改变。例如，当DTE装置240完全展开时具有最大发散角(α)，并且当部分展开时具有较小的发散角(α)。
图3B示出了处于装载位置的DTE装置240。DTE装置240完全位于可移动的飞行控制面230内部，并且因此，不影响机翼130的L/D。
可以装载DTE装置240以避免受到高负载。因此，包括DTE装置240的机翼130比包括固定的发散后缘装置的机翼具有更轻的机翼结构。从而，较轻的结构使得节约重量和燃料。然而，DTE装置240与固定的发散后缘装置提供相同的L/D优点。
因为DTE装置240是可滑动的而不是铰接的，因此空气负载主要由机翼130承载。因此，DTE装置240避免了铰接装置固有的问题，诸如，硬度和扭矩负载问题。DTE装置240还避免了在致动器组件320发生故障的情况下的自由面和颤振问题。
此外，由于空气负载主要由机翼130承载，因此致动器组件320可被主要配置为克服与滑动DTE装置240有关的摩擦力。因此，致动器组件320的尺寸可以减小至可以完全位于机翼翼盒330内的点。有利地，整流片罩未用于覆盖致动器组件320，从而避免与整流片罩相关的间接影响。
现在参考图4，其示出了后缘210和展开的DTE装置240的实例。DTE装置240的上表面410是可见的。上表面410具有在弦向方向上延伸的多个翼肋420。翼肋420提供DTE装置240的弦向硬度。DTE装置240的翼肋420与后缘210的尾部下表面430接触。DTE装置240上的向上飞行负载通过翼肋420被传输至后缘210并且通过机翼130做出反应。
另外参考图5，其示出了后缘210的尾部下表面上的翼肋510。这些翼肋510在弦向方向上延伸。在一些配置中，后缘装置210的尾部下表面上的翼肋510可以与DTE装置240的上表面上的翼肋互锁。
图3C示出了DTE装置240的上表面上的翼肋340与后缘装置210的尾部下表面上的翼肋350互锁的配置。这些互锁的翼肋340和350提供了弦向硬度并且当沿翼展方向的负载不均衡时防止干扰(jamming)。使用这些负载路径，降低颤振风险。
返回至图5，DTE装置240的下表面上的覆盖件520为DTE装置240提供了弯曲的滑动面。覆盖面520也可以影响空气负载。例如，覆盖件520可以影响DTE装置240上的向下负载。覆盖件520可以通过紧固件530固定至后缘210。紧固件530延伸穿过DTE装置240中的狭缝540并且可以限制DTE装置240的横向移动。
现在参考图6。在一些配置中，覆盖件610可以是后缘210的一部分。在图6中示出的配置中，DTE装置240沿着后缘210的下部620的表面622滑动。紧固件630将覆盖件610固定至下部620。紧固件630延伸穿过DTE装置240中的狭缝640并且可以限制DTE装置240的横向移动。
尽管在图3A、图3B、图4、图5和图6中示出的DTE装置240都具有弯曲的加硬板，但是DTE装置240并不限于此。例如，DTE装置240可包括基本平直的加硬板。
参考图7，其示出了包括基本平直的加硬板710的DTE装置240。包括致动器720和致动器连杆机构730的致动器组件320在装载位置与完全展开位置之间移动DTE装置240。当被展开时，DTE装置240具有固定的发散角(α)。当被装载时，DTE装置240被完全容纳在后缘210内。
致动器连杆机构730沿着DTE装置240的运动方向，其基本垂直于空气负载方向。调整大小以克服与滑动DTE装置240相关的摩擦力，致动器720和致动器连杆机构730可以完全位于后缘210内。
现在参考图8A，其示出了包括机翼翼盒810、前缘820和后缘210的机翼130的实例。后缘210包括可移动的飞行控制面，诸如，内侧襟翼830、襟副翼832、外侧襟翼834和副翼836。后缘210进一步包括固定面，该固定面包括尖部838。
机翼130进一步包括多个DTE装置240。后缘210的表面830至838可包括零个、一个或多个DTE装置240。在图8A中示出的配置中，尖部838没有DTE装置240，襟副翼832具有一个DTE装置240，内侧襟翼830具有多个DTE装置240，外侧襟翼834具有多个DTE装置240以及副翼836具有多个DTE装置240。在另一个配置中，DTE装置240可被包括在从后缘210的根部直至尖部838。
每个DTE装置240在装载位置与完全展开位置之间是可滑动的。DTE装置240可被完全装载在后缘210的它们相应的表面内。DTE装置240可以在后缘210的它们相应的表面下方完全展开或部分展开。
每个DTE装置240可以设置有用于独立控制的致动器。每个致动器可被容纳在其相应的后缘表面830-838内。
例如，图8B示出了副翼836的一部分以及机翼翼盒810的后翼梁812。每个DTE装置240可以是独立可控的。例如，每个后缘装置240可以设置有容纳在副翼836内的致动器840。
现在参考图9，其示出了提高飞机性能的方法。该方法包括沿着每个飞机的后缘选择性地滑动一个或多个发散后缘装置以降低每个机翼的升阻比(L/D)(框910)。例如，可以展开DTE装置以降低阻力和/或减轻负载。任何未展开的后缘装置都被完全装载在后缘内(框920)。
在飞行的不同阶段展开所选的DTE装置是有利的。根据由于总重量、重心、速度和高度而导致的机翼负载，DTE装置可以被安排展开以使机翼负载和气动效率最优化。
根据本公开内容示出的发明性主题的非排他的实例将在在下文中的列举项中进行描述：
A1.一种机翼，包括：
后缘；以及
发散后缘装置，沿着后缘的尾部表面子装载位置与完全展开位置之间是可滑动的，当被装载时，后缘装置完全位于后缘内，当被展开时，后缘装置增加机翼的升阻比。
A2.根据项A1所述的机翼，其中，当展开时，后缘装置在后缘的下表面的下方伸出。
A3.根据项A1或A2所述的机翼，其中，后缘装置的弦长在机翼的弦长的约1％与6％之间。
A4.根据项A1至A3中任一项所述的机翼，其中，发散后缘装置被安装至后缘的可移动的飞行控制面。
A5.根据项A1至A3中任一项所述的机翼，其中，发散后缘装置被安装至后缘的固定面。
A6.根据项A1至A5中任一项所述的机翼，其中，发散后缘装置具有随着装置的展开而改变的发散角。
A7.根据项A1至A6中任一项所述的机翼，进一步包括完全容纳在后缘内的致动器组件，用于使发散后缘装置滑动。
A8.根据项A1至A7中任一项所述的机翼，其中，发散后缘装置包括加硬的弯曲板。
A9.根据项A1至A7中任一项所述的机翼，其中，发散后缘装置包括基本平直的加硬板。
A10.根据项A1至A9中任一项所述的机翼，其中，发散后缘装置的上表面包括与后缘的尾部下表面接触的翼肋。
A11.根据项A10所述的机翼，其中，后缘的尾部下表面也具有与后缘装置的翼肋互锁的翼肋。
A12.根据项A1至A11中任一项所述的机翼，进一步包括在发散后缘装置的下表面上的覆盖件，该覆盖件为后缘装置提供滑动面。
A13.根据项A1至A11中任一项所述的机翼，其中，后缘包括在发散后缘装置的上表面上的覆盖件。
A14.根据项A1至A13中任一项所述的机翼，进一步包括沿着后缘的尾部表面可滑动的至少一个另外的发散后缘装置，每个另外的发散后缘装置在装载位置与展开位置之间是可滑动的。
A15.根据项A14所述的机翼，进一步包括用于独立控制每个发散后缘装置的多个致动器。
A16.一种飞机，包括：
机翼，包括具有可移动的飞行控制面和固定面的后缘；
多个发散后缘装置，与可移动的飞行控制面集成，每个发散后缘装置在完全在可移动的飞行控制面内的装载位置与至少部分在可移动的飞行控制面下面的展开位置之间是可滑动的；以及
多个致动器，用于独立控制发散后缘装置。
A17.根据项A16所述的飞机，其中，至少一个另外的发散后缘装置与固定面结成，每个另外的发散后缘装置在完全在固定面内的装载位置与至少部分在固定面下面的展开位置之间是可滑动的。
A18.一种在飞机飞行期间执行的方法，所述方法包括：沿着每个飞机机翼的后缘滑动的发散后缘装置以减少机翼的升阻比(L/D)；以及其后将所述发散后缘装置完全装载在后缘内。
A19.根据项A18所述的方法，进一步包括沿着后缘选择性地滑动和装载至少一个另外的发散后缘装置，其中，发散后缘装置被选择性地展开和装载以改变机翼的L/D。
A20.根据项A18或A19所述的方法，其中，发散后缘装置被完全装载在后缘的可移动的飞行控制面内。

Claims (15)

1.一种机翼，包括：
后缘；以及
发散后缘装置，沿着所述后缘的尾部表面在装载位置与完全展开位置之间是可滑动的，当被装载时，所述发散后缘装置完全位于所述后缘内，当被展开时，所述发散后缘装置增加所述机翼的升阻比。
2.根据权利要求1所述的机翼，其中，当被展开时，所述发散后缘装置在所述后缘的下表面的下方伸出。
3.根据权利要求1或2所述的机翼，其中，所述发散后缘装置的弦长在所述机翼的弦长的1％与6％之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机翼，其中，所述发散后缘装置被安装至所述后缘的可移动的飞行控制面。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机翼，其中，所述发散后缘装置被安装至所述后缘的固定面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的机翼，其中，所述发散后缘装置具有随着所述发散后缘装置的展开而改变的发散角。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机翼，进一步包括完全容纳在所述后缘内的致动器组件，用于使所述发散后缘装置滑动。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的机翼，其中，所述发散后缘装置包括加硬的弯曲板。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的机翼，其中，所述发散后缘装置包括平直的加硬板。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的机翼，其中，所述发散后缘装置的上表面包括与所述后缘的尾部下表面接触的翼肋。
11.根据权利要求10所述的机翼，其中，所述后缘的所述尾部下表面也具有与所述发散后缘装置的所述翼肋互锁的翼肋。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的机翼，进一步包括在所述发散后缘装置的下表面上的覆盖件，所述覆盖件为所述发散后缘装置提供滑动面。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的机翼，其中，所述后缘包括在所述发散后缘装置的上表面上的覆盖件。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的机翼，进一步包括沿着所述后缘的所述尾部表面可滑动的至少一个另外的发散后缘装置，每个另外的发散后缘装置在装载位置与展开位置之间是可滑动的；以及用于独立控制每个发散后缘装置的多个致动器。
15.一种在飞机飞行期间执行的方法，所述方法包括：沿着每个飞机机翼的后缘滑动发散后缘装置以减少所述机翼的升阻比(L/D)；以及之后将所述发散后缘装置完全装载在所述后缘内。
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