CN105438450A - 响应环境条件的涡流发生器 - Google Patents

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CN105438450A CN201510599569.9A CN201510599569A CN105438450A CN 105438450 A CN105438450 A CN 105438450A CN 201510599569 A CN201510599569 A CN 201510599569A CN 105438450 A CN105438450 A CN 105438450A
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Abstract

本发明名称是响应环境条件的涡流发生器。附连至升力面的可展开的涡流发生器包括相对于升力面可移动的叶片。响应于环境条件的变化，叶片从展开位置移动至缩回位置。在展开位置，叶片作用于空气流以形成涡流。在缩回位置，叶片与自由气流速度密切对齐。

Description

响应环境条件的涡流发生器
技术领域
本公开内容的实施方式一般涉及在升力面上方的流。更具体地，本公开内容的实施方式涉及可展开的涡流发生器，其用于提高在升力面上方的流的流体动力特性。
背景技术
当边界层由升力面的前边移动并且与逆向压力梯度足够远以致边界层相对于升力面的速度几乎降至零时，一般发生流分离。流体流可与升力面分离，并代替形成漩涡和涡流。在空气动力学中，流分离可常常引起阻力增加和升力减少。通过在高迎角引起边界层分离，流分离通常会恶化低速性能。恶化的低速性能又增加升力面的“失速速度(stallspeed)”，并且当以与起飞和接近着陆相关联的低速飞行操作升力面时潜在地造成非最优飞行条件。
在低速飞行期间可展开的涡流发生器伸出以保持附连的流，但在巡航飞行期间缩回以减少流分离。现有技术的可展开的涡流发生器，诸如在美国专利号8,087,617中公开的，需要钢丝和致动器，这些增加了成本和重量，抵消了缩回的大部分益处。
发明内容
附连至升力面的可展开的涡流发生器包括相对于升力面可移动的叶片。响应于环境条件的变化，叶片从展开位置移动至缩回位置。在展开位置，叶片作用于空气流以形成涡流。在缩回位置，叶片与自由气流速度密切对齐。
本发明的范围仅由所附权利要求限定而不受该发明内容内的陈述的影响。
附图说明
根据下面的附图和描述，可更好地理解本发明。附图中的元件不必成比例，而是重点在于图解说明本发明的原理。
图1A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第一实施方式的透视图，显示这样的涡流发生器被附连至升力面；
图1B为图1A的涡流发生器的截面图；
图1C为图1A的涡流发生器的局部截面图；
图1D为图1A的涡流发生器的安装件的部分的透视图；
图1E为图1A的涡流发生器的叶片的透视图；
图1F为图1A的涡流发生器的分解透视图；
图1G显示了示意图，图的左手侧显示了图1A的涡流发生器的展开位置，图的右手侧显示了图1A的涡流发生器的缩回位置；
图1H显示了描绘作用在图1A的涡流发生器的叶片上的力和力矩的自由体受力图；
图2为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第二实施方式的侧正面图；
图3A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第三实施方式的透视图；
图3B为图3A的涡流发生器的分解透视图；
图3C为图3A的涡流发生器的俯视图；
图3D为图3A的涡流发生器的局部分解透视图；
图4A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第四实施方式的侧正面图；
图4B为图4A沿线4B-4B的截面图；
图5A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第五实施方式的俯视图，显示了处于展开位置的涡流发生器；
图5B为图5A的涡流发生器的俯视图，显示了涡流发生器处于缩回位置；
图6A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第六实施方式的俯视图，显示了处于展开位置的涡流发生器；
图6B为图6A的涡流发生器的俯视图，显示了涡流发生器处于缩回位置；
图7为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第七实施方式的俯视图；
图8A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第八实施方式的透视图；
图8B为图8A的涡流发生器的侧正面图；
图9A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第九实施方式的透视图；
图9B为图9A沿线9B-9B的截面图；
图9C为图9A的涡流发生器的截面图，以虚线显示了展开位置和以实线显示了缩回位置；
图10A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十实施方式的透视图；
图10B为处于展开位置的图10A的涡流发生器的侧正面图；
图10C为处于缩回位置的图10A的涡流发生器的侧正面图；
图11A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十一实施方式的俯视图；
图11B为处于展开位置的图11A的涡流发生器的侧正面图；
图11C为处于缩回位置的图11A的涡流发生器的侧正面图；
图12A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十二实施方式的俯视图；
图12B为处于展开位置的图12A的涡流发生器的侧正面图；
图12C为处于缩回位置的图12A的涡流发生器的侧正面图；
图13A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十三实施方式的俯视图；
图13B为处于展开位置的图13A的涡流发生器的侧正面图；
图13C为处于缩回位置的图13A的涡流发生器的侧正面图；
图14A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十四实施方式的俯视图；
图14B为处于展开位置的图14A的涡流发生器的侧正面图；
图14C为处于缩回位置的图14A的涡流发生器的侧正面图；
图15A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十五实施方式的俯视图；
图15B为处于展开位置的图15A的涡流发生器的侧正面图；
图15C为处于缩回位置的图15A的涡流发生器的侧正面图；
图16A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十六实施方式的俯视图；
图16B为处于展开位置的图16A的涡流发生器的侧正面图；
图16C为处于缩回位置的图16A的涡流发生器的侧正面图；
图17A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十七实施方式的俯视图；
图17B为处于展开位置的图17A的涡流发生器的侧正面图；
图17C为处于缩回位置的图17A的涡流发生器的侧正面图；
图18为可以用于图10A-17C中所示的涡流发生器的任意实施方式的和图20A-23C的实施方式中的改型的透视图；
图19为可以用于图10A-17C中所示的涡流发生器的任意实施方式的改型的透视图；
图20A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十八实施方式的俯视图；
图20B为处于展开位置的图20A的涡流发生器的侧正面图；
图20C为处于缩回位置的图20A的涡流发生器的侧正面图；
图21A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第十九实施方式的俯视图；
图21B为处于展开位置的图21A的涡流发生器的侧正面图；
图21C为处于缩回位置的图21A的涡流发生器的侧正面图；
图22A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第二十实施方式的俯视图；
图22B为处于展开位置的图22A的涡流发生器的侧正面图；
图22C为处于缩回位置的图22A的涡流发生器的侧正面图；
图23A为包括本发明的特征的可展开的涡流发生器的第二十一实施方式的俯视图；
图23B为处于展开位置的图23A的涡流发生器的侧正面图；
图23C为处于缩回位置的图23A的涡流发生器的透视图；
图23D为处于缩回位置的图23A的涡流发生器的侧正面图；
图24为包括本发明的特征的飞行器的透视图。
具体实施方式
虽然本发明可有不同形式的实施方式，但应理解在附图中示出并将在本文中详细描述的具体实施方式应被认为是本发明的原理的示例，并非旨在将本发明限制在如本文中所图解和描述的那样。因此，除非另有说明，本文中公开的特征可组合在一起以形成额外的组合，这些额外的组合出于简洁的目的，没有另外显示。本质上下面的详细描述是示例性的，并非旨在限制本公开内容或本申请以及本公开内容的实施方式的用途。仅作为实例提供具体装置、技术和应用的描述。本文中描述的实例的修改对本领域普通技术人员将是容易清楚的，并且本文中限定的一般原理可应用至其它实例和应用，而不背离本公开内容的精神和范围。此外，不意图受到前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式中提出的任何表达或暗含的理论限制。本公开内容应当符合与权利要求一致的范围，并不限于本文中描述的和示出的实例。
如阅读该描述后本领域普通技术人员会清楚的，下述为本公开内容的实例和实施方式并且不限于根据这些实例的操作。可利用其它实施方式并且可进行结构变化，而不背离本公开内容的示例性实施方式的范围。
提供可展开的涡流发生器，其从飞行器21的低速飞行(起飞和接近着陆)期间的展开位置移动至飞行器21的巡航飞行期间的缩回位置。如本文中所限定，“低速飞行”为在起飞期间和在接近着陆期间飞行器21的速度。由于围绕涡流发生器的环境条件的变化，涡流发生器从展开位置移动至缩回位置。涡流发生器被安装在飞行器21的升力面20上，例如，但不限于机翼、短舱、襟翼、尾翼、飞行器21的操纵面诸如升降舵和副翼、发动机吊架、风力涡轮机叶片，以减少流分离，通常在图24中方框23处显示它们的一些位置，其在示意图中表示本发明的涡流发生器，但未按比例绘制。当位于发动机短舱上时，涡流发生器位于内侧边缘上(即，最靠近机身侧)。在机翼和垂直安定面上涡流发生器的数目根据飞行器的型号改变。然而，本公开内容的实施方式不限于这些升力面应用，并且在其它流体动力表面应用中也可利用本文中描述的技术。例如，实施方式可以是可应用于其它升力面，诸如帆船帆、发动机推进器、风车等。
在每个实施方式中，当处于展开位置时，涡流发生器相对于自由气流速度(V)的方向成预定角度，使得涡流发生器在低速飞行期间作用于气流以产生涡流。在每个实施方式中，当处于缩回位置时，环境条件引起涡流发生器移动至缩回位置，其与自由气流速度(V)的方向更加密切对齐，使得从气流移去或基本上移去涡流发生器，以减小阻力。
在图1A-9C所示的涡流发生器的实施方式中，环境条件为在飞行期间(如，在起飞、接近着陆，或在巡航高度期间)作用于涡流发生器的空气动力学力，其中的变化引起涡流发生器在展开位置和缩回位置之间移动。在图10-24所示的涡流发生器的实施方式中，环境条件为大气温度(如，在起飞、接近着陆，或在巡航高度期间)，其中的变化引起涡流发生器在展开位置和缩回位置之间移动。应当理解的是，根据本公开内容的涡流发生器的一种构型的展开位置和/或缩回位置可不同于根据本公开内容的涡流发生器的另一种构型的分别的展开位置和/或缩回位置，如将进一步描述的。
关注图1A-1H中所示的涡流发生器100的第一实施方式。涡流发生器100由两部件的安装件104、叶片106和扭力弹簧102形成，该安装件104由第一部件104a和第二部件104b形成，叶片106附连至安装件104的第二部件104b，扭力弹簧102连接在安装件104和叶片106之间。安装件104的第一部件104a附连至升力面20，和第二部件104b可旋转地安装在第一部件104a中。
如图1D中最佳所示，安装件104的第一部件104a由具有外端和内端的中空圆筒形侧壁110、靠近侧壁110的外端的外壁112、靠近侧壁110的内端的内壁114和从内壁114向外延伸的凸缘116形成。侧壁、外壁和内壁110、112、114形成空腔118。外壁和内壁112、114具有穿过其延伸的对齐的环形开口112a、114a。细长的、基本上矩形的狭缝120延伸穿过侧壁110并在外壁和内壁112、114之间延伸。狭缝120与空腔118连通并由相对的第一侧边和第二侧边120a、120b，外边120c和内边120d限定。狭缝120的第一侧边和第二侧边120a、120b限定弧长。在外壁和内壁112、114之间间隔的位置处穿过侧壁110提供开口122，并且开口122优选地与狭缝120直径地相对(diametricallyopposed)。安装件104由合适的材料制成，诸如金属，凸缘116通过合适的手段诸如焊接附连至飞行器21的升力面20。轴124沿着安装件104的长度延伸。配置叶片106以围绕轴124旋转或枢转，并因此轴124可相互交换地称为旋转轴124。在一些实例中，轴124垂直于飞行器21的升力面20。在进一步实例中，并且根据叶片106的几何结构，轴可以相对于升力面20以小于90度的角度布置。
如图1F中最佳所示，安装件104的第二部件104b由细长的圆柱形销形成。第二部件104b的端符合开口112a、114a的形状。
如图1E中最佳所示，叶片106可基本上为矩形并且具有前边106a和后边106b，前边可被弯曲或另外按空气动力学造形，后边可逐渐变细或为钝形的(如，如图1E中所图解的实例中所示在后边106b处具有平的表面)。叶片106可进一步包括相对的外边和内边106c、106d以及相对的第一侧表面和第二侧表面106e、106f，相对的侧表面106e、106f在边106a、106b、106c和106d之间延伸。侧表面106e、106f为平的并且可如所示彼此平行，或可由前边106a至后边106b逐渐变细。在一些实例中，叶片106可具有翼面形状，类似于在下面讨论的叶片306的形状。在叶片106中在前边106b的中点附近提供切口128。切口128在前边106a处开始并向后延伸预定距离。切口128具有外壁128a、内壁128b和在外壁和内壁128a、128b之间延伸的后壁128c。切口128将叶片106的前面部分分为外部分和内部分130。每个部分130具有通过其延伸的通道132。在切口128的后壁128c中紧邻外部分130提供钻孔134。在第一侧表面106e和第二侧表面106f之间限定叶片106的宽度。
扭力弹簧102是常规的并具有带开口的主线圈102a、由主线圈102a向外延伸的第一腿(未示出)和由主线圈102a向外延伸的第二腿102b，例如在与第一腿直径相对的位置。
为了组装涡流发生器100，将弹簧102插入切口128并且弹簧102的第一腿装在叶片106中的钻孔134内。使部分130穿过狭缝120并装在安装件104的第一部件104a中的空腔118中。弹簧102的第二腿102b装在侧壁110中开口122内。然后将第二部件104b通过第一部件104a的外壁112中的开口112a，通过叶片106的外部分130中通道132，插入切口128并通过扭力弹簧102中开口，通过第一部件104a的内部分130中通道132，插入第一部件104a的内壁114中开口114a。第一部件104a包起第二部件104b，叶片106的部分130和扭力弹簧102。虽然描述了与叶片106啮合的弹簧102的第一腿在主线圈102a上面以及描述了与第一部件104a啮合的弹簧102的第二腿102b在主线圈102a下面，但是应当理解的是这些相对位置是可颠倒的。相对于叶片106、安装件104的第一部件104a和弹簧102，安装件104的第二部件104b是自由旋转的。叶片106相对于第二部件104a围绕轴124旋转。将扩大的帽或开口销(未示出)附连至安装件104以使第二部件104b固定至第一部件104a。
叶片106的宽度小于由第一部件104a中狭缝120限定的弧的长度。这使得叶片106沿预定弧长相对于第一部件104a围绕第二部件104b旋转并且狭缝120的边120a、120b限制叶片106相对于第一部件104a旋转通过的角度范围。
通过将第一腿嵌入叶片106和将第二腿102b嵌入第一部件104a，将弹簧102安置到位。当在叶片106上施加力的时候，弹簧102上紧，而不是围绕其轴124旋转。
起飞期间自由气流速度(V)小于巡航速度下自由气流速度(V)。在起飞时，由于弹簧102的力，涡流发生器100相对于自由气流速度(V)的方向以某一预定角度β慢，优选地大约10-25度，处于其展开位置。因为涡流发生器100是展开的，所以涡流发生器100在低速飞行期间产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和自由气流速度(V)增加，空气动力学力在巡航速度下作用于叶片106并压缩弹簧102，这引起叶片106相对于第一部件104a旋转，直到弹簧102处于力和力矩平衡下。在该点上，涡流发生器100基本上与沿自由气流速度(V)的气流对齐以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，自由气流速度(V)减少并且弹簧102解卷或打开(unwind)，这引起叶片106相对于第一部件104a以相反的方向旋转至其展开位置，由此产生涡流以便着陆。
如图1G所示，在巡航速度下涡流发生器100相对于自由气流速度(V)以某一预定角度β巡航，优选地从0<b<10度的任意角度(不包括零度)，处于其缩回位置。角度β巡航比角度β慢与自由气流速度(V)的方向更加密切对齐。涡流发生器100利用巡航速度和低速飞行之间速度的差异来调节叶片106相对于自由气流速度(V)的方向的角度。空气动力学力和弹簧102在展开位置和缩回位置之间旋转叶片106。图1G的示意图的左手侧显示展开位置，图1G的右手侧显示缩回位置。如所示，角度β慢大于角度β巡航。在飞行期间，升力和依附的阻力作用于叶片106。
图1H中自由体受力图描绘了作用于叶片106的力和力矩。阻力在图1H中为y方向的自由气流速度(V)的方向上作用。升力垂直于图1H中为x方向的自由气流速度(V)的方向作用。叶片106上的升力和阻力取决于速度、空气密度、平面形状面积、角度、以及叶片速度的升力和阻力系数。在巡航速度下较高的空气动力学力旋转叶片106至相对于安装件104的较小角度。由于平面形状面积相对于自由气流速度(V)的方向是较小的，较小角度减少了叶片106上空气动力学力。弹簧102提供相反的扭力，其在低速飞行期间足够高以抵抗空气动力学导致的扭力，以及在巡航速度下足够低以不抵抗空气动力学导致的扭力。通过限定叶片106相对于两种飞行情况的自由气流速度(V)的方向的角度，设定扭力的两个边界。
图2显示了涡流发生器200的第二实施方式，除了本文中提到的区别以外，其与第一实施方式一致。在涡流发生器200的该第二实施方式中，叶片106的前边106a具有多个切口128(在图2中实例中显示三个切口128，但可使用任何其它数目的切口)，其将前边106a分为多个部分130(在图解的实例中，四个部分130)。平行提供多个扭力弹簧102(在图解的实施方式中，三个扭力弹簧102)，连同在安装件104的第一部件104a中它们相关的开口122和叶片106中的钻孔134。选择每个弹簧102的弹簧系数，使得弹簧102提供的合力在低速飞行期间足够高以放置叶片106在展开位置，并在巡航速度下足够低以响应于增加的自由气流速度(V)使弹簧102移动叶片106至缩回位置。在图2中所示具体实例中，每个弹簧102的弹簧系数是第一实施方式中所示的单个弹簧102提供的弹簧系数的三分之一。弹簧102提供结合的扭力，该结合的扭力在低速飞行下足够高并在巡航速度下足够低。如果弹簧102中一个发生故障，那么两个剩余的弹簧102提供冗余并在低速飞行下提供足够高的扭力以展开叶片106。
关注图3A-3D中所示涡流发生器300的第三实施方式。涡流发生器300由安装件304、两部件的叶片306和扭力弹簧302形成，叶片306由第一部件326a和第二部件326b形成并附连至安装件304，扭力弹簧302连接在安装件304和叶片306之间。安装件304附连至升力面20。
安装件304由圆柱形的、细长侧壁310(本文中也称为圆柱形构件310)和凸缘316形成，侧壁310具有外端和内端，凸缘316从侧壁310的内端向外延伸。沿安装件304的长度限定安装件304的轴324。配置叶片306以围绕轴324旋转或枢转，并因此轴324可相互交换地称为旋转轴324。在一些实例中，轴324可垂直于飞行器21的升力面20。在进一步实例中，并根据叶片306的几何结构，轴324可以相对于升力面20以小于90度的角度布置。隆起部336从安装件304的侧壁310向外延伸。隆起部336具有在其中的钻孔，其面向侧壁310的内端。
安装件304由合适的材料制成，诸如金属，凸缘316通过合适的手段诸如焊接附连至飞行器21的升力面20。在图解的实例中，安装件304垂直于飞行器21的升力面20延伸。
叶片306的第一部件326a通过合适的手段附连至叶片306的第二部件326b，诸如通过部件326a、326b中的对准的孔340、342延伸的铆钉338。当附连时，叶片306可为基本上矩形的并具有前边306a和后边306b，前边可被弯曲或另外按空气动力学造形，后边可逐渐变细或为钝形的(如，如图1E中所图解的实例中所示在后边306b处具有平的表面)。叶片306可进一步包括相对的外边和内边306c、306d以及相对的第一侧表面和第二侧表面306e、306f，相对的侧表面306e、306f在边306a、306b、306c和306d之间延伸。侧表面306e、306f可如所示由前边306a至后边306b逐渐变细，或可彼此平行。在该实例中，叶片306具有翼面形状。
每个部件326a、326b限定通道的部分344a、344b，该通道从外边306c延伸至内边306d，使得当部件326a、326b配合在一起的时候，形成完整的通道，通道配置为容纳至少部分安装件304。通道紧邻叶片306的前边306a但与其间隔。如此，叶片306部分延伸至沿通道的长度限定的旋转轴(如，轴324)的前部，其减少阻力力矩并允许较小的弹簧系数。
通道的部分344a包括圆筒形的第一部分、第二部分和第三部分346、348、350。第一部分346从外边306c延伸至第二部分348，第二部分348从第一部分346延伸至第三部分350，第三部分350从第二部分348延伸至内边306d。第一部分和第三部分346、350优选地具有相同的直径。第二部分348的直径相对于第一部分和第三部分346、350的直径增大。通道的部分344b包括圆筒形的第一部分、第二部分、第三部分346、348、350，中间部分347和狭缝349，中间部分在第一部分和第二部分346、348之间和狭缝在第二部分和第三部分348、350之间。第二部件326b的第一部分和第三部分346、350优选地具有相同的直径。第二部分348的直径相对于第一部分和第三部分346、350的直径增大。中间部分347的直径相对于第二部分348的直径增大。当配合时，第一部分346对齐，中间部分347与第一部件326a的第一部分346的下端对齐，狭缝349与第一部件326a的第二部分348的下端对齐，以及第三部分350对齐。
扭力弹簧302是常规的并具有带开口的主线圈302a、由主线圈302a的第一端延伸的第一腿302b和由主线圈302a的第二端延伸的第二腿302c。
为了组装涡流发生器300，将弹簧302滑至安装件304上并将第二腿302c插入隆起部336中的钻孔内以将弹簧302固定至安装件304。组装的安装件304和弹簧302装在第一部件326a的通道的部分内，同时弹簧302装在第二部分348内。叶片306的第二部件326b与第一部件326a配合，使得隆起部336装在中间部分347内，弹簧302装在第二部分348内，弹簧302的第一腿302b装在狭缝349内。将第一部件和第二部件326a、326b固定在一起，诸如通过铆钉338。如此，第一部件和第二部件326a、326b包起侧壁310和弹簧302。虽然描述了与安装件304啮合的弹簧302的第一腿302b在主线圈302a上面和描述了与叶片306啮合的弹簧302的第二腿302c在主线圈304a下面，但是应当理解这些相对位置可以变换。相对于安装件304，叶片306是自由旋转的。将扩大的帽或开口销(未示出)附连至安装件304以使叶片306固定至安装件304。
通过嵌入安装件304的第二腿302c和固定至叶片306的第二部件326b的第一腿302b，将弹簧302安置到位。当在叶片306上施加力的时候，弹簧302上紧，而不是围绕轴324旋转。当隆起部336将接触中间部分347的边时，中间部分347的长度限制叶片306行进的量，并防止叶片306相对于安装件304的进一步旋转。
起飞期间自由气流速度(V)小于巡航速度下自由气流速度(V)。在起飞时，由于弹簧302的力，涡流发生器300相对于自由气流速度(V)的方向以某一预定角度处于其展开位置。因为涡流发生器300是展开的，所以涡流发生器300在低速飞行期间产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和自由气流速度(V)增加，空气动力学力在巡航速度下作用于叶片306并压缩弹簧302，直到弹簧302处于力和力矩平衡。这引起叶片306相对于安装件304旋转并在其缩回位置更加密切地与自由气流速度(V)的方向对齐。在该点上，涡流发生器300基本上与自由气流速度(V)的气流对齐以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，自由气流速度(V)减少并且弹簧302扩展，这引起叶片306相对于安装件304以相反的方向旋转至其展开位置，由此产生涡流以便着陆。
在该实施方式中，叶片306部分延伸至由安装件304限定的旋转轴324的前部。这减少围绕轴324的阻力力矩并允许弹簧302的较小的弹簧系数。
在该第三实施方式中，可提供多个弹簧302，就像图2中所示的那样。
关注图4A和4B中所示的涡流发生器400的第四实施方式。涡流发生器400由安装件404、叶片406和线性弹簧402形成，叶片406附连至安装件404，线性弹簧402连接在安装件404和叶片406之间。安装件404附连至升力面20。
安装件404由圆柱形的侧壁410、唇边452和凸缘416形成，侧壁410具有外端和内端，唇边452由侧壁410向外延伸，凸缘416从侧壁410的内端向外延伸。唇边452与侧壁410的内端间隔预定距离。安装件404由合适的材料制成，诸如金属，凸缘416通过合适的手段诸如焊接附连至飞行器21的升力面20。安装件404的轴424沿侧壁410的长度延伸。轴424垂直于飞行器21的升力面20，使得安装件404垂直于飞行器21的升力面20延伸。
叶片406可基本上为矩形并且具有前边406a和后边406b，前边可被弯曲或另外按空气动力学造形，后边可逐渐变细或为钝形的(如，在后边406b处具有平的表面)。叶片406可进一步包括相对的外边和内边406c、406d以及相对的第一侧表面和第二侧表面406e、406f，相对的侧表面406e、406f在边406a、406b、406c和406d之间延伸。侧表面406e、406f为平的并且可如所示的彼此平行，或可由前边406a至后边406b逐渐变细。在一些实例中，叶片406可具有类似于在上面讨论的叶片306的形状的翼面形状。
紧邻叶片的前边406a提供通道444通过叶片406并从外端至内端延伸。通道444形状上符合安装件404的侧壁410。在第一侧表面406e和第二侧表面406f之间限定叶片406的宽度。
弹簧402为常规的线性扩张弹簧402。弹簧402具有主线圈402a，主线圈402a具有第一端和第二端402b、402c。
为了组装涡流发生器400，通过使侧壁410穿过通道444沿安装件404将叶片406滑入，直到叶片406的底边与唇边452啮合。唇边452具有比通道444更大的尺寸以避免叶片406沿侧壁410的进一步行进。弹簧402的第一端402b紧邻叶片406的侧表面406e刚性附连至安装件404，弹簧402围绕安装件404盘绕并沿叶片406的相对的侧表面406f延伸，弹簧402的第二端402c刚性附连至叶片406的侧表面406f。在与叶片406的前边406a间隔的位置将第二端402c连接至叶片406的侧表面406f。弹簧402使叶片406沿预定弧长相对于安装件404旋转。将扩大的帽454附连至安装件404以使叶片406固定至安装件404。
通过嵌入安装件404的第一端402b和嵌入叶片406的第二端402c，将弹簧402安置到位。当在叶片406上施加力的时候，弹簧402扩张以使叶片406相对于安装件404旋转。
在起飞期间的自由气流速度(V)小于巡航速度下的自由气流速度(V)。在起飞时，由于弹簧402的力，涡流发生器400相对于自由气流速度(V)的方向以某一预定角度处于其展开位置。因为涡流发生器400是展开的，所以涡流发生器400在低速飞行期间产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和自由气流速度(V)增加，空气动力学力在巡航速度下作用于叶片406并扩张弹簧402，直到弹簧402处于力和力矩平衡。这引起叶片406相对于安装件404旋转并在其缩回位置更加密切地与自由气流速度(V)的方向对齐。在该点上，涡流发生器400基本上与自由气流速度(V)的气流对齐以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，自由气流速度(V)减少并且弹簧402收缩，这引起叶片406相对于安装件404以相反的方向旋转至其展开位置，由此产生涡流以便着陆。
图5A和5B显示了涡流发生器500的第五实施方式，除了本文中描述的区别以外，其与第四实施方式一致。在该第五实施方式中，提供常规的线性拉伸弹簧502，并将弹簧502的第一端502b固定至升力面20，而不是固定至安装件404。第一端502b被附接至叶片406的前边406a前面的升力面20并且在与弹簧502的第二端502c固定至叶片406的侧相同的叶片406的侧表面406f上。当在叶片406上施加力的时候，弹簧502扩张以使叶片406相对于安装件404旋转。
在起飞期间的自由气流速度(V)小于巡航速度下的自由气流速度(V)。在起飞时，由于弹簧502的力，涡流发生器500相对于自由气流速度(V)的方向以某一预定角度处于其展开位置。因为涡流发生器500是展开的，所以涡流发生器500在低速飞行期间产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和自由气流速度(V)增加，空气动力学力在巡航速度下作用于叶片406并扩张弹簧502，直到弹簧502处于力和力矩平衡。这引起叶片406相对于安装件404旋转并在其缩回位置更加密切地与自由气流速度(V)的方向对齐。在该点上，涡流发生器500基本上与自由气流速度(V)的气流对齐以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，自由气流速度(V)减少并且弹簧402收缩，这引起叶片406相对于安装件404以相反的方向旋转至其展开位置，由此产生涡流以便着陆。
在该第五实施方式中，当叶片406旋转时，围绕叶片406的轴424的弹簧502的力臂改变。通常，当叶片406从其缩回位置移动至其展开位置时，力臂增加。该第五实施方式的益处是(a)展开和缩回叶片406增加的扭矩裕度(torquemargin)，(b)相比于使用扭力弹簧减少的叶片406阻力，和(c)减少的弹簧质量。
为了冗余，可使用多个线性弹簧502。另外，线性弹簧502可与扭力弹簧组合以实现扭力与角度的期望曲线。
图6A和6B显示了涡流发生器600的第六实施方式，除了本文中描述的区别以外，其与第四实施方式一致。在该第六实施方式中，提供常规的线性压缩弹簧602，并将压缩弹簧602的第一端602b固定至升力面20，而不是固定至安装件404。第一端602b被附接至叶片406的后边406b后面的升力面20并且在与弹簧402的第二端406c固定至叶片406的侧表面406e相同的叶片406的侧表面406e上。当在叶片406上施加力的时候，弹簧602压缩以使叶片406相对于安装件404旋转。将可伸缩的销656插入弹簧602的主线圈内以防止在弹簧602的扩张和压缩期间弹簧602纵弯曲。
在起飞期间的自由气流速度(V)小于巡航速度下的自由气流速度(V)。在起飞时，由于弹簧602的力，涡流发生器600相对于自由气流速度(V)的方向以某一预定角度处于其展开位置。因为涡流发生器600是展开的，所以涡流发生器600在低速飞行期间产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和自由气流速度(V)增加，空气动力学力在巡航速度下作用于叶片406并压缩弹簧602，直到弹簧602处于力和力矩平衡。这引起叶片406相对于安装件404旋转并在其缩回位置更加密切地与自由气流速度(V)的方向对齐。在该点上，涡流发生器600基本上与自由气流速度(V)的气流对齐以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，自由气流速度(V)减少并且弹簧402扩张，其引起叶片406相对于安装件404以相反的方向旋转至其展开位置，由此产生涡流以便着陆。
在该第六实施方式中，当叶片406旋转时，围绕叶片406的轴424的弹簧602的力臂改变。在低速飞行下当叶片406处于其展开位置时力臂比在巡航速度下当叶片406处于其缩回位置时的力臂大。
当叶片406围绕其轴旋转时，旋转轴424、弹簧602、安装件404点以及弹簧602附连至叶片406的点的相对位置确定力臂如何改变。未拉伸的弹簧602的长度和弹簧系数，与力臂一起，确定由弹簧602施加的扭力。大于零的扭力值起到使叶片406从其缩回位置延展至其展开位置的作用。小于零的扭力值趋向使叶片406缩回。扭力弹簧在小迎角下——即在巡航速度下——施加最高的扭力。具有变化力臂的线性弹簧在大迎角下——即在低速飞行下，也就是起飞和接近着陆——施加最高的扭力。因为线性弹簧比扭力弹簧施加扭力多，所以存在较大扭矩裕度以抵抗空气动力学力扭力完全延展叶片406。这有助于保持飞行器21对较宽范围的起飞和接近着陆情况的控制权。在巡航速度下，线性弹簧比扭力弹簧施加扭力少，所以空气动力学扭力能够降低叶片406至较小迎角。这减少叶片406的正面面积并因此减少在巡航速度下的阻力。
为了冗余，可使用多个线性弹簧602。线性弹簧602可与扭力弹簧组合以实现扭力与角度的期望曲线。
图7显示了涡流发生器700的第七实施方式，除了本文中描述的区别以外，其与第六实施方式一致。在该实施方式中，安装件404刚性附接至升力面20并具有从其延伸的至少一个柔性材料片758，或弯曲件。叶片406的前边406a附连至弯曲件758的相对端。在该实施方式中，弯曲件758起到铰链的作用，其使叶片406相对于升力面20旋转。如果将弯曲件758形成为与安装件404和叶片406分离的部分，可通过焊接、夹紧等将弯曲件758附连至安装件404和叶片406。可选地，可将弯曲件758以与叶片406、安装件406或两者相同的材料片锻造或机械加工为薄的区域。这减少组装涡流发生器700所需的部件数和劳动。这样刚性附连的安装件404和弯曲部分(一个或多个)758可被取代入第六实施方式中。
图8A和8B显示了涡流发生器800的第八实施方式。涡流发生器800的旋转轴124相对于升力面20水平地布置，而不是如前面实施方式垂直的。涡流发生器800由两部件的安装件804、叶片106和扭力弹簧802形成，叶片106附连至安装件804，扭力弹簧802连接在安装件804和叶片106之间。安装件804包括附连至升力面20的第一部件804a和可旋转地安装在第一部件804a并附连至叶片804的第二部件804b。
安装件804的第一部件804a由平板860形成，平板860由四个壁861a、861b、861c、861d形成，在其中具有切口864。间隔开的第一突出部和第二突出部862a、862b由壁861a、861c延伸。平板860具有外表面860a、内表面860b和通过其的切口864，内表面860b符合升力面20的形状。切口864符合叶片106的形状(如所示，两者为矩形)。作为替代，切口864可形成为凹槽。平板860的边可以是有斜面的。第一突出部862a紧邻切口864的第一角从平板860的外表面860a向外延伸，第二突出部862b紧邻切口864的第二角从平板860的外表面860a向外延伸。每个突出部862a、862b具有彼此对齐并与升力面20平行的通过其的开口866。在其中具有钻孔的隆起部862c紧邻隆起部862a、862b之间的切口的中点从外表面860a向外延伸。安装件804的第一部件804a由合适的材料制成，诸如金属，第一部件804a的内表面860b通过合适的手段诸如焊接附连至飞行器21的升力面20。
安装件804的第二部件804b由细长的圆柱形销形成。第二部件804b的端符合突出部862a、862b中开口866的形状。
该第八实施方式的叶片106与第一实施方式的叶片106一致，细节不再重复。在该实施方式中，旋转叶片106，以致第一实施方式的边106c变为该第八实施方式中的前边，和第一实施方式的边106d变为该第八实施方式中的后边，以及表面106e为外表面和表面106f为紧邻升力面20的内表面。
扭力弹簧802是常规的并具有带开口的主线圈802a、由主线圈802a向外延伸的第一腿(未示出)和由主线圈802a向外延伸的第二腿(未示出)，例如在与第一腿802b直径相对的位置。
为了组装涡流发生器800，将弹簧802插入切口128并且弹簧802的第一腿装在叶片106中钻孔134内。使部分130装在突出部862a、862b之间。弹簧802的第二腿装在平板860上隆起部862c中开口内。然后将安装件804的第二部件804b插入通过第一部件804a的第一突出部862a中通道866、通过叶片106的部分130中通道132、进入切口128并通过扭力弹簧802中的开口、通过第一部件104a的另一个部分130中通道132以及通过第一部件804a的第二突出部862b中通道866。相对于叶片106、安装件804的第一部件804a和弹簧802，安装件804的第二部件804b是自由旋转的。叶片106相对于第二部件804a围绕轴124旋转。将扩大的帽或开口销(未示出)在其每一端处附连至安装件804的第二部件804b以使第二部件804b固定至安装件804。
通过嵌入叶片106的第一腿和嵌入安装件804的第二部件804b的隆起部862c中的第二腿，将弹簧802固定到位。当在叶片106上施加力的时候，弹簧802上紧，而不是围绕其轴124旋转。
在起飞期间的自由气流速度(V)小于巡航速度下的自由气流速度(V)。在起飞时，由于弹簧802的力，涡流发生器800处于其展开位置，其基本上垂直于升力面20。通过轴124相对于自由气流速度(V)的方向的角度，叶片106以相对于自由气流速度(V)的方向以某一预定角度取向。因为涡流发生器800是展开的，所以涡流发生器800在低速飞行期间产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和自由气流速度(V)增加，空气动力学力在巡航速度下作用于叶片106并上紧弹簧802，直到弹簧802处于力和力矩平衡。这引起叶片106相对于安装件804旋转并在其缩回位置更加密切地与自由气流速度(V)的方向对齐。在该点上，涡流发生器800基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使其产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，自由气流速度(V)减少并且弹簧802收缩，其引起叶片106相对于安装件804以相反的方向旋转至其展开位置，由此产生涡流以便着陆。
在巡航速度下较高的空气动力学力旋转叶片106至相对于安装件104的较小角度。由于平面形状面积相对于自由气流速度(V)是较小的，较小角度减少了叶片106上空气动力学力。弹簧802提供相反的扭力，其在低速飞行中足够高以抵抗空气动力学导致的扭力，并在巡航速度下足够低以不抵抗空气动力学导致的扭力。通过限定叶片106相对于两种飞行情况的自由气流速度(V)的角度，设定扭力的两个边界。
在该实施方式中，叶片106产生与第一实施方式和第二实施方式中相似的升力和阻力，但叶片106的旋转轴124平行于升力面20，而不是垂直于它，并且旋转轴124相对于自由气流速度的方向以10-25度之间的某一预定角度取向。当空气对着叶片106的前边106c/外边106e流动时，与叶片106成直角的力分量旋转叶片106进入平板860中切口864。当缩回时，叶片106可至少部分地装在切口864内。如此，因为叶片106更深地位于空气动力学边界层内，所以叶片106比像第一至第七实施方式的垂直于升力面20竖起的叶片106暴露至平均更慢的空气流。因此该第八实施方式的叶片106遭受较少的粘性阻力。
像第二实施方式的那样，可以在该第八实施方式中使用多个弹簧。
关注图9A-9C，其显示了涡流发生器900的第九实施方式。像第八实施方式的那样，涡流发生器900由两部件的安装件904、叶片406和线性压缩弹簧902形成，叶片406附连至安装件904，线性压缩弹簧902连接在安装件904和叶片406之间。安装件904包括第一部件904a，其附连至升力面20，和第二部件904b，其可旋转地安装在第一部件904a中并附连至叶片406。
安装件904的第一部件904a由平板960形成，平板960具有下壁959和从下壁959向外延伸的第一壁、第二壁、第三壁、第四壁961a、961b、961c、961d，并且第一壁、第二壁、第三壁、第四壁961a、961b、961c、961d形成在其内装入叶片406的凹槽964。壁961a、961b、961c、961d的外部限定平板960的外表面。第一壁961a限定平板960的前边，和第三壁961b限定平板960的后边。壁961a、961b、961c、961d是有斜面的以减少阻力。凹槽964符合叶片406的形状(如所示，两者为矩形的)。第一壁和第三壁961a、961b包括在其中对齐的开口，安装件904的第二部件904b装在开口中。开口平行于升力面20。下壁959限定平板960的内表面，下壁959符合升力面20的形状，并且下壁959被附连至升力面20。安装件904的第一部件904a由合适的材料制成，诸如金属，第一部件904a的内表面通过合适的手段诸如焊接附连至飞行器21的升力面20。
安装件904的第二部件904b由细长的圆柱形销形成。第二部件904b的端符合平板960中开口的形状。
叶片406与第四实施方式的叶片一致，那么细节不再重复。相对于第四实施方式中所示的位置旋转叶片406，使得边406d为前边，边406c为后边，以及表面406e为外表面和表面406f为紧邻升力面20的内表面。
线性压缩弹簧902是常规的并具有主线圈，主线圈具有开口和相对的端902b、902c。弹簧902安装在可伸缩的销956上。弹簧902的第一端902b在壁961d的内表面(紧邻凹槽964的表面)上固定至安装件904。弹簧902的第二端902c固定至叶片406的内表面406f。当在叶片406上施加力的时候，弹簧502扩张以使叶片406相对于安装件404旋转。
为了组装涡流发生器100，将第二部件904b插入通过叶片406的钻孔并且第二部件904b的端装在平板960的第一壁和第三壁961a、961b中对齐的开口内。弹簧902的第一端902b在壁961d的内表面上固定至安装件904，弹簧902的第二端902c固定至叶片406的内表面406f。这将弹簧902固定到位。当在叶片406上施加力的时候，弹簧902压缩并且可伸缩的销956减少其长度。
在起飞期间的自由气流速度(V)小于巡航速度下的自由气流速度(V)。在起飞时，由于弹簧902的力，涡流发生器900相对于自由气流速度(V)的方向以某一预定角度处于其展开位置。因为涡流发生器900是展开的，所以涡流发生器900在低速飞行期间产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和自由气流速度(V)增加，空气动力学力在巡航速度下作用于叶片406并压缩弹簧902，直到弹簧902处于力和力矩平衡。这引起叶片406相对于安装件904旋转并在其缩回位置更加密切地与自由气流速度(V)的方向对齐。在该点上，涡流发生器900基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，自由气流速度(V)减少并且弹簧902扩张，其引起叶片406以相对于安装件904以相反的方向旋转至其展开位置，由此产生涡流以便着陆。
在巡航速度下较高的空气动力学力旋转叶片406至相对于平板960的较小角度。由于平面形状面积相对于自由气流速度(V)是较小的，较小角度减少叶片406上空气动力学力。弹簧902提供相反的扭力，其在低速飞行中足够高以抵抗空气动力学导致的扭力，并在巡航速度下足够低以不抵抗空气动力学导致的扭力。通过限定叶片406相对于两种飞行情况的自由气流速度(V)的角度，设定扭力的两个边界。
在该实施方式中，叶片406产生与第一实施方式和第二实施方式中相似的升力和阻力，但叶片406的旋转轴424平行于升力面20，而不是垂直于它，并且旋转轴424相对于自由气流速度大约20°取向。当空气对着叶片406的前边436d/外边406e流动时，与叶片406成直角的力分量旋转叶片406进入平板。当缩回时，叶片406装在凹槽内。如此，因为叶片406更深地位于空气动力学边界层内，所以叶片406比像第一和第二实施方式的垂直于升力面20竖起的叶片406暴露至平均更慢的空气流。因此，该第九实施方式的叶片406遭受较少的粘性阻力，像第八实施方式那样。
在该第九实施方式中可使用多个弹簧和可伸缩的销。
在该实施方式中，在以巡航速度飞行期间隐藏了弹簧902和其连接件，其使阻力最小。平板960的有斜面的壁961a、961b、961c、961d也减少阻力并保护叶片406和弹簧902(一个或多个)不受冰雹或高速飞行的鸟的攻击。
像图7中所示的那样，弯曲件(一个或多个)可附连至平板960和叶片406以代替第二部件904b。
在图1A-9C的任意实施方式中，可使安装件的前边和叶片的前边轮廓相符以使在巡航速度下阻力最小。在图1A-9C的任意实施方式中，叶片106、306、406的旋转轴124、324、424(如，配置叶片106、306、406旋转或枢转所围绕的轴124、324、424)可如具体应用期望的那样程度向前朝向前边向前或那样程度在前边后部。在一些实例中，例如旋转轴可稍稍地靠前边的后部(如，如图3中实例中)以减少维持叶片处于展开位置所需的弹簧力和/或减少偏转叶片至缩回位置所需的空气负载，如本文中所描述。
在图10A-17C中所示的实施方式中，描述了响应于大气温度的变化可移动的涡流发生器。应当理解的是，在起飞和/或接近着陆期间的大气温度可比在巡航期间的大气温度高。在图10A-17C中所示的每个实施方式中，涡流发生器由附连至升力面20的叶片或多个堆叠的叶片形成。叶片(一个或多个)作用于空气流以形成涡流。在图10A-17C中的实例中，叶片(一个或多个)由至少两个材料层形成，其中由于使用的材料的类型或材料的取向，每种材料具有不同的热膨胀系数(CTE)。通过由于温度变化而来自材料膨胀/收缩的应变，致动叶片(一个或多个)，即从起飞/接近着落期间的展开位置移动至巡航期间的缩回位置。在图10A-17C中所示的实施方式中，在低速飞行期间，涡流发生器位于其相对于自由气流速度(V)的方向成预定角度的展开位置。在巡航高度，环境条件的变化引起涡流发生器移动至与自由气流速度(V)的方向更加密切对齐的缩回位置。
关于温度导致的曲率，图10A-17C中所示的涡流发生器的实施方式使用温度变化，温度变化导致涡流发生器的材料的曲率的变化。关于应力/结构强度，由于内部应变，材料变弯曲，内部应变是不同热膨胀系数(CTE)的两种材料的温度变化的结果。这些内部应变与各自的应力匹配。另外，图10A-24B中所示的涡流发生器的实施方式经受来自空气流阻力的弯曲载荷。该阻力叠加在来自CTE不匹配的温度相关的应力上。
在下面关于图10A-17C中所示的涡流发生器的实施方式的描述中，“稳固结合层(firmbond)”定义为永久的并且不容易剪切的结合。例如，稳固结合层可通过铆钉、紧固件、胶、环氧树脂、扩散结合和夹紧硬件形成，但不限于上述。在下面关于图10A-17C中所示的涡流发生器的实施方式的描述中，“允许剪切的结合层(shearallowingbond)”定义为保持两个元件在一起但允许在元件之间相对运动的结合。例如，允许剪切的结合层可通过橡胶RTV(粘合剂或硅氧烷)、塑料形成，但不限于上述。
关注图10A-10C中所示涡流发生器1000的第十实施方式。涡流发生器1000由通过稳固结合层1072附连至升力面20的叶片1006形成(在附图中稳固结合层1072放大显示).
叶片1006由第一层1068和第二层1070形成。第一层和第二层1068、1070可在两层1068、1070的整个接触面上结合在一起。层1068、1070为大致矩形并且当叶片1006处于缩回位置时是平面的。第一层1068具有前边1068a、后边1068b、相对的侧边1068c、1068d、平面的外表面1068e、和相对的平面的内表面1068f，内表面1068f在边1068a、1068b、1068c、1068d之间延伸。外表面1068e形成第一层1068的接触面。第二层1070具有前边1070a、后边1070b、相对的侧边1070c、1070d、平面的外表面1070e、和相对的内表面1070f，内表面1070f在边1070a、1070b、1070c、1070d之间延伸。内表面1070f形成第二层1070的接触面。叶片1006具有由边1068a和1070a形成的前边、由边1068b和1070b形成的后边、由边1068c和1070c、1068d和1070d形成的相对的侧边、由表面1070e形成的外表面、和由表面1068f形成的相对的内表面。沿侧边1068c/1070c限定轴1024。轴1024相对于自由气流速度(V)的方向以大约20°取向。
第一层1068的内表面1068f紧邻升力面20，第二层1070通过第一层1068与升力面20分离。
在内表面1068f的第一附连部分1074和升力面20之间提供稳固结合层1072，并沿着侧边1068c的长度延伸。内表面1068f的第二部分1076保持不附连至升力面20。
第一层1068由具有比形成第二层1070的材料高的CTE的材料形成。
在低速飞行下，叶片1006是弯曲的并处于图10B所示的其展开位置，并且温度大于在巡航高度下的温度。叶片1006的第二部分1076相对于轴1024变弯曲并形成曲线。前边1068a/1070a和后边1068b/1070b以及其之间的叶片1006的部分变弯曲，使得第二部分1076从升力面20向外变弯曲。在该展开位置，边1068d/1070d最远离升力面20定位。由于稳固结合层1072，第一部分1074保持附连至升力面20。因为涡流发生器1000是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器1000产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部分1076曲率减小直到第二部分1076基本上变为与升力面20的外表面平行或齐平并且涡流发生器1000处于其缩回位置，如图10C中所示。因为第一层1068由具有比形成第二层1070的材料高的CTE的材料形成，所以叶片1006因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器1000基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升并且第二部分1076再次变弯曲，移动叶片1006至其展开位置，产生涡流以便着陆。
图11A-11C显示了涡流发生器1100的第十一实施方式。涡流发生器1100由通过稳固结合层1072附连至升力面20的叶片1006形成(在附图中稳固结合层1072放大显示)。
除了本文提到的区别外，在该实施方式中使用的叶片1006与第十实施方式的叶片1006一致。当处于缩回位置时，先前实施方式的叶片1006具有平面的外表面1070e和平面的内表面1068f。在本实施方式中，在缩回位置中，第一层1068具有平面的外表面1068e(其为接触面)，但第一层1068随着从其侧边1068c至其侧边1068d厚度减少。如此，第一层1068的内表面1068f具有一系列梯阶，由此形成多个节段1178a、1178b、1178c，每一个相对于通往它的部分具有逐渐减少的厚度。在本实施方式中，在缩回位置中，第二层1070具有平面的内表面1070f(其为接触面)，但第二层1070随着从其侧边1070c至其相对的侧边1070d厚度减少。如此，第二层1070的外表面1070e具有一系列梯阶，由此形成多个节段1180a、1180b、1180c，每一个相对于通往它的部分具有逐渐减少的厚度。节段1178a和1180a彼此对齐并沿它们的接触面结合在一起，节段1178b和1180b彼此对齐并沿它们的接触面结合在一起，并且节段1178c和1180c彼此对齐并沿它们的接触面结合在一起。在附图中显示三个节段，然而，应当理解的是，可提供两个节段或多于三个节段。在一些实例中，层的厚度可逐渐改变，并因此，可选地，内表面1068f和外表面1070e可以逐渐变细，而不是梯阶的。
在低速飞行下，叶片1006是弯曲的并处于图11B所示的其展开位置，并且温度大于在巡航高度下的温度。叶片1006的第二部分1076相对于轴1024变弯曲并形成曲线。前边1068a/1070a、后边1068b/1070b以及其之间的叶片1006的部分变弯曲，使得第二部分1076从升力面20向外变弯曲。由于节段1178a/1180a、1178b/1180b、1178c/1180c随着叶片逐渐远离附连部分1074越来越薄，节段1178a/1180a、1178b/1180b、1178c/1180c相对于彼此可以不同的半径变弯曲，其中半径随着节段1178a/1180a、1178b/1180b、1178c/1180c越来越厚而减小。在该展开位置，边1068d/1070d最远离升力面20定位。由于稳固结合层1072，第一部分1074保持附连至升力面20。因为涡流发生器1100是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器1100产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部分1076曲率减小，直到第二部分1076基本上变为与升力面20的外表面平行或齐平，并且涡流发生器1100处于其缩回位置，如图11C中所示。因为第一层1068由具有比形成第二层1070的材料高的CTE的材料形成，所以叶片1006因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器1100基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升并且第二部分1074再次变弯曲，移动叶片1006至其展开位置，产生涡流以便着陆。
在该实施方式中，在升力面20上最靠近附连部分1074的节段1178a、1180a最厚。随着节段逐渐远离附连部分1074，节段厚度减少至最薄的节段1178c、1180c。越远离附连部分1074，由于源自空气流阻力的弯曲力矩减小，越薄的材料能够经受施加的荷载。随着节段变得越来越薄，在相同的温度差下产生更大的曲率。以该方式，通过叶片1006可实现的弯曲的容易性与量可通过使用具有不同厚度的层增强。
图12A-12C显示了涡流发生器1200的第十二实施方式。涡流发生器1200由以堆叠布置的多个叶片1006形成，具有通过稳固结合层在其侧边1068d、1070d处附连至叶片1006的端的单层叶片部分1282。每个叶片1006比图10A-10C的实施方式中的叶片1006薄，例如，在该实施方式中，多个叶片1006的总厚度可等于第十实施方式的叶片1006的厚度。每个叶片1006优选地具有相同的厚度。如果期望并且如所示，可在叶片1006之间提供允许剪切的层1284。允许剪切的层1284是任选的，并且反之，叶片1006可紧邻彼此。最内层叶片1006通过稳固结合层1072附连至升力面20(在附图中允许剪切的层1284和稳固结合层1072放大显示)，像第十实施方式的那样。
在低速飞行下，叶片1006是弯曲的并处于图12B所示的它们的展开位置，并且温度大于在巡航高度下的温度。叶片1006的第二部分1076变弯曲，如上面所描述。因为涡流发生器1200是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器1200产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部分1076曲率减小，直到第二部分1076基本上变为与升力面20的外表面平行或齐平和涡流发生器1200处于其缩回位置，如图12C中所示。因为每个第一层1068由具有比形成每个第二层1070的材料高的CTE的材料形成，所以叶片1006因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器1200基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升并且第二部分1076再次变弯曲，移动叶片1006至它们的展开位置，产生涡流以便着陆。
在相同温度差异下用于形成在该实施方式中使用的多个叶片1006的薄片比更厚层将产生更大的曲率。通过堆叠具有允许剪切的层1284的较薄的叶片1006，若干层1068、1070的强度组合起来以对抗阻力。因此，该实施方式可与类似尺寸的两层涡流发生器一样强，但产生更大的曲率和展开动作。该单层叶片部分1282接合空气流。另外，当允许剪切的层1284在剪切过程中通过变形吸收能量时施加在堆叠的叶片上的振动被抑制，因此抑制振动激发。
如上面所讨论，堆叠叶片1068、1070可被堆叠而不使用允许剪切的层1284。将平行的叶片1068、1070紧密放置在一起，使得它们彼此在产生曲率时互相摩擦，或者它们由空间/空气的隙缝分开。
图13A-13C显示了涡流发生器1300的第十三实施方式。涡流发生器1300由以堆叠布置的多个叶片1006形成，具有通过稳固结合层紧邻叶片侧边1068c、1070c附连至叶片1006的端的单层叶片部分1286，和通过稳固结合层紧邻叶片侧边1068d、1070d附连至叶片1006的端的单层叶片部分1282。叶片1006具有相同的长度。叶片优选具有相同的厚度t。每个叶片1006比图10A-10C的实施方式薄，例如，在该实施方式中多个叶片1006的总厚度可等于第十实施方式的叶片1006的厚度。单层叶片部分1282在长度上可改变。如果期望和如所示，可在叶片1006之间和邻接的单层叶片部分1282之间提供允许剪切的层1284。允许剪切的层1284是任选的，并且反之，叶片1006可紧邻彼此。单层叶片部分1286通过稳固结合层1072附连至升力面20(在附图中，允许剪切的层1284和稳固结合层1072放大显示)，像第十实施方式的那样。
在低速飞行下，叶片1006是弯曲的并处于图13B所示的它们的展开位置，并且温度大于在巡航高度下的温度。叶片1006的第二部分1076变弯曲，如上面所描述。因为涡流发生器1300是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器1300产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部分1076曲率减小，直到第二部分1076基本上变为与升力面20的外表面平行或齐平和涡流发生器1300处于其缩回位置，如图13C中所示。因为每个第一层1068由具有比形成每个第二层1070的材料高的CTE的材料形成，所以叶片1006因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器1300基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升并且第二部分1076再次变弯曲，移动叶片1006至它们的展开位置，产生涡流以便着陆。
根据该实施方式，由于叶片1006彼此分开并且没有在它们的侧边1068d、1070d连接至彼此，叶片1006分别地与空气气流相互作用，然而，叶片1006将共享总荷载。在展开位置中，叶片1006的侧边1068d、1070d是交错的。叶片1006优选地为相等厚度并将产生相等的曲率半径。叶片1006在水平放置中是偏移的以使曲率没有不利地妨碍总厚度。
图14A-14C显示了涡流发生器1400的第十四实施方式。涡流发生器1400由以堆叠布置的多个叶片1006形成，具有通过稳固结合层紧邻叶片侧边1068c、1070c附连至叶片1006的端的单个单层叶片部分1286和通过稳固结合层紧邻叶片侧边1068d、1070d附连至叶片1006的端的单层叶片部分1282。叶片1006具有不同的长度，最内层的叶片1006(最靠近升力面20的一个)是最长的，并且叶片1006向外移动逐渐变短。另外，叶片1006和单层叶片部分1286具有不同的厚度，最内层叶片1006(最靠近升力面20的一个)是最厚的，具有厚度t，并且叶片1006向外移动逐渐变薄。每个叶片1006比图10A-10C的实施方式薄，例如，在该实施方式中多个叶片1006的总厚度可等于第十实施方式的单个叶片1006的厚度。如果期望和如所示，可在叶片1006之间和邻接的单层叶片部分1282之间提供允许剪切的层1284。允许剪切的层1284是任选的，并且反之，叶片1006可紧邻彼此。最下层叶片1006通过稳固结合层1072附连至升力面20(在附图中，允许剪切的层1284和稳固结合层1072放大显示)。
在低速飞行下，叶片1006是弯曲的并处于图14B所示的它们的展开位置，并且温度大于在巡航高度下的温度。叶片1006的第二部分1076变弯曲，如上面所描述。因为涡流发生器1400是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器1400产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部分1076曲率减小，直到第二部分1076基本上变为与升力面20的外表面平行或齐平和涡流发生器1400处于其缩回位置，如图14C中所示。因为每个第一层1068由具有比形成每个第二层1070的材料高的CTE的材料形成，所以叶片1006因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器1400基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升并且第二部分1076再次变弯曲，移动叶片1006至它们的展开位置，产生涡流以便着陆。
根据该实施方式，由于叶片1006彼此分开并且没有在它们的侧边1068d、1070d连接至彼此，叶片1006分别地与空气气流相互作用，然而，叶片1006将共享总荷载。在展开位置中，叶片1006的侧边1068d、1070d彼此对齐。
由于叶片1006的厚度从凹面侧上最薄改变至凸面侧上最厚，这使得产生的每个叶片1006的曲率贯穿总厚度与邻接的叶片1006相配。另外，由于叶片1006长度不同，这使得当弯曲时叶片1006的高度匹配。这使得每个叶片共享来自空气流的荷载的量，并且没有不利地妨碍总厚度。
图15A-15C显示了涡流发生器1500的第十五实施方式。涡流发生器1500由以堆叠布置的多个叶片1006形成，紧邻侧边1068c、1070c在邻接的叶片1006之间具有稳固结合层1072(在附图中，稳固结合层1072放大显示)，并且具有紧邻边1070d附连至最外层叶片1006的外表面1070e的单层叶片部分1282。叶片1006具有不同的长度，最内层的叶片1006(最靠近升力面20的一个)是最长的，并且叶片1006向外移动逐渐变短。另外，叶片1006具有不同的厚度，最内层叶片1006(最靠近升力面20的一个)是最厚的，具有厚度t，并且叶片1006向外移动逐渐变薄。每个叶片1006比图10A-10C的实施方式薄，例如，在该实施方式中，多个叶片1006的总厚度可等于第十实施方式的单个叶片1006的厚度。如果期望和如所示，可紧邻稳固结合层1072在叶片1006之间提供允许剪切的层1284。允许剪切的层1284是任选的，并且反之，叶片1006可紧邻彼此。最内层叶片1006通过稳固结合层1072附连至升力面20，像第十实施方式的那样。
在低速飞行下，叶片1006是弯曲的并处于图15B所示的它们的展开位置，并且温度大于在巡航高度下的温度。叶片1006的第二部分1076变弯曲，如上面所描述。因为涡流发生器1500是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器1500产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部分1076曲率减小，直到第二部分1076基本上变为与升力面20的外表面平行或齐平和涡流发生器1500处于其缩回位置，如图15C中所示。因为每个第一层1068由具有比形成每个第二层1070的材料高的CTE的材料形成，所以叶片1006因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器1500基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升并且第二部分1076再次变弯曲，移动叶片1006至它们的展开位置，产生涡流以便着陆。
根据该实施方式，由于叶片1006彼此分开并且没有在它们的侧边1068d、1070d连接至彼此，叶片1006分别地与空气气流相互作用，然而，叶片1006将共享总荷载。在展开位置中，叶片1006的侧边1068d、1070d彼此对齐。叶片1006在水平放置中是偏移的以使曲率没有不利地妨碍总厚度。
单层叶片部分1282不与所有叶片1006结合/接触。由于单层叶片部分1282仅结合至最外层叶片1006，所以这允许叶片1006之间的自由运动。
图16A-16C显示了涡流发生器1600的第十六实施方式。涡流发生器1600由以堆叠布置的多个叶片1006形成，紧邻侧边1068c、1070c在邻接的叶片1006之间具有稳固结合层1072，以及通过稳固结合层1072(在附图中，稳固结合层1072放大显示)在紧邻边1068d、1070d的端部处附连至叶片1006的单层叶片部分1282。叶片1006具有相同的长度和厚度(虽然厚度可像涡流发生器1400的第十四实施方式的那样改变)。每个叶片1006比图10A-10C的实施方式薄，例如，在该实施方式中多个叶片1006的总厚度可等于第十实施方式的单个叶片1006的厚度。如果期望和如所示，可在叶片1006之间以及稳固结合层1072与单层叶片部分1282之间提供允许剪切的层1284。允许剪切的层1284是任选的，并且反之，叶片1006可紧邻彼此。最内层叶片1006通过稳固结合层1072附连至升力面20，像第十实施方式的那样。
在低速飞行下，叶片1006是弯曲的并处于图16B所示的它们的展开位置，并且温度大于在巡航高度下的温度。叶片1006的第二部分1076变弯曲，如上面所描述。因为涡流发生器1600是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器1600产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部分1076曲率减小，直到第二部分1076基本上变为与升力面20的外表面平行或齐平和涡流发生器1600处于其缩回位置，如图16C中所示。因为每个第一层1068由具有比形成每个第二层1070的材料高的CTE的材料形成，所以叶片1006因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器1600基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升并且第二部分1076再次变弯曲，移动叶片1006至它们的展开位置，产生涡流以便着陆。
图17A-17C显示了涡流发生器1700的第十七实施方式。除了本文中提到的区别以外，涡流发生器1700与涡流发生器1600的第十六实施方式一致。在涡流发生器1600中，稳固结合层1072在叶片的边1068d、1070d处将单层叶片部分1282附连至叶片1006的端。在该实施方式中，通过稳固结合层1072将最外层叶片1006附连至单层叶片部分1282，但通过可移动的接合1790将其余的叶片1006附连至单层叶片部分1282，诸如滚柱轴承或TEFLON涂布/润滑的滑动接合。在涡流发生器1600中，叶片1006具有相同的厚度。在该实施方式中，叶片1006像涡流发生器1400的第十四实施方式的那样厚度改变。最内层叶片1006(最靠近升力面20的一个)是最厚的，具有厚度t，并且叶片1006向外移动逐渐变薄。这使得产生的每个叶片1006的曲率与邻接的叶片1006贯穿总厚度相配。
在图10A-17C的每个实施方式中，叶片是双金属的并且第一层由铝形成和外层由钛形成。可使用其它金属。在两层的整个接触面上将层扩散结合。在图10A-17C的每个实施方式中，在另一个实施方式中，第一层由具有以平行于稳固结合层的边和长度的第一方向顺放的玻璃纤维的玻璃纤维复合材料形成，第二层由具有以与第一方向横向的第二方向即平行于前边顺放的玻璃纤维的碳纤维复合材料形成。因为玻璃纤维在第一层中平行于稳固结合层的长度(和平行于曲率轴)顺放，所以第一层在侧边“b”的方向上具有较高CTE。因为碳纤维在第二层中横向于稳固结合层的长度(和横向于曲率轴)顺放，所以第二层在侧边“b”的方向上具有较低的CTE。纤维复合材料的方向性使两种材料之间的热膨胀速率无关。
在图10A-17C中所示的涡流发生器的每个实施方式中，沿叶片(一个或多个)的侧边1068c、1070c限定轴1024。在每个实施方式中，轴1024相对于自由气流速度(V)的方向以大约20°取向。
图18显示了可对图10A-17C和20A-23D中所示的涡流发生器的任意实施方式做出的修改。仅为了举例的目的，在图18中将涡流发生器显示为涡流发生器1000。该修改紧邻涡流发生器1000提供加热零件1803。加热零件1803由飞行计算机/驾驶员控制，使得不管外部温度，当需要时可加热并展开涡流发生器1000。如图18中所示，提供电加热器作为加热零件1803。发动机的放气也可提供为加热零件1803。加热零件1803可以为表面安装在升力面20的外表面20a，或可在升力面20的下面紧靠升力面20的内表面20b，或可如图10A-17C和20A-23D中所示构建入涡流发生器的叶片内。
图19显示了可对图10A-17C中所示的涡流发生器的任意实施方式进行的另一修改。将刚硬的止动件1905附连至升力面20的内表面20b下面的固定点(例如在飞机的机翼梁上)以及至叶片(一个或多个)1006。刚硬的止动件1905限制叶片(一个或多个)1006相对于升力面20的运动的量。紧靠升力面20中开口1910提供稳固结合层1072并在操作期间，刚硬的止动件1905穿过该开口1910。
刚硬的止动件1905由具有第一细长部分1911和第二弯曲部分1913的臂1907形成。细长部分1911具有沿部分1911的长度延伸的细长的槽1915。销1917附连至升力面20的内表面20b下面的固定点，并装在槽1915中。弯曲部分1913的自由端紧邻端1068d、1070d以铰链1919枢转地附连至最内层叶片1006。臂1907可围绕固定销1917枢转并相对于固定销1917平移。另外，臂1907可相对于叶片(一个或多个)1006以铰链1919枢转。在该运动期间，当细长部分1911相对于销1917移动时，销1917进入(ride)槽1915中。由于围绕销1917的这种枢转，臂1907倾斜，引起臂1907的自由端穿过开口1910并从升力面20向外旋转。
叶片(一个或多个)1006变弯曲并装在臂1907的弯曲部分1913中。随着叶片(一个或多个)1006变弯曲，叶片(一个或多个)1006的曲率接近弯曲部分1913的曲率。一旦叶片(一个或多个)1006曲率与弯曲部分1913的曲率相配，叶片(一个或多个)1006和弯曲部分1913彼此接触并防止叶片(一个或多个)1006进一步变弯曲。这避免一旦达到设计极限叶片(一个或多个)1006的曲率进一步展开。
现在关注图20A-22C中所示的涡流发生器2000、2100、2200的实施方式。在图20A-22C中所示的涡流发生器2000、2100、2200的实施方式中，环境条件为起飞和接近着陆的大气温度(当温度较高时)和巡航的大气温度(当温度较低时)的大气温度变化。在每个实施方式中，涡流发生器2000、2100、2200由叶片2011形成，该叶片具有以铰链2013可旋转地附连至升力面20的外表面20a的端2011c。通过致动器2015、2115、2215在起飞/接近着陆期间的展开位置和巡航期间的缩回位置之间移动叶片2011。叶片2011为平面的并一般为具有前边2011a、后边2011b、相对的侧边2011c、2011d、平面的外表面2011e和在边2011a、2011b、2011c、2011d之间延伸的相对的内表面2011f的矩形。叶片2011由固体材料形成。铰链2013沿边2011c延伸并限定轴2017。轴2017相对于自由气流速度(V)的方向以大约20°取向。叶片2011作用于空气流以形成涡流。
致动器2015、2115、2215由至少两种不同的材料形成，每种材料具有不同的热膨胀系数(CTE)。在低速飞行期间，涡流发生器2000、2100、2200相对于自由气流速度(V)的方向以预定角度处于其展开位置。在巡航期间，环境条件引起涡流发生器2000、2100、2200移动至与自由气流速度(V)的方向更加密切对齐的缩回位置。
对于温度导致的曲率，图20A-22C中所示的涡流发生器2000、2100、2200的实施方式使用包括导致致动器2015、2115、2215的材料的形状变化的温度变化。对于图20A-21C中所示的实施方式的应力/结构强度，因为内部应变，致动器2015、2115的材料变弯曲，该内部应变是不同热膨胀系数(CTE)的两种材料中温度变化的结果。这些内部应变与各自的应力匹配。另外，图20A-22C所示的涡流发生器的实施方式经受来自空气流阻力的弯曲载荷。该阻力叠加在温度相关的应力上。
关注图20A-20C中所示的涡流发生器2000的第十八实施方式的致动器2015的细节。致动器2015由双金属杠杆臂2019形成。杠杆臂2019具有附连至叶片2011的第一端2019a和附连至升力面20的内表面20b下面的固定点(例如在飞机的机翼梁上)的相对的第二端2019b。杠杆臂2019以其第一端2019a在与铰链2013间隔的位置处附连至叶片2011。当杠杆臂2019处于其展开位置时，提供第二端2019b的固定点与第一端2019a附连至叶片2011的点对齐。杠杆臂2019延伸通过升力面中狭缝2021。
杠杆臂2019由第一层2023和第二层2025形成，第一层2023和第二层2025在两层2023、2025的整个接触表面上结合在一起。当叶片2011处于展开位置时，杠杆臂2019是大致矩形和平面的。第一层2023由具有比形成第二层2025的材料低的CTE的材料形成。
在低速飞行下，叶片2011处于如图20B所示的其展开位置，并且温度大于巡航高度下的温度。叶片2011相对于升力面20的外表面20a成角度。在该展开位置，边2011d最远离升力面20定位。因为涡流发生器2000是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器2000产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，杠杆臂2019曲率增加，引起叶片2011围绕铰链2013旋转并移动边2011d更靠近升力面20的外表面20a，直到叶片2011基本上变为与升力面20的外表面20a平行或齐平和涡流发生器2000处于其缩回位置，如图20C中所示。因为第一层2023由具有比形成第二层2025的材料低的CTE的材料形成，所以杠杆臂2019因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变弯曲，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器2000基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升和杠杆臂2019再次挺直，移动叶片2011至其展开位置，产生涡流以便着陆。狭缝2021尺寸为在穿过其运动范围容纳杠杆臂2019。
现在关注图21A-21C中所示的涡流发生器2100的第十九实施方式的致动器2115的细节。致动器2115由具有第一部件2127和第二双金属部件2129的两部件杠杆臂形成。第一部件2127延伸通过升力面20中开口2021。
第一部件2127是刚硬和直的并具有附连至叶片2011的第一端2127a和附连至第二部件2129的中点的相对的第二端2127b。第一部件2127以其第一端2127a在与铰链2013间隔的位置附连至叶片2011。
第二部件2129放置在升力面20的内表面20b的下面。第二部件2129具有附连至升力面20的内表面20b下面的固定点(例如在飞机的机翼梁上)的第一端2129a和装在固定点上的细长槽2131中的相对的端2129b。槽2131平行于升力面20的内表面20b。
第二部件2129是双金属的，并且由第一层2133和第二层2135形成，第一层2133和第二层2135在两层2133、2135的整个接触面结合在一起。当叶片2011处于缩回位置时，第二部件2129是大致矩形和平的。第一层2233由具有比形成第二层2135的材料低的CTE的材料形成。
在低速飞行下，叶片2011处于如图21B所示的其展开位置，并且温度大于巡航高度下的温度。叶片2011相对于升力面20的外表面20a成角度。在该展开位置，边2011d最远离升力面20定位。因为涡流发生器2100是展开的，所有在起飞期间，涡流发生器2100产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二部件2129曲率减少，引起端2129b沿槽2131滑动，以致第二部件2129挺直，其引起叶片2011围绕铰链2013旋转并移动边2011d更靠近升力面20的外表面20a，直到叶片2011基本上变为与升力面20的外表面20a平行或齐平以及涡流发生器2100处于其缩回位置，如图21C中所示。因为第一层2133由具有比形成第二层2135的材料低的CTE的材料形成，所以第二部件2129因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变挺直，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器2100基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升和第二部件2129再次变弯曲，移动叶片2011至其展开位置，产生涡流以便着陆。狭缝2021尺寸为在穿过其运动范围容纳杠杆臂2019。
现在关注图22A-22C中所示涡流发生器2200的第二十实施方式的致动器2215的细节。致动器2115由在其中容纳流体或气态物质的可膨胀的球囊2237形成。球囊2237附连至叶片2011的内表面2011f并部分地接合抵靠在升力面的外表面20a上。如此，球囊2237夹在升力面20和叶片2011之间。
在低速飞行下，叶片2011处于如图22B所示的其展开位置，并且温度大于巡航高度下的温度。叶片2011相对升力面20的外表面20a成角度。在该展开位置，边2011d最远离升力面20定位。因为涡流发生器2200是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器2200产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，球囊2237收缩，其引起叶片2011围绕铰链2013旋转并移动边2011d更靠近升力面20的外表面20a，直到叶片2011基本上变为与升力面20的外表面20a平行或齐平并且涡流发生器2200处于其缩回位置，如图22C中所示。在该点上，涡流发生器2200基本上从自由气流速度(V)的气流移出以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升和球囊2237再次膨胀，移动叶片2011至其展开位置，产生涡流以便着陆。
用于物质的材料必须具有对变化温度(从巡航高度至地面)的体积响应，在相同的高度范围，该体积响应大于其对大气压变化的响应。当压力改变大约4倍的时候，绝对温度改变大约1.2倍一样小。合适的液体材料必须具有满足下面两种情况的蒸汽压：1.在巡航高度的温度下(大约-50C)蒸汽压小于大约0.25巴的环境压力，和2.在地表温度下(可能地，低至-20C)蒸汽压至少等于海平面大气压，即1巴。合适材料的实例为但不限于甲醛、1,1二氟乙烷(制冷剂)和氨。
图23A-23D显示了涡流发生器2400的第二十一实施方式。涡流发生器2400由大体上L形的叶片2406形成，该L形叶片2406具有第一腿2451和第二退2453，当叶片2406处于展开位置时，第一腿2451平行于升力面20和第二腿2451垂直于升力面20，如图23A和23B中所示。第一腿2451通过稳固结合层2472附连至升力面20的外表面20a。
叶片2406由第一层2468和第二层2470形成，第一层2468和第二层2470在两层2468、2470的整个接触面上结合在一起。第一层2468由具有比形成第二层2470的材料大的CTE的材料形成。第二层2470仅沿着叶片2406的第二腿2453延伸。叶片2406具有前边2406a、后边2406b、相对的侧边2406c、2406d、外表面2406e、和内表面2406f。沿侧边2406c限定轴2424。轴2424相对于自由气流速度(V)的方向成大约20°取向。
在低速飞行下，叶片2406处于如图23A和23B所示的其展开位置，并且温度大于巡航高度下的温度。叶片2406的第二腿2453相对于升力面20垂直。由于稳固结合层2472，内表面2406f保持附连至升力面20。因为涡流发生器2400是展开的，所以在起飞期间，涡流发生器2400产生涡流(和伴随的阻力)。随着飞机爬升高度和温度降低，第二腿2453相对于升力面20变弯曲和涡流发生器2400处于其缩回位置，如图23C和23D所示。因为第一层2468由具有比形成第二层2470的材料大的CTE的材料形成，所以叶片2406因为来自材料的膨胀/收缩的内部应变变弯曲，该膨胀/收缩是具有不同CTE的两个材料层中温度变化的结果。在该点上，涡流发生器2400具有相对于自由气流速度(V)的气流减少的截面以使它产生的阻力的量最小。在接近着陆期间，空气温度上升和涡流发生器2400再次挺直，移动至其展开位置，产生涡流以便着陆。
在涡流发生器2400的该实施方式中，为了产生减阻(dragreduction)，涡流发生器2400不完全缩回。在巡航飞行期间，叶片2406变弯曲，这相对于低速期间沿自由气流流动的空气流所遭遇的截面面积，减少了沿自由气流流动的空气流所遭遇的截面面积。这不完全缩回涡流发生器2400，但确实减少了阻力和相关燃料燃烧。
可展开的涡流发生器的实施方式通过最小化或消除在巡航速度下不需要的涡流减少了振动和其周围区域中的噪音。另外，可展开的涡流发生器的实施方式可通过减少燃料燃烧减少了运行飞行器21的成本。
在下面编号的段落中描述了根据本公开内容的发明主题的示例性、非排它的实例。
A1.附连至升力面的涡流发生器，其包括:
叶片，其相对于升力面可移动，该叶片响应于环境条件的变化而移动。
A2.段落A1的涡流发生器，其中该环境条件的变化为自由气流速度的变化。
A3.段落A1的涡流发生器，其中叶片的表面以与自由气流速度的方向成大约10-25度并且大约平行于升力面取向。
A4.段落A1的涡流发生器，其中叶片的旋转轴与自由气流速度的方向成大约10-25度取向。
A5.段落A1的涡流发生器，其中叶片的轴垂直于升力面。
A6.段落A1的涡流发生器，其中叶片相对于升力面旋转。
A7.段落A1的涡流发生器，其中叶片垂直于升力面。
A8.段落A7的涡流发生器，其中叶片从展开位置移动至缩回位置，在展开位置，叶片相对于自由气流速度成第一角度的角度，在缩回位置，叶片相对于自由气流速度成第二角度的角度，第二角度小于第一角度。
A9.段落A8的涡流发生器，其进一步包括附连至升力面的安装件，叶片附连至安装件，并且进一步包括在安装件和叶片之间连接的弹簧和弯曲件中的一个。
A10.段落A9的涡流发生器，其中弹簧为扭力弹簧、压缩弹簧和线性弹簧中的一种。
A11.段落A8的涡流发生器，其中提供多个弹簧或弯曲件。
A12.段落A1的涡流发生器，其中叶片从展开位置移动至缩回位置，在展开位置，叶片相对于自由气流速度成第一角度的角度，在缩回位置，叶片相对于自由气流速度成第二角度的角度，第二角度小于第一角度。
A13.段落A1的涡流发生器，其进一步包括附连至升力面的安装件，叶片附连至安装件，其中叶片旋转地附连至安装件。
A14.段落A1的涡流发生器，其中当处于缩回位置，叶片基本上平行于升力面。
A15.段落A14的涡流发生器，其中叶片从展开位置移动至缩回位置，在展开位置，叶片相对于升力面成第一角度的角度，在缩回位置，叶片相对于升力面成第二角度的角度，第二角度小于第一角度。
A16.段落A15的涡流发生器，其进一步包括附连至升力面的安装件，叶片附连至安装件，并且进一步包括在安装件和叶片之间连接的弹簧和弯曲件中的一个。
A17.段落A16的涡流发生器，其中弹簧为扭力弹簧和线性弹簧中的一个。
A18.段落A17的涡流发生器，其中提供多个弹簧或弯曲件。
A19.段落A1的涡流发生器，其中环境条件的变化为温度的变化。
A20.段落A19的涡流发生器，其中叶片由具有第一热膨胀系数的第一材料层和具有第二热膨胀系数的第二材料层形成，所述第一层和第二层沿它们的接触面固定至彼此，所述第一热膨胀系数不同于所述第二热膨胀系数，通过稳固结合层所述叶片在其第一端附连至升力面。
A21.段落A20的涡流发生器，其中当叶片位于缩回位置时，所述叶片基本上平行于升力面。
A22.段落A20的涡流发生器，其中所述第一层紧邻升力面和所述第二层通过所述第一层与升力面隔开。
A23.段落A22的涡流发生器，其中叶片是双金属的。
A24.段落A22的涡流发生器，其中第一层由铝形成和第二层由钛形成。
A25.段落A22的涡流发生器，其中第一层由具有以第一方向顺放的玻璃纤维的碳纤维和玻璃纤维复合材料形成，和第二层由具有以第二方向顺放的玻璃纤维的碳纤维和玻璃纤维复合材料形成，第二方向横向于第一方向。
A26.段落A20的涡流发生器，其中所述第一层和第二层中每个由厚度逐渐减少的多个节段形成。
A27.段落A20的涡流发生器，其中多个叶片堆叠在一起。
A28.段落A27的涡流发生器，其中所述叶片通过允许剪切的结合层彼此分开。
A29.段落A27的涡流发生器，其中单个单层叶片部分附连至所有叶片的一端。
A30.段落A29的涡流发生器，其中单层叶片部分通过稳固结合层附连至叶片。
A31.段落A29的涡流发生器，其中叶片额外地通过允许剪切的结合层彼此分开。
A32.段落A29的涡流发生器，其中单层叶片部分在与附连稳固结合层的端相反的叶片的端上。
A33.段落A29的涡流发生器，其中单层叶片部分在紧邻附连稳固结合层的端的叶片的端上。
A34.段落A29的涡流发生器，进一步包括附连至每个叶片的相反端的第二单层叶片部分。
A35.段落A34的涡流发生器，其中每个所述第二单层叶片部分通过稳固结合层附连至各自的叶片。
A36.段落A34的涡流发生器，其中每个所述第二单层叶片部分通过允许剪切的结合层彼此分开。
A37.段落A34的涡流发生器，其中叶片具有相同的厚度。
A38.段落A34的涡流发生器，其中叶片具有相同的长度。
A39.段落A34的涡流发生器，其中叶片具有不同的厚度。
A40.段落A34的涡流发生器，其中叶片具有不同的长度。
A41.段落A29的涡流发生器，其中单层叶片部分通过稳固结合层附连至叶片之一，并通过允许剪切的结合层附连至其余叶片。
A42.段落A29的涡流发生器，其中单层叶片部分通过稳固结合层附连至叶片之一，并通过可移动的接合附连至其余叶片。
A43.段落A27的涡流发生器，其中每个所述叶片通过紧邻每个所述叶片的端的稳固结合层附连在一起。
A44.段落A43的涡流发生器，其中其余的每个叶片通过允许剪切的结合层附连至相邻的叶片。
A45.段落A43的涡流发生器，进一步包括通过稳固结合层附连至最外层叶片的单层叶片部分。
A46.段落A20的涡流发生器，进一步包括用于为叶片施加热的加热零件。
A47.段落A20的涡流发生器，进一步包括附连至叶片的刚硬的止动件。
A48.段落A20的涡流发生器，其中所述叶片为大致L形。
A49.段落A19的涡流发生器，其进一步包括杠杆臂，该杠杆臂具有由具有第一热膨胀系数的第一材料层和具有第二热膨胀系数的第二材料层形成的至少部分，所述第一层和第二层沿它们的接触面彼此固定，所述第一热膨胀系数不同于所述第二热膨胀系数，所述杠杆臂在其一端附连至升力面并且在其相对的端附连至叶片。
A50.段落A49的涡流发生器，其中当叶片位于缩回位置时，所述叶片基本上平行于升力面。
A51.段落A49的涡流发生器，其中所述叶片铰链地附连至升力面。
A52.段落A49的涡流发生器，其中所述杠杆臂由第一部件和第二部件形成，该第一部件固定至所述叶片，第二部件由所述部分形成。
A53.段落A52的涡流发生器，其中所述第二部件具有固定至升力面的端，以及可滑动地附连至升力面的相反端。
A54.段落A19的涡流发生器，其进一步包括安装在所述叶片和所述升力面之间的可膨胀的球囊，其中当温度降低，所述球囊缩小。
虽然已经示出和描述了本文中描述的本主题的具体方面，但是基于本文中的教导，不背离本文中描述的主题进行的变化和修改及其更宽的方面对本领域技术人员将是明显的，因此所附权利要求将包括在它们的范围内的所有如本文描述的主题的真实精神和范围内的这些变化和修改。此外，应当理解，本发明由所附权利要求限定。因此，除了按照所附权利要求和它的等效形式，本发明不被限制。

Claims (10)

1.附连至升力面20的涡流发生器100/700，其包括：
叶片106/406，其相对于所述升力面20可移动，所述叶片106/406被配置为响应于环境条件的变化而移动。
2.权利要求1所述的涡流发生器100，其中所述环境条件的变化为自由气流速度的变化或环境温度的变化。
3.权利要求1所述的涡流发生器100，其中所述环境条件的变化为自由气流速度的变化，并且其中所述叶片106的旋转轴124与所述升力面20垂直。
4.权利要求3所述的涡流发生器100，其中所述叶片106被配置为从展开位置移动至缩回位置，在所述展开位置中所述叶片106的纵轴相对于所述自由气流速度成第一角度β慢的角度，在所述缩回位置中所述叶片106的所述纵轴相对于所述自由气流速度成第二角度β巡航的角度，所述第二角度β巡航小于所述第一角度β慢。
5.权利要求4所述的涡流发生器100，其中当所述叶片106处于展开位置时，所述叶片106的所述纵轴与所述自由气流速度的方向成大约10-25度取向。
6.权利要求1所述的涡流发生器100/700，其进一步包括：
安装件104/404，其联接所述叶片106/406至所述升力面20，所述安装件包括具有空腔118至少部分围起所述叶片106的前部分的圆筒部件110/112/114，和通过所述叶片106的所述前部分中通道132放置并联接至所述圆筒部件110/112/114的销104b；和
弹簧102和弯曲件758中的一个，其附连在所述安装件104/404和所述叶片106/406之间。
7.权利要求6所述的涡流发生器100/300，其中所述叶片306是两部件的叶片，所述安装件304包括圆柱形构件104b，所述圆柱形构件104b放置在所述两部件的叶片的第一部件104a和所述两部件的叶片的第二部件104b之间限定的通道132中。
8.权利要求6所述的涡流发生器，其中所述环境条件的变化为自由气流速度的变化，并且其中所述叶片106的旋转轴与所述升力面20平行。
9.权利要求1所述的涡流发生器，其中所述环境条件的变化为温度的变化，并且其中所述叶片1006由具有第一热膨胀系数的第一材料层1068和具有第二热膨胀系数的第二材料层1070形成，所述第二热膨胀系数不同于所述第一热膨胀系数，沿所述第一材料层和所述第二材料层的接触面将所述第一层和所述第二层彼此固定。
10.包括权利要求1所述的涡流发生器的飞行器，其中所述升力面选自所述飞行器的机翼、操纵面、机身蒙皮和短舱。
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