CN107082111A - 板和用于改善层流的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种空气动力学主体以及产生层流的方法，可操作以促进形成层流并满足结构要求。穿孔的板蒙皮包括空气动力学主体的内表面和外表面。微型格支撑结构耦接到内表面并限定气流间隙，该气流间隙允许通过穿孔的板蒙皮从外表面吸入空气并使其进入空气动力学主体的充气室。微型格支撑结构的主梁的列沿着陆线排列，该陆线沿相对于空气动力学主体上的气流的大致弦向方向定向。

Description

板和用于改善层流的方法
技术领域
本公开的实施例整体涉及空气动力学表面。更具体地，本公开的实施例涉及提供层流(laminar flow)的空气动力学表面。
背景技术
层流包括例如但不限于在飞行器的部件(诸如机翼、机身等)的轮廓上方的平滑的低湍流气流。术语“层流”是来源于其中在形成边界层时空气层一个接一个地形成的过程。在机翼区段上方中断边界层空气的平滑气流可以产生湍流，这可导致非最佳的升力(lift)和/或非最佳的阻力(drag)。设计用于最小化的阻力和边界层的非中断气流的空气动力学主体可被称为层流空气动力学表面。层流空气动力学表面在实践中可以维持气流边界层附着在前缘的后部。在非层流空气动力学主体上，边界层在高速下可被中断并导致在非层流空气动力学表面的其余部分上方产生湍流。这种湍流可以理解为阻力，其会是非最佳的。
发明内容
公开了能够操作以促进产生层流且满足结构要求的空气动力学主体。穿孔的板蒙皮包括内表面和外表面。外表面包括空气动力学主体的前缘。内表面通过耦接至其上的微型格强化件结构强化。微型格强化件结构可以沿着空气动力学主体的内表面在板蒙皮中的穿孔的下游延伸，以便为板蒙皮提供结构支撑，同时允许气流通过穿孔到空气动力学结构的内部表面，以有利于在板蒙皮的外表面上产生层流。
在本公开的一个方面，公开了一种空气动力学主体，限定相对于所述空气动力学主体上的气流的弦向方向。空气动力学主体可以包括外板蒙皮和微型格强化件结构，所述外板蒙皮具有内表面、外表面以及从内表面延伸到外表面的多个穿孔，外板蒙皮围绕空气动力学主体的内部表面延伸并且限定空气动力学主体的前缘。微型格强化件结构可以包括多个主梁以及多个对角支撑支柱，每个主梁具有连接到外板蒙皮的内表面的第一端部，每个对角支撑支柱在相邻的主梁之间对角地延伸并连接到相邻的主梁。微型格强化件结构可以沿着外板蒙皮的内表面在多个穿孔的下游延伸，并且多个主梁和多个对角支撑支柱在其间限定气流间隙，以将多个穿孔设置成在微型格强化件结构的下游与空气动力学主体的内部表面流体连通。
在本公开的另一方面，公开了一种产生层流的方法，该层流从空气动力学主体外部上方经过的气流产生。空气动力学主体可以限定相对于气流的弦向方向。该方法可以包括：通过形成在空气动力学主体的外板蒙皮中的穿孔传送气流的一部分，所述外板蒙皮可围绕空气动力学主体的内部表面延伸；引导来自穿孔的气流的一部分通过微型格强化件结构，所述微型格强化件结构限定通过其的气流间隙并且基本上沿着弦向方向从空气动力学主体的前缘延伸；以及通过微型格强化件结构的气流间隙将气流接收到空气动力学主体的内部表面中。
在本公开的另一方面，公开了一种空气动力学主体，限定相对于空气动力学主体上的气流的弦向方向。该空气动力学主体可以包括外板蒙皮和微型格强化件结构，外板蒙皮具有内表面、外表面以及从内表面延伸到外表面的多个穿孔，外板蒙皮围绕空气动力学主体的内部表面延伸并且限定空气动力学主体的前缘。微型格强化件结构可以包括多个主梁和多个对角支撑支柱，每个主梁具有连接到外部蒙皮的内表面的第一端部，每个对角支撑支柱在相邻的主梁之间对角延伸且连接到相邻的主梁。微型格强化件结构可以沿着外板蒙皮的内表面在多个穿孔的下游延伸，并且多个主梁和多个对角支撑支柱在其间限定气流间隙，以将多个穿孔设置成在微型格强化件结构的下游与空气动力学主体的内部表面流体连通。空气动力学主体还可以包括内板蒙皮，设置在空气动力学主体内靠近前缘并向后延伸，其中内板蒙皮可以在与多个主梁中的对应主梁的第一端部相对的第二端部处连接到多个主梁中的对应主梁。外板蒙皮和内板蒙皮可以在其间限定气流通道，从而将多个穿孔在内板蒙皮的下游与空气动力学主体的内部表面流体连通。
提供本发明内容来以简化形式引入概念的选择，这些概念在以下具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在识别要求保护的主题的关键或重要特征，也不旨在用于帮助确定请求保护的主题的范围。
附图说明
当结合以下附图考虑时，可以通过参考具体实施方式和权利要求得到对本公开实施例的更完全的理解，其中贯穿附图中相同参考标号指代相同的元件。提供附图以有利于理解本公开而不限制本公开的宽度、范围、比例或适用性。附图未必按比例绘制。
图1是示例性飞行器制造和保养方法的流程图的示图。
图2是飞行器的示例性框图的示图。
图3是不具有用于提供混合层流控制的层流波纹强化接合结构的垂直尾翼的横截面的示图。
图4是根据本公开的实施例的包括提供混合层流控制的层流波纹强化接合结构的垂直尾翼的横截面的示图。
图5为示出可以经受层流的各种外部结构的飞行器的示图。
图6为图5所示的飞行器的尾部的示图，示出在垂直尾翼和水平稳定器上的层流的大致区域。
图7为图5所示的飞行器的机翼的示图，示出在前缘控制表面和发动机舱上的层流的大致区域。
图8为根据本公开的实施例的示例性层流波纹强化接合结构的透视图的示图。
图9为根据本公开的实施例示出气流的在图8示出的示例性层流波纹强化接合结构的一区段的放大视图的示图。
图10为根据本公开的实施例的示例性层流波纹强化接合结构的横截面的示图。
图11为根据本公开的实施例的在图10示出的示例性层流波纹强化接合结构的区段A-A的示图。
图12为根据本公开的实施例的在图10示出的示例性层流波纹强化接合结构的区段B-B的示图。
图13为根据本公开的实施例的在图10示出的示例性层流波纹强化接合结构的区段C-C的示图。
图14为根据本公开的实施例的示出放置在每个肋部强化件上的粘合剂的层流波纹强化接合结构的示例性强化件的顶视图的示图。
图15为根据本公开的实施例的层流波纹强化接合结构的示例性加强件的剖视图的示图，示出强化件/强化件接合部和强化件/钛接合部。
图16为根据本公开的实施例的示出波纹状前缘条带的示例性层流波纹强化接合结构的一部分的透视图的示图。
图17为根据本公开的实施例的在图16示出的示例性层流波纹强化接合结构的一部分的放大视图的示图。
图18为根据本公开的实施例的在图16示出的示例性层流波纹强化接合结构的一部分的放大视图的示图。
图19为根据本公开的实施例的示例性层流波纹强化接合结构的一部分的横截面的示图。
图20为根据本公开的实施例的示例性层流波纹强化接合结构的强化件和条带的横截面的示图。
图21为示例性流程图的示图，其示出根据本公开的实施例的用于提供层流波纹强化接合结构的过程。
图22为示例性流程图的示图，其示出根据本公开的实施例的用于提供空气动力学主体上的层流的过程。
图23为根据本公开的实施例的示例性层流微型格强化结构的透视图的示图。
图24为图23的微型格强化结构的局部端视图。
图25为根据本公开用于图23和图24的微型格强化结构的微型格强化件结构的实施例的一部分的俯视图。
图26为根据本公开用于图23和图24的微型格强化结构的微型格强化件结构的替换实施例的一部分的俯视图。
图27为图23的微型格强化结构的局部侧视图，该微型格强化结构靠近结构的前缘并具有微型格强化件结构，该微型格强化件结构具有大致垂直于穿孔的外板蒙皮的内表面的主梁。
图28为具有图27的微型格强化件结构和内板蒙皮的图23的微型格强化结构的局部侧视图。
图29为图23的微型格强化结构的局部侧视图，该微型格强化结构靠近结构的前缘并具有微型格强化件结构，该微型格强化件结构具有大致平行于微型格强化结构的下游方向的主梁。
图30为靠近结构的前缘并具有图29的微型格强化件结构和内板蒙皮的图23的微型格强化结构的局部侧视图。
图31为图23的微型格强化结构的局部侧视图，该微型格强化结构靠近结构的前缘并具有微型格强化件结构，该微型格强化件结构具有多个层和大致平行于微型格强化结构的下游方向的主梁。
图32为图23的微型格强化结构的局部侧视图，该微型格强化结构靠近结构的前缘并具有微型格强化件结构，该微型格强化件结构具有多个层和大致垂直于微型格强化结构的下游方向的主梁。
图33为示例性流程图的示图，其示出根据本公开的实施例用于提供层流微型格强化结构的过程。
具体实施方式
以下具体实施方式在本质上为示例性的且不旨在限制本公开或者本公开的实施例的应用和用途。仅将具体设备、技术和应用的描述提供为示例。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，对于本领域技术人员而言对本文描述的示例的修改将是显而易见的，且在本文限定的一般原理可以应用于其他示例和应用。此外，不希望受到在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中呈现的任何明确或默示理论的约束。本公开应当被赋予与权利要求一致的范围，且不限于本文描述和示出的示例。
在本文中可以在功能和/或逻辑块组件以及各种过程步骤的方面上描述本公开的实施例。应当理解，可以通过任何数量的被配置成执行指定功能的硬件、软件和/或固件组件来实现此类块组件。为了简明起见，在本文可以不详细描述与系统的空气动力学、结构、制造和其他功能方面(以及系统的各个操作组件)相关的常规技术和组件。另外，本领域技术人员将理解，可以结合多种结构主体而实践本公开的实施例，并且本文描述的实施例仅仅为本公开的示例性实施例。
在本文中在实际非限制性应用(即翼型前缘)的背景中描述本公开的实施例。然而，本公开的实施例不限于此类翼型前缘的应用，并且本文描述的技术也可以用于其它空气动力学表面应用中。例如，实施例可以应用于尾部结构、发动机支柱、风力涡轮机叶片、利用液体(例如水)而非空气的流体动力表面等。
在阅读本说明书之后，对于本领域技术人员显而易见的是以下内容是本公开的示例和实施例并且不限于根据这些示例的操作。在不脱离本公开的示例性实施例的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以作出结构改变。
更具体地参考附图，可在如图1所示的飞行器制造和保养方法100和如图2所示的飞行器200的上下文中描述本公开的实施例。在预生产期间，示例性方法100可以包括飞行器200的规格和设计104和材料采购106。在生产期间，进行飞行器200的部件和子组件制造108和系统集成110。然后，飞行器200可以经历认证和交付112以便投入使用114。在由客户使用时，飞行器200被调度安排用于例行维护和保养116(其还可以包括修改、重新构造、翻新等)。
可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)执行或进行方法100的每个过程。为了说明目的，系统集成商可包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的零售商、分包商和供应商；而运营商可为但不限于航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图2所示，由示例性方法100产生的飞行器200可以包括具有多个系统220的机身218和内部222。高级系统220的示例包括推进系统224、电气系统226、液压系统228和环境系统230中的一个或多个。也可以包括任何数量的其他系统。虽然示出了航空示例，但是本公开的实施例还可以应用于其他行业。
可以在制造和保养方法100的任何一个或多个阶段期间采用在本文中体现的装置和方法。例如，可以按照与当飞行器200在使用时生产的部件或子组件相似的方式制作或制造与生产过程108对应的部件或子组件。此外，可以在生产阶段108和110期间例如通过基本上加快飞行器200的组装或减少该飞行器的成本而利用一个或多个装置实施例、方法实施例或它们的组合。相似地，当飞行器200在使用时，可利用一个或多个装置实施例、方法实施例或它们的组合以用于例如但不限于维护和保养116。
本公开的实施例提供用于利用混合层流控制(Hybrid Laminar Flow Control)而能够在飞机外表面上方实现和维持层流，从而减少蒙皮摩擦阻力。混合层流控制可以指通过表面(诸如机翼)的前缘区域中的小孔而吸入的策略性应用，以消除不稳定性，该不稳定性会导致表面附近的气流从层流状态转变为湍流状态。
图3是不具有混合层流控制的垂直尾翼(vertical fin)的横截面300的示图，其示出在表面302附近的湍流304。如图3所示，表面302附近的湍流304是完全混乱的，从而形成高的蒙皮摩擦阻力。
图4是根据本公开的实施例包括提供混合层流控制的层流波纹强化接合结构(laminar flow corrugation-stiffened bonded structure)402(波纹强化结构402)的垂直尾翼的横截面400(翼型400)的示图。波纹强化结构402的吸入区域404在翼型表面408附近形成层流406。吸入区域404被穿孔以允许空气流过翼型表面408，并且被强化以在允许气流出现时保持形状。以下在图8-20的上下文中描述波纹强化结构402的实施例。
本公开的实施例提供了一种板结构，其使得能够在外表面(诸如飞行器500的外表面(图5))的至少一部分上形成层流，并且在如图5-7所示的外部空气动力学表面上维持层流边界层。
图5是飞行器500的图示，示出了各个外部结构，诸如但不限于垂直尾翼504、水平稳定器506、发动机舱508、前缘控制表面510(即，襟翼和扰流器)等，它们可以经受层流。
图6为飞行器500的尾部600的图示，示出了分别在垂直尾翼504及水平稳定器506上的层流602和604的大致区域。
图7为飞行器500的机翼502的图示，示出了分别在前缘控制表面510上以及在发动机舱508上的层流702和704的大致区域。
图8为根据本公开的实施例的示例性层流波纹强化接合结构800(波纹强化结构800)的透视图的示图。波纹强化结构800可为空气动力学主体，其包括例如但不限于平坦板、弯曲前缘等。波纹强化结构800包括穿孔的板蒙皮802、一个或多个波纹状强化件804、条带806、边缘带808和波纹状强化件804的一个或多个端部810。
穿孔的板蒙皮802允许经由多个穿孔/孔812从波纹强化结构800的外表面908(图9)到内表面910(图9)被动地吸入空气902(图9)，以有利于在外部空气动力表面(诸如但不限于垂直尾翼504、水平稳定器506、发动机舱508、前缘控制表面510等(图5-7))上方的层流。穿孔的板蒙皮802可以由例如但不限于碳纤维增强聚合物(CFRP)/CP2钛等制成。穿孔的板蒙皮802的厚度1508(图15)可为例如但不限于约0.04英寸至约0.063英寸等。
例如但不限于对穿孔/孔812进行适当地间隔、成形、钻孔(例如，激光钻孔)等，以允许从外表面908到内表面910被动吸入适当量空气，同时保持层流表面足够平滑。这样，穿孔的板蒙皮802被适当地穿孔以允许空气流过其中，并且穿孔的板蒙皮被强化(如以下更详细地解释的)以维持其形状同时允许气流出现。使用的穿孔/孔812的数量可以取决于例如但不限于飞行速度、局部马赫数、结构完整性、空气动力学要求等。例如但不限于，在亚音速飞行中，可以提供合适数量的穿孔/孔812以将外部空气动力学表面的表面压力降低大约一psi，以便使空气902从外/外部表面908被动地移动到内表面910。这样，有利于在外部空气动力学表面上方的层流。
波纹状强化件804形成为用于强化板/波纹强化结构800。波纹状强化件804包括波纹状的或波形复合强化件，其接合(图15)到波纹强化结构800的内表面910(图9)。例如，以粘结方式将波纹状强化件804接合到内表面910排除对于常规紧固件的需要。紧固件可以破坏在外部空气动力学表面上方的气流，从而减少或弱化层流的益处。在图8所示的实施例中，波纹状紧固件804位于波纹强化结构800的内表面910的上内表面828和下内表面830上。在图8所示的实施例中，耦接到上内表面828和下内表面830上中的每个的一个或多个中空构件818强化前缘308/814。在图8所示的实施例中，波纹状强化件804形成为两个件。上部件822和下部件824与前缘308/814分离，以有利于制造波纹状强化件804。这样，波纹状强化件804的上部件822和下部件824不延伸通过前缘308/814，且通过条带806彼此耦接，如下所述。
然而，在另一个实施例中，波纹状强化件804延伸到前缘308/814(图19中的1902)，从而不使用条带806。这样，如下所述，利用合适的复合材料以允许在前缘308/814周围将波纹状强化件804制作为一个连续件。
在一个实施例中，波纹状强化件804相对于翼型400上的下游气流310并基本上垂直于前缘308/814以基本上弦向方向306(图3)定向。波纹状强化件804的弦向取向在结构上更有效，从而跨越在前缘308/814的刚性前部和辅助翼梁(未示出)之间。然而，取决于例如但不限于在外部空气动力学表面上的各种压力区(图5-7)，可以使用用于波纹状强化件804的各种形状。波纹状强化件804可为例如但不限于六边形、V形等。为了满足空气动力学孔隙率要求同时仍然在基本上全部负载和环境条件下维持结构完整性，接合连接部1502(图15)可被配置成阻塞穿孔的板蒙皮802上的基本上最少数量的穿孔/孔812。以这种方式，气流穿过穿孔的板蒙皮802并且在波纹状强化件804周围，以到达低压被动的向后的通气口，如下面在图9的讨论的上下文中更详细地解释的。
波纹状强化件804可以由例如但不限于CP-2钛、0/+-60BMS9-223编织碳纤维增强聚合物的一个板层等制成。为了结构效率，编织物的取向可以使得约50％的碳纤维处于大体弦向方向306上。这也可以更容易制作，因为相比于90度的纤维，60度的纤维可以围绕尖锐转角部更好地弯曲。波纹状强化件804可以为前缘308/814提供足够的弯曲刚度、平滑度和波度以满足操作要求。此外，波纹状强化件804允许良好接合到穿孔的板蒙皮802。良好的接合可以利于当前方法，其中部件在组装期间可以通过真空卡盘接合组装工具保持基本上刚性的，并且由于可实现的部件公差，在两个刚性主体之间的接合可以不是最佳的。波纹状强化件804和波纹强化结构800尽可能为轻量的，以便满足整体飞机效率需求。
如上所述，在一个实施例中，波纹状强化件804在内表面910上连续地形成为单件(图19中的1902)，从而提供延伸到前缘308/814并围绕前缘的完整强化件。这样，波纹状强化件804是基本上轻量的且可以利用可成形的结构，诸如但不限于利用“断裂碳纤维”的碳纤维增强聚合物、拉伸断裂碳纤维等。然而，如上所述，波纹状强化件804可以替代地由两个或更多个件形成。因此，可以不形成紧密“前部”半径的碳纤维增强聚合编织物可以形成为如上所述两个或更多个件。波纹状强化件804的示例性几何形状在下面的图11中更详细地示出。
条带806将波纹状强化件804的上部件822和下部件824彼此耦接。条带806在脊部1102(图11)处与波纹状强化件804符合(conform)，但仍然允许气流。在图8所示的实施例中，条带806不接触穿孔的板蒙皮802。条带806可以由例如但不限于CP1钛等制成，具有例如但不限于约0.03英寸至约0.06英寸的厚度等。条带806在前缘814附近区域中接合以为波纹强化结构800提供刚度和强度。条带806可以包括例如但不限于如图8所示的平滑表面、诸如图16所示的波纹状前缘条带1604的波纹状表面等。波纹状前缘条带1604提供在波纹状强化件804的上部件822和下部件824之间的连续性，使得上部件822和下部件824连通空气。
边缘带808耦接到穿孔的板蒙皮802和波纹状强化件804。边缘带808将波纹状强化结构800耦接到一子结构(未示出)并且用作充气室以接收来自波纹状强化件804的空气。边缘带808可以由例如但不限于玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、铝等制成。
波纹状强化件804的端部810(出口810)允许空气通过其间离开。端部810为中空构件818提供出口，以使空气902(图9)流动到边缘带808/充气室。端部810可以成形为例如但不限于三角形、圆形、矩形等。端部810的角度820设置成使得防止在端部810处的应力集中。
目前的蜂窝夹层前缘构造可不适于混合层流的结合。目前的蜂窝夹心板同时：1)趋于吸收和保留水分；2)对于检查可不是最佳的；以及3)相比于波纹强化结构800，对于维修可不是最佳的。
图9为根据本公开的实施例示出气流的波纹强化结构800的区段900的放大视图的示图。空气902流动通过穿孔的板蒙皮802，继续沿波纹状强化件804的中空构件818流动，并从波纹状强化件804的端部810(出口810)离开。这样，波纹强化结构800提供低压被动的向后的通风口，以允许足够量的空气吸入以便维持在穿孔的板蒙皮802上的层流边界层，同时提供刚性蒙皮，诸如穿孔的板蒙皮802。
图10-13示出了波纹强化结构800的示例性几何形状。图10-13可以具有与图1-12所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，这里可以不再冗余地描述共同的特征、功能和元件。
图10是根据本公开的实施例的示例性波纹强化结构800的横截面1000的图示，示出了波纹状强化件804、边缘带808和端部810。
图11是根据本公开的实施例的图10所示的波纹强化结构800的波纹状强化件804的截面A-A 816的图示，示出了包括波纹状强化件804的脊部1102的波形形状。
图12是根据本公开的实施例的图10所示的示例性波纹强化结构800的截面B-B1002的放大视图的图示，示出了边缘带808和端部810。
图13是根据本公开的实施例的图10所示的示例性波纹强化结构800的截面C-C1004的放大视图的图示，示出了波纹状强化件804和前缘814。
图14是根据本公开的实施例的波纹强化结构800的示例性肋部强化件1404的顶视图1400的图示，其示出了放置在肋部强化件1404上的粘合剂1402。这样，每个肋部强化件1404在图15所示的每个接合连接部1502(强化件节点)处接收粘合剂1402。
图15是根据本公开的实施例的波纹强化结构800的示例性强化件的横截面视图的图示，其示出了在接合连接部1502处的强化件/钛接合部和强化件/强化件接合部1506。如上所述，接合连接部1502阻塞穿孔的板蒙皮802的基本上最少数量的穿孔/孔812，同时允许气流穿过其间并在波纹状强化件804周围以到达低压被动的向后的通风口，如以上在图9的讨论内容中更详细地解释的。对接合线宽度1504的精确控制使得能够基本精确地控制被粘合剂1402阻塞的穿孔/孔812。这样，本公开的实施例提供穿孔的板蒙皮802的强化，同时维持提供层流所必需的基本精确的空气传送。波纹状强化件804在烤炉中借助例如但不限于250F-固化膜粘合剂接合到穿孔的板蒙皮802。可替换地，波纹状强化件804可以通过诸如但不限于热或超声波连接(即，用于热塑性强化件)等的方法接合到穿孔的板蒙皮802。可以通过检查方法(诸如但不限于超声波、光学、热成像非破坏性检查等)来检查接合连接部1502。接合连接部1502的接合线宽度1504可为例如但不限于约0.14至约0.16英寸等。
图16-19可以具有与图1-15所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，这里可以不再冗余地描述共同的特征、功能和元件。
图16为根据本公开的实施例的示出波纹状前缘条带1604的示例性波纹强化结构1600的透视图的示图。波纹强化结构1600包括前缘顶端1602、波纹状前缘条带1604、耦接到内表面1612的一个或多个上波纹状强化件1606、耦接到内表面1612的一个或多个下波纹状强化件1608、以及一个或多个端部1610。
如图16所示，波纹状前缘条带1604将上波纹状强化件1606和下部波纹状强化件1608(相似于图8中的波纹状强化件804的上部件822和下部件824)彼此耦接。在图16所示的实施例中，波纹状前缘条带1604被构造成与波纹强化结构1600的内表面1612的靠近前缘顶端1602的区域分离。
图17是根据本公开的实施例的示例性波纹强化结构1600的一部分的放大视图1700的图示，示出了通过在上波纹状强化件1606和下波纹状强化件1608的前端1702处接合的波纹状前缘条带1604而彼此耦接的上波纹状强化件1606和下波纹状强化件1608。
图18为根据本公开的实施例的示例性波纹强化结构1600的一部分1800的放大视图的示图。如图18所示，波纹状前缘条带1604与上波纹状强化件1606和下波纹状强化件1608的脊部1802符合，但仍然允许气流902(图9)。
图19是根据本公开实施例的示例性单件波纹强化结构1900的一部分的放大视图的图示，示出在前缘1906处的接合区域1904处接合到内表面1612的波纹状强化件1902。波纹状强化件1902是单件式的并且围绕前缘1906(图16中的1602)是连续的。因为波纹状强化件1902是单件式的并且围绕前缘308/814连续，因此不使用诸如波纹状前缘条带1604的条带。这样，穿孔/孔812(图8)可以围绕前缘1906被切割/钻孔到波纹状强化件1902中(例如，如果端部810/1610的开口不足够的话)。
图20是根据本公开的实施例的示例性波纹强化结构1600的波纹状强化构件2002和波纹状条带2004的横截面的图示。如图20所示，波纹状条带2004将波纹状强化件2002彼此耦接。波纹状条带2004符合内表面1612(图16)并且包括定位成例如但不限于相隔约1.0英寸至约1.2英寸的脊部2008。
图21是根据本公开的实施例的示例性流程图的示图，其示出用于设置在翼型的前缘上提供层流的波纹强化结构800/1600的过程2100。结合过程2100执行的各种任务可以通过软件、硬件、固件或它们的任何组合而以机械方式执行。为了说明性的目的，过程2100的以下描述可以指上面结合图1-20提到的元件。在实际实施例中，过程2100的部分可以由波纹强化结构800的不同元件执行，诸如穿孔的板蒙皮802、波纹状强化件804、条带806、边缘带808和波纹状强化件804的端部810。过程2100可以具有与图1-20所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，这里可以不再冗余地描述共同的特征、功能和元件。
可以通过提供包括空气动力学主体(诸如翼型400)的外表面908和内表面910的穿孔的板蒙皮(诸如穿孔的板蒙皮802)(任务2102)来开始过程2100。
然后，过程2100可以通过提供包括耦接到内表面910的至少一个中空构件818的波纹状强化件804(任务2104)而继续。
然后，过程2100可以通过将至少一个中空构件818定向在相对于空气动力学主体上的下游气流310的大致弦向方向306上(任务2106)而继续。
图22是示出根据本公开的实施例的用于提供波纹强化结构800/1600并且用于在翼型的前缘上提供层流的过程2200的示例性流程图的示图。结合过程2200执行的各种任务可以由软、硬件、固件或它们的任何组合以机械方式执行。为了说明性的目的，过程2200的以下描述可以指上面结合图1-20提到的元件。在实际实施例中，可以由波纹强化结构800/1600的不同元件(诸如穿孔的板蒙皮802、波纹状强化件804、条带806、边缘带808和波纹状强化件804的端部810)执行过程2200的部分。过程2200可以具有与图1-20所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，这里可以不再冗余地描述共同的特征、功能和元件。
可以通过利用耦接到内表面910的至少一个中空构件818强化波纹强化结构800(空气动力学主体)的穿孔的板蒙皮802的内表面910(任务2202)来开始过程2200。
然后，过程2200可以通过将至少一个中空构件818定向在相对于空气动力学主体上的气流(诸如下游气流310)的大致弦向方向306上(任务2204)而继续。
然后，过程2200可以通过将下游气流310的至少一部分吸入通过空气动力学主体的穿孔的板蒙皮802的外表面908(任务2206)而继续。
然后，过程2200可以通过牵引(draw)下游气流310的至少一部分通过至少一个中空构件818(任务2208)而继续。
以这种方式，本公开的各种实施例提供了一种方法，该方法用于强化空气动力学主体的蒙皮，同时维持对于在空气动力学主体上方维持层流边界层所必需的基本上精确的空气传递。实施例允许气流通过前缘结构，这允许在其表面上的层流，同时仍然维持对于层流所必需的需要的空气动力学形状。与在目前使用的大多数商用飞行器上发现的常规湍流相比，维持层流可使得空气动力学阻力大幅减少。另外，波纹强化结构800允许容易地检查表面，可以基本上不截留水分，可通过易于检查的接合波纹倍增器进行维修，并且可以用各种材料和材料组合制成，并且可以用于代替在许多非层流应用中的蜂窝夹层结构。
可以使用除了波纹状强化件之外的强化结构来强化空气动力学主体，所述强化结构可以支撑穿孔区域中的板蒙皮，同时允许气流减少湍流并形成层流。图23为根据本公开的实施例的示例性层流微型格强化结构2300的透视图的示图。与波纹强化结构800一样，微型格强化结构2300可为空气动力学主体，其包括例如但不限于平坦板、弯曲前缘等。微型格强化结构2300可以具有与波纹强化结构800相似的构造，可以包括围绕空气动力学主体的内表面延伸的相似的穿孔外板蒙皮2302，并且可以具有限定空气动力学主体的前缘2308的内表面2304和外表面2306。
外板蒙皮2302可允许经由从内表面2304延伸到外表面2306的多个穿孔/孔2310将空气从外表面2306被动地吸入到微型格强化结构2300的内表面2304，以有利于在外部空气动力学主体(例如但不限于机翼502、垂直尾翼504、水平稳定器506、发动机舱508、前缘控制表面510等，如图5-7所示)上方的层流。外板蒙皮2302可以由例如但不限于CFRP、CP2钛等制成。外板蒙皮2302的厚度可为例如但不限于实现空气动力学主体的期望性能所必需的约0.04英寸至约0.063英寸。外板蒙皮2302的穿孔2310可以在外板蒙皮2302中适当地间隔开、成形、形成等，以便以与上述用于穿孔的板蒙皮802的穿孔812类似的方式促进层流。
微型格强化件结构2312可以形成为符合外板蒙皮2302的形状并且形成为强化微型格强化结构2300。微型格强化件结构2312可以在弦向方向306上从前缘2308沿着外板蒙皮2302的内表面2304延伸，并且终止在通过外板面板2302的穿孔2310的下游的位置处。微型格强化件结构2312可以由多个主梁2314形成，这些主梁通过对应的对角支撑支柱2316和侧面支撑支柱2318互连以形成格子或桁架结构。主梁2314可以具有连接到外板蒙皮2302的内表面2304的第一端部2314a(图24的侧视图)，并具有第二端部2314b，在图24所示的实施例中侧面支撑支柱2318可在主横梁2314之间连接到该第二端部。主梁2314的第一端部2314a可以通过合适接合方法接合到外板蒙皮2302的内表面2304，诸如但不限于热或超声波连接(即，热塑性强化件)、粘合剂等。取决于制作方法，可以在主梁2314和对角支撑支柱2316形成在一起之后添加侧面支撑支柱2318，诸如在如下所述的光聚合物开发过程期间，或者侧面支撑支柱可以与主梁2314和对角支撑支柱2316一起形成为由其它工艺(诸如三维(3D)打印)形成的微型格强化件结构2312中的整体部件。在其他实施例中，可以省略侧面支撑支柱2318，其中主梁2314和对角支撑支柱2316为外板蒙皮2302提供足够的支撑。
如进一步所示，每个对角支撑支柱2316可以在一个主梁2314的第一端部2314a与邻近的一个主梁2314的第二端部2314b之间延伸。主梁2314的第一端部2314a可以借助粘合剂或其它适当接合化合物或工艺接合到内表面2304，以将微型格强化件结构2312固定在位。每对邻近的主梁2314可以具有在其间延伸的一对对角支撑支柱2316，使得每个邻近的主梁2314的第一端部2314a连接到另一个邻近的主梁2314的第二端部2314b。连接到相邻主梁2314的对角支撑支柱2316可以在节点2320处相交，以防止对角支撑支柱2316之间的相对运动且在微型格强化件结构2312中与侧面支撑支柱2318一起形成稳定性。本领域技术人员将理解，主梁2314、对角支撑支柱2316和侧面支撑支柱2318的构造是示例性的。可以基于主梁2314的数量、主梁2314和支撑支柱2316、2318的尺寸、微型格强化件结构2312的组件的方向等来定制微型格强化件结构2312，以提供用于外面板蒙皮2302的必要支撑和通过微型格强化结构2300的气流，并且发明人预期微型格强化件结构2312的此类修改。
图24示出微型格强化件结构2312，其形成有与主梁2314互连的单个层的对角支撑支柱2316且具有提供与外板蒙皮2302的内表面2304相对的支撑的侧面支撑支柱2318。在下面讨论的可替换实施例中，微型格强化件结构2312可以根据需要设置有多层的对角支撑支柱2316，以为外板蒙皮2302形成必要的结构支撑。在此类实施例中，主梁2314可以进一步延伸到空气动力学主体的内部，并且对角支撑支柱2316的额外的层可以添加在最接近外板蒙皮2302的内表面2304的层和主梁2314的第一端部2314a与主梁2314的第二端部2314b之间。如果需要的话，侧面支撑支柱2318可以设置在对角支撑支柱2316的层之间以用于结构支撑，或者可以仅设置在主梁2314的第二端部2314b处，或者如果对于微型格强化件结构2312的结构完整性是不必要的则不设置该侧面支撑支柱。如通过图将显而易见的，在微型格强化件结构2312中的主梁2314、对角支撑支柱2316和侧面支撑支柱2318的布置限定其间的气流间隙2322，以将外板蒙皮2302的穿孔2310设置为与微型格强化件结构2312下游的空气动力学主体的内表面流体连通。
微型格强化件结构2312可以使用用于形成开放单元微型格结构(诸如本文示出和描述的那些)的任何适当的已知工艺来制造。例如，可以使用光聚合物开发工艺来形成微型格结构，其中紫外光束摄入穿过一大桶(vat)液体树脂，以沿着光束将树脂固化到微型格强化件结构2312的主梁2314、对角支撑支柱2316以及侧面支撑支柱2318(在具体实施例中)中。如果形成微型格结构的复合材料为外板蒙皮2302提供足够的结构支撑，则可以使用该复合材料。在其他实施例中，复合材料结构可以涂覆有金属，诸如镍合金，以将结构转换成金属微型格结构。复合材料可以保留在金属涂层内，或者在一些应用中，复合物材料可以溶解或以其它方式通过适当工艺从金属涂层中去除，以使得中空金属微型格强化结构具有足够强度来支撑外板蒙皮2302。通过消除光聚合物的过程及使用失蜡铸造或工业铸造来形成如上所述的中空金属微型格结构可以实现相似结果。作为另外替代形式，3D打印可以用来生产形成微型格强化件结构2302的金属或聚合物开放单元结构。使用3D打印可以提供使得用来形成微型格强化件结构2312的重复结构的取向、尺寸和形状改变的机会。这些制作方法仅仅是示例性的，并且替代的制作方法对于本领域技术人员将是显而易见的，并且发明人预期这些替代的制作方法在形成根据本公开的微型格强化件结构2312中使用。
图25和图26示出了具有主梁2314和对角支撑支柱2316的变化的互连部的微型格强化件结构2312的替换构造的顶视图。参考图25，主梁2314可以在外板蒙皮2301的内表面2304上以沿着陆线(land line)2330的列布置，该陆线基本上平行于空气动力学主体的弦向方向306。如本文所用，当组件为在指定取向的5°内时，该组件可以基本上平行于或基本上垂直于另一个组件或指定方向。陆线2330可以与波纹状强化件804连接到图8和图9的穿孔的板蒙皮802的内表面910的位置相符。在替换的实施例中，陆线2330以及对应地主梁2314可以根据需要隔开，以便微型格强化件结构2312来支撑外板蒙皮2302。
在图25的实施例中，主梁2314以二维阵列布置在外板蒙皮2302的内表面2304上。每组四个邻近的主梁2314可以限定四边形2332，其中主梁2314定位在转角处。四边形2332被示出为近似正方形，但是根据需要实际形状可为任何适当的四边形，诸如矩形、菱形、斜方形、长斜方形、鹞形(kite)、梯形等，以获得微型格强化件结构2312的期望的结构性质。两个对角支撑支柱2316可以在四边形2332的相对的转角处在主梁2314之间延伸并在节点2320处相交，如上所述。借助该构造，每个节点2320可以具有延伸通过四边形2332的四个相交的对角支撑支柱2316。
图26示出微型格强化件结构2312的替换构造，其中对角支撑支柱2316以不同方式互连主梁2314以实现用于微型格强化件结构2312的期望结构性质。主梁2314可以以与如上讨论相似的方式沿着陆线2330以二维阵列布置，并且其中每组四个邻近主梁2314形成四边形2332。在该实施例中，两个对角支撑支柱2316可以在四边形2332的相邻转角处在主梁2314之间延伸，且在沿着四边形2332的一侧定位的节点2320处相交。借助这种构造，每个节点2320将具有沿着四边形2332的侧面延伸的两个相交的对角支撑支柱2316。本领域技术人员将理解，可以在微型格强化件结构2312中实现额外的构造、所示构造的组合以及主梁2314与对角支撑支柱2316的互连。例如，主梁2314可以通过对角支撑支柱2316互连，以形成四面体或三面角锥体的三维等格栅(isogrid)，其可以通过在光聚合物开发过程中调节光源阵列的取向而形成，或者通过适当地配置3D打印机而形成。发明人预期此类构造可以用在根据本公开的微型格强化件结构2312中。为了以下讨论的目的，可以使用图25和图26的构造和替代构造。
主梁2314和对角支撑支柱2316的构造可以以其它方式变化，以在微型格强化件结构2312中实现期望的特性。图27提供图23的微型格强化结构2300的放大的局部侧视图，示出外板蒙皮2302和靠近前缘2308的微型格强化件结构2312。在所示实施例中，主梁2314中的每一个可以被定向为基本上垂直于外板蒙皮2302的内表面2304的连接主梁2314的对应部分。主梁2314的第一端部2314a可以沿着对应陆线2330以大致相等的距离隔开。只要外板蒙皮2302的内表面2304具有一定程度的曲率并且不是平面的，那么邻近的主梁2314的第二端部2314b之间的距离可以小于对应的第一端部2314a之间的距离。邻近的第二端2314b之间的距离对于靠近前缘2308的主梁2314可以是最小的，并且可以随着微型格强化件结构2312延伸远离前缘2308而增加。侧面支撑支柱2318的长度可以相应地变化。
根据相对于下游气流310和弦向方向306的空气动力学主体及其前缘2308的取向，主梁2314可以不必须在三维上垂直于内表面2304。例如，图5-7中的机翼502、垂直尾翼504和水平稳定器506相对于飞行器500的主体向后成角度，使得它们的前缘不垂直于下游气流310和弦向方向306。为了参考，添加三维坐标系，其中X轴平行于弦向方向306和下游气流310，Y轴从飞行器500的主体在对应的空气动力学主体502、504、506的方向上延伸并且垂直于X轴，且Z轴垂直于X轴和Y轴。在图7中，当在如所示从X-Y平面观看时，机翼502的前缘不垂直于弦向方向306(X轴)。
在空气动力学主体502、504、506内，上述陆线2330可以平行于弦向方向306和下游气流310，但是因为相同的原因可以不在XY平面中垂直于前缘2308。因为陆线2330遵循外板蒙皮2302的内表面2304的曲率，所以每个陆线2330将限定平行于弦向方向306的X-Z平面，如图27所示。图27可以示出外板蒙皮2302和微型格强化件结构2312看上去垂直于由陆线2330限定的X-Y平面并且在X-Y平面中相对于前缘2308成锐角的视图。主梁2314可以位于由对应陆线2330限定的X-Z平面中，并且因此可以在X-Y平面中不垂直于前缘2308和内表面2304的对应部分。同时，主梁2314可以在由对应陆线2330限定的X-Z平面内垂直于内表面2304，如在图27的视图可见的。
图28示出实施例，其中侧面支撑支柱2318由内板蒙皮2350替代。内板蒙皮2350可以设置在靠近前缘2308的空气动力学主体内并向后延伸。内板蒙皮2350符合微型格强化件结构2312的形状，但仍然允许气流。内板蒙皮2350可以在主梁2314的第二端部2314b处连接到主梁中对应的主梁。外板蒙皮2302和内板蒙皮2350可限定在其间的气流通道2352，其使穿孔2310与内板蒙皮2350下游的空气动力学主体的内表面流体连通。相似于以上讨论的波纹状强化件804，气流通道2352可以用作低压被动的向后的通风口，以允许足够量的空气吸入，以便在外板蒙皮2302上维持层流边界层。内板蒙皮2350可以向后延伸以用于微型格强化件结构2312的一部分。在一些实施例中，内板蒙皮2350可以在外板蒙皮2302中的穿孔2310的下游延伸，并且可以延伸到微型格强化件结构2312的端部，并且连接到微型格强化件结构2312的每个主梁2314的第二端部2314b。内板蒙皮2350可以由与外板蒙皮2302相同或不同的轻量材料制成。例如但不限于，内板蒙皮2350可以由碳纤维增强聚合物、CP1或CP2钛等制成。内板蒙皮2350至少在前缘2308附近的区域中接合到微型格强化件结构2312，从而为微型格强化结构2300提供进一步的刚度和强度。在替换实施例中，内板蒙皮2350可以具有气流开口(未示出)，其允许在微型格强化件结构2312中气流流过到充气室而不必穿过气流通道2352。气流开口可为穿过内板蒙皮2350的微型穿孔、较大孔、狭槽或任何其他适当的孔口，其提供穿过内板蒙皮2350的期望流动而不损害由内板蒙皮2350提供的微型格强化件结构2312的支撑。
转到图29，在微型格强化件结构2312的另一个替换实施例中，多个主梁2314可以定向为基本上彼此平行并且基本上平行于空气动力学主体的弦向方向306。相比于如图27和图28的实施例中改变主梁2314的取向以垂直于内表面2304，微型格强化件结构2312的此类构造可以更简单地设计和制造。在图29的实施例中，微型格强化件结构2312进一步由如前述连接主梁2314的第二端部2314b的侧面支撑支架2318加固。在图30的实施例中，侧面支撑支架2318由与外板蒙皮2302结合的内板蒙皮2350替换，以限定将气流从穿孔2310引导到空气动力学主体的内表面的气流通道2352。
图31示出图29和图30的实施例的修改形式，其中基本上平行的主梁2314进一步在弦向方向306上延伸到空气动力学主体中。当主梁2314从空气动力学主体的前缘2308朝下游延伸时，为了支持主梁2314的附加长度，微型格强化件结构2312可以包括互连主梁2314的多个层的对角支撑支柱2316。主梁2314的第二端部2314b可以延伸超过外板蒙皮2302中的穿孔2310，使得微型格强化件结构2312完全支撑外板蒙皮2302的穿孔的部分。
图32示出微型格强化件结构2312的另一替换实施例，其中多个主梁2314定向成基本上垂直于空气动力学主体的弦向方向306。借助这种取向，主梁2314的第一端部2314a和第二端部2314b均可以连接到外板蒙皮2302的内表面2304。从附图中可以看出，靠近前缘2308的主梁2314将相对短，而随着微型格强化件结构2312从前缘2308向下游延伸，主梁2314的长度将增加。当主梁的长度变化时，可以根据需要在邻近的主梁2314之间提供多层的对角支撑支柱2316，以在穿孔区域中为外板蒙皮2302提供必要的支撑。
图33为根据图23至图32中所示的本公开的实施例的示例性流程图的示图，其示出用于提供微型格强化结构2300以及用于在空气动力学主体的前缘2308上提供层流的过程2400。结合过程2400执行的各种任务可以通过软件、硬件、固件或它们的任何组合而以机械方式执行。为了说明的目的，过程2400的以下描述可以指上面结合图2-7和图23-32提到的元件。在实际实施例中，过程2400的部分可以由波纹强化结构2300的不同元件执行，诸如外板蒙皮2302、微型格强化件结构2312、和内板蒙皮2350。过程2400可以具有与图23-32所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，这里可以不再冗余地描述共同的特征、功能和元件。
过程2400可以在方框2402处通过使下游气流310的一部分传送通过在空气动力学主体的外板蒙皮2302中形成的穿孔2310而开始，其中外板蒙皮2302至少部分地围绕空气动力学主体的内部表面延伸。过程2400可以在方框2404处通过将下游气流310的一部分从穿孔2310引导通过微型格强化件结构2312而继续，该微型格强化件结构限定通过其间的气流间隙2322且基本上在弦向方向306上从空气动力学主体的前缘2308延伸。然后，过程2400可以在方框2406处通过经由微型格强化件结构2312的气流间隙2322将下游气流310接收到空气动力学主体的内部表面中而继续。
本公开的各种实施例提供一种方法和结构，该方法和结构用于强化空气动力学主体的外板蒙皮2302，同时维持对于在空气动力学主体上方维持层流边界层所必需的基本上精确的空气传递。实施例允许气流通过前缘结构，这允许在其表面上的层流，同时仍然维持对于层流所必需的需要的空气动力学形状。与在目前使用的大多数商用飞行器上发现的常规湍流相比，维持层流使得空气动力学阻力大幅减少。此外，在其它实施例中，相比于波纹状强化件804，微型格强化结构2300可以阻塞较少的外面板蒙皮2302的穿孔2310，这是因为相比于接合波纹状强化件804的线，将需要更小的表面面积来将主梁2314的第一端部2314a接合到内表面2304。此外，通过微型格强化件结构2312中的气流间隙2322的气流可以允许减少通过外板蒙皮2302的穿孔2310的数量，以及相应地减少空气动力学主体的成本。另外，微型格强化件结构2312的制造方法可以允许结构2312的形状被定制，使得主梁2314的第一端部2314a完全避开穿孔2310，以确保没有穿孔2310被微型格强化件结构2312阻挡。
虽然在前述具体实施方式中已经呈现至少一个示例实施例，但是应当理解存在大量变型。还应当理解，本文描述的示例实施例或实施例不旨在以任何方式限制本主题的范围、适用性或构造。相反，前述具体实施方式将为本领域技术人员提供实现描述的一个或多个实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离权利要求所限定的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变，这些改变包括在提交本专利申请时已知的等同物和可预见的等同物。
以上描述是指“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如本文所使用的，除非另行明确指出，否则“连接”意指一个元件/节点/特征直接接连到另一元件/节点/特征(或直接与其连通)，且不一定是以机械方式连接。同样，除非另行明确指出，否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接地接连到另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通)，且不一定以机械方式连接。因此，虽然图8-20描绘元件的示例性布置，但是其他中间元件、设备、特征或组件可以存在于本公开的实施例中。
根据本公开的一个方面，提供了一种空气动力学主体，其限定相对于所述空气动力学主体上的气流的弦向方向，包括：具有内表面、外表面和从所述内表面延伸到所述外表面的多个穿孔的外板蒙皮，所述外板蒙皮围绕所述空气动力学主体的内部表面延伸并限定所述空气动力学主体的前缘；以及微型格强化件结构，包括多个主梁，每个主梁至少具有连接到所述外板蒙皮的所述内表面的第一端，微型格强化件结构还包括多个对角支撑支柱，每个对角支撑支柱在相邻的主梁之间对角地延伸并连接到相邻的主梁；其中所述微型格强化件结构沿着所述外板蒙皮的所述内表面在所述多个穿孔的下游延伸，并且所述多个主梁和所述多个对角支撑支柱在其间限定气流间隙，以将所述多个穿孔设置为在所述微型格强化件结构的下游与所述空气动力学主体的所述内部表面流体连通。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁沿着基本上平行于所述弦向方向的陆线(land lines)以列的形式布置在所述外板蒙皮的所述内表面上。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁以二维阵列形式布置在所述外板蒙皮的所述内表面上，其中所述多个主梁中的每组四个主梁限定四边形的转角，并且所述多个对角支撑支柱中的两个在所述四边形的相对的转角处在所述主梁之间延伸，其中所述多个对角支撑支柱中的两个在所述四边形内的节点处相交。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁以二维阵列形式布置在所述外板蒙皮的所述内表面上，其中所述多个主梁中的每组四个主梁限定四边形的转角，并且所述多个对角支撑支柱中的两个在所述四边形的相邻的转角处在所述主梁之间延伸，其中所述多个对角支撑支柱中的两个在沿着所述四边形的边的节点处相交。
进一步公开了所述空气动力学主体，其包括侧面支撑支柱，所述侧面支撑支柱在第二端部处连接到所述多个主梁中的相邻的主梁，第二端部与主梁的连接到所述外板蒙皮的所述内表面的第一端部相对。
进一步公开了所述空气动力学主体，其包括内板蒙皮，其设置在所述空气动力学主体内靠近所述前缘并且向后延伸，其中所述内板蒙皮在与所述多个主梁中的对应主梁的所述第一端部相对的第二端部处连接到所述多个主梁中的对应主梁，其中所述外板蒙皮和所述内板蒙皮在其间限定气流通道，从而将所述多个穿孔设置成在所述内板蒙皮的下游与所述空气动力学主体的所述内部表面流体连通。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁中的每个基本上垂直于所述外板蒙皮的所述内表面的连接所述主梁的对应部分。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁基本上平行于所述空气动力学主体的所述弦向方向。
进一步公开了所述空气动力学主体，其包括多个层的对角支撑支柱，当所述多个主梁从所述空气动力学主体的所述前缘向下游延伸时，所述多个层的对角支撑支柱连接到所述多个主梁。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁基本上垂直于所述弦向方向，并且所述多个主梁的第二端部连接到所述外板蒙皮的所述内表面。
根据本公开的另一个方面，提供了一种从经过空气动力学主体的外部上方的气流产生层流的方法，所述空气动力学主体限定相对于所述气流的弦向方向，所述产生方法包括：通过形成在所述空气动力学主体的外板蒙皮中的穿孔传送所述气流的一部分，所述外板蒙皮围绕所述空气动力学主体的内部表面延伸；引导来自所述穿孔的所述气流的所述一部分穿过微型格强化件结构，所述微型格强化件结构限定通过其的气流间隙并且基本上沿着弦向方向从所述空气动力学主体的前缘延伸；以及通过所述微型格强化件结构的所述气流间隙将所述气流接收到所述空气动力学主体的所述内部表面中。
进一步公开了所述产生方法，其包括通过将所述微型格强化件结构耦接到所述外板蒙皮的内表面来强化所述空气动力学主体。
描述了所述产生方法，其中通过多个主梁和互连所述主梁的多个对角支撑支柱形成所述微型格强化件结构，其中所述多个主梁具有连接到所述外板蒙皮的所述内表面的第一端部。
进一步公开了所述产生成方法，还包括通过所述微型格强化件结构将所述气流传送到充气室。
根据本公开的另一个方面，提供了一种空气动力学主体，其限定相对于所述空气动力学主体上的气流的弦向方向；包括：外板蒙皮，其具有内表面、外表面以及从所述内表面延伸到所述外表面的多个穿孔，所述外板蒙皮围绕所述空气动力学主体的内部表面延伸并且限定所述空气动力学主体的前缘；微型格强化件结构，包括多个主梁，每个所述主梁至少具有连接到所述外板蒙皮的所述内表面的第一端部，微型格强化件结构还包括多个对角支撑支柱，每个对角支撑支柱在相邻的主梁之间对角地延伸并连接到所述相邻的主梁，其中所述微型格强化件结构沿着所述外板蒙皮的所述内表面在所述多个穿孔下游延伸，并且所述多个主梁和所述多个对角支撑支柱在其间限定气流间隙以将所述多个穿孔设置成与所述空气动力学主体的位于所述微型格强化件结构下游的所述内部表面流体连通；以及内板蒙皮，其设置在所述空气动力学主体内靠近所述前缘并且向后延伸，其中所述内板蒙皮在与所述多个主梁中的对应主梁的所述第一端部相对的第二端部处连接到所述多个主梁的对应主梁，其中所述外板蒙皮和所述内板蒙皮在其间限定气流通道，从而将所述多个穿孔设置成在所述内板蒙皮的下游与所述空气动力学主体的所述内部表面流体连通。
公开了所述空气动力学主体，其中所述内板蒙皮在所述多个穿孔的下游延伸。
公开了所述空气动力学主体，其中所述内板蒙皮延伸到所述微型格强化件结构的端部，并且所述内板蒙皮连接到所述多个主梁中的每一个的第二端部。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁中的每个基本上垂直于所述外板蒙皮的所述内表面的连接所述主梁的对应部分。
公开了所述空气动力学主体，其中所述多个主梁基本上平行于所述空气动力学主体的所述弦向方向。
进一步公开了所述空气动力学主体，其包括充气室，所述充气室设置在所述空气动力学主体的所述内部表面中并与所述气流通道直接流体连通。
除非另行明确指出，否则在本文档中使用的术语和短语及其变型应当被解释为开放式的而不是限制性的。作为前述的示例：术语“包”应当被理解为意指“包括但不限于”等；术语“示例”用于提供讨论中的项目的示例性实例，而不是其详尽或限制性列表；而形容词诸如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”和类似含义的术语不应理解为将描述的项目限制到给定时间段或者是限制到给定时间可用的项目，而是应解读为涵盖现在可用或已知或者在将来的任何时间可用或知道的常规、传统、正常或标准的技术。同样地，除另行明确指出外，与连词“和”相连接的一组项目不应解读为要求这些项目中的每个和每一个都存在于分组中，而应解读为“和/或”。相似地，除另行明确指出外，与连词“或”相连接的一组项目不应解读为在该组中需要相互排他性，而是应解读为为“和/或”。此外，除另行明确指出外，虽然本公开的项目、元件或组件可以用单数形式描述或要求保护，但是复数被认为在其范围内。在一些实例中存在，扩展词和短语诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语的存在不应解读为意指在此类扩展短语可不存在的实例中意图或要求更窄的情况。

Claims (20)

1.一种空气动力学主体，限定相对于所述空气动力学主体上的气流的弦向方向，包括：
外板蒙皮，具有内表面、外表面以及从所述内表面延伸到所述外表面的多个穿孔，所述外板蒙皮围绕所述空气动力学主体的内部表面延伸并且限定所述空气动力学主体的前缘；以及
微型格强化件结构，包括：
多个主梁，每个所述主梁至少具有连接到所述外板蒙皮的所述内表面的第一端部，以及
多个对角支撑支柱，每个所述对角支撑支柱在相邻的主梁之间对角地延伸并连接到所述相邻的主梁；
其中，所述微型格强化件结构沿着所述外板蒙皮的所述内表面在所述多个穿孔的下游延伸，并且所述多个主梁和所述多个对角支撑支柱在其间限定气流间隙，以将所述多个穿孔设置成在所述微型格强化件结构的下游与所述空气动力学主体的所述内部表面流体连通。
2.根据权利要求1所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁沿着基本上平行于所述弦向方向的陆线以列的形式布置在所述外板蒙皮的所述内表面上。
3.根据权利要求1所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁以二维阵列形式布置在所述外板蒙皮的所述内表面上，其中所述多个主梁中的每组四个主梁限定一四边形的转角，并且所述多个对角支撑支柱中的两个对角支撑支柱在所述四边形的相对的转角处在所述主梁之间延伸，其中所述多个对角支撑支柱中的该两个对角支撑支柱在所述四边形内的一节点处相交。
4.根据权利要求1所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁以二维阵列形式布置在所述外板蒙皮的所述内表面上，其中所述多个主梁中的每组四个主梁限定一四边形的转角，并且所述多个对角支撑支柱中的两个对角支撑支柱在所述四边形的相邻的转角处在所述主梁之间延伸，其中所述多个对角支撑支柱中的该两个对角支撑支柱在沿着所述四边形的边的节点处相交。
5.根据权利要求1所述的空气动力学主体，所述空气动力学主体还包括侧面支撑支柱，所述侧面支撑支柱在与所述多个主梁的连接到所述外板蒙皮的所述内表面的所述第一端部相对的第二端部处连接到所述多个主梁中的相邻的主梁。
6.根据权利要求1所述的空气动力学主体，所述空气动力学主体还包括内板蒙皮，所述内板蒙皮设置在所述空气动力学主体内靠近所述前缘并且向后延伸，其中所述内板蒙皮在与所述多个主梁中的对应的主梁的所述第一端部相对的第二端部处连接到所述多个主梁中的这些对应的主梁，其中所述外板蒙皮和所述内板蒙皮在其间限定气流通道，从而将所述多个穿孔设置成在所述内板蒙皮的下游与所述空气动力学主体的所述内部表面流体连通。
7.根据权利要求1所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁中的每个主梁基本上垂直于所述外板蒙皮的所述内表面的连接所述主梁的对应部分。
8.根据权利要求1所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁基本上平行于所述空气动力学主体的所述弦向方向。
9.根据权利要求8所述的空气动力学主体，所述空气动力学主体还包括多个层的对角支撑支柱，当所述多个主梁从所述空气动力学主体的所述前缘向下游延伸时，所述多个层的对角支撑支柱连接到所述多个主梁。
10.根据权利要求1所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁基本上垂直于所述弦向方向，并且所述多个主梁的第二端部连接到所述外板蒙皮的所述内表面。
11.一种产生层流的方法，所述层流从经过空气动力学主体的外部上方的气流产生，所述空气动力学主体限定相对于所述气流的弦向方向，所述产生层流的方法包括：
通过形成在所述空气动力学主体的外板蒙皮中的穿孔传送所述气流的一部分，所述外板蒙皮围绕所述空气动力学主体的内部表面延伸；
引导来自所述穿孔的所述气流的所述一部分通过微型格强化件结构，所述微型格强化件结构限定通过其的气流间隙并且基本上沿着所述弦向方向从所述空气动力学主体的前缘延伸；以及
通过所述微型格强化件结构的所述气流间隙将所述气流接收到所述空气动力学主体的所述内部表面中。
12.根据权利要求11所述的产生层流的方法，还包括通过将所述微型格强化件结构耦接到所述外板蒙皮的内表面来强化所述空气动力学主体。
13.根据权利要求12所述的产生层流的方法，其中，通过多个主梁和与所述多个主梁互连的多个对角支撑支柱形成所述微型格强化件结构，其中所述多个主梁具有连接到所述外板蒙皮的所述内表面的第一端部。
14.根据权利要求11所述的产生层流的方法，还包括通过所述微型格强化件结构将所述气流传送到充气室。
15.一种空气动力学主体，限定相对于所述空气动力学主体上的气流的弦向方向，包括：
外板蒙皮，具有内表面、外表面以及从所述内表面延伸到所述外表面的多个穿孔，所述外板蒙皮围绕所述空气动力学主体的内部表面延伸并且限定所述空气动力学主体的前缘；
微型格强化件结构，包括：
多个主梁，每个所述主梁至少具有连接到所述外板蒙皮的所述内表面的第一端部，以及
多个对角支撑支柱，每个所述对角支撑支柱在相邻的主梁之间对角地延伸并连接到所述相邻的主梁，其中所述微型格强化件结构沿着所述外板蒙皮的所述内表面在所述多个穿孔的下游延伸，并且所述多个主梁和所述多个对角支撑支柱在其间限定气流间隙，以将所述多个穿孔设置成在所述微型格强化件结构的下游与所述空气动力学主体的所述内部表面流体连通；以及
内板蒙皮，设置在所述空气动力学主体内靠近所述前缘并且向后延伸，其中所述内板蒙皮在与所述多个主梁中的对应的主梁的所述第一端部相对的第二端部处连接到所述多个主梁中的这些对应的主梁，其中所述外板蒙皮和所述内板蒙皮在其间限定气流通道，从而将所述多个穿孔设置成在所述内板蒙皮的下游与所述空气动力学主体的所述内部表面流体连通。
16.根据权利要求15所述的空气动力学主体，其中，所述内板蒙皮在所述多个穿孔的下游延伸。
17.根据权利要求16所述的空气动力学主体，其中，所述内板蒙皮延伸到所述微型格强化件结构的端部，并且所述内板蒙皮连接到所述多个主梁中的每个主梁的所述第二端部。
18.根据权利要求15所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁中的每个主梁基本上垂直于所述外板蒙皮的所述内表面的连接所述主梁的对应部分。
19.根据权利要求15所述的空气动力学主体，其中，所述多个主梁基本上平行于所述空气动力学主体的所述弦向方向。
20.根据权利要求15所述的空气动力学主体，所述空气动力学主体还包括充气室，所述充气室设置在所述空气动力学主体的所述内部表面中并与所述气流通道直接流体连通。
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