CN107963200B - 用于机翼前缘的清洁组件 - Google Patents

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Abstract

本发明设计一种用于机翼(15)的前缘(12)的清洁组件(10)，尤其用于飞机或航天器的机翼翼型，其包括清洁装置(20)和驱动装置(30)，清洁装置(20)具有至少一个清洁部件(22，24)，并用于向机翼(15)的平面区域施加机械压力，驱动装置(30)包括具有至少一个驱动元件(32)，其中，驱动装置(30)使清洁装置(20)沿待清洁表面移动。建议通过至少一个清洁部件(22，24)使清洁装置(20)黏着地保持在机翼(15)上，和/或至少一个清洁部件(22，24)具有粘性表面，且至少一个清洁部件(22，24)具有尺寸稳定性和柔性轮廓。

Description

用于机翼前缘的清洁组件
技术领域
本发明涉及一种用于机翼前缘的清洁组件，尤其用于飞机或航天器的机翼翼型，其包括设有至少一个清洁部件并用于向机翼翼型的平面区域施加机械压力的清洁装置，并且包括具有至少一个驱动元件的驱动装置，该驱动装置沿待清洁表面移动清洁装置。本发明还涉及一种操作该种清洁组件的方法。
背景技术
机翼已知具有各种形式和应用并被广泛使用。例如，可用于客机，如无人驾驶飞机的无人机，以及风力涡轮机叶片。在它们向前运动的方向中，机翼具有前部边缘，该前部边缘作为前缘，在机翼运动过程中周围流体抵靠该前缘流过。在穿过流体的运动过程中，各种污垢沉积在机翼前缘。这能影响翼型的空气阻力或在其上形成的流动，这是为什么反复清洁前缘是有利而且必要的，以保持能源和燃料消耗低或减少功率损失。
发明内容
虽然已知的清洁组件会彻底清洁机翼前缘，但这发生在不利的时候，因为，例如在商业飞机中，在起飞阶段，大部分污垢沉积在机翼翼型的前缘，并且污垢已经停留，防止清洁装置无意地且随机地从机翼分离，清洁装置可以设有单独的固定装置，例如沿着前缘延伸的条材。通过黏着保持力，可以避免从被清洁表面直接机械去除材料的不利方面，而且，清洁装置设计简单、轻便而且节能。
从属权利要求具有改进的有利特征。
在根据本发明的清洁组件的一个改进的实施例中，具有至少一个清洁部件的清洁装置在使用位置时能围绕机翼前缘的至少一些区域。这样，设置并保持在机翼上的清洁装置能沿待清洁的前缘移动并且由于机械压力的应用，可以进行清洁；由于前缘被所述装置围绕，它能在清洁部件沿前缘移动的一个或多个清洁过程中被清洁。同时，清洁部件的尺寸稳定性和柔性轮廓确保了即使在机翼翼型的横截面变化时，清洁部件能向前缘施加压力。通过根据本发明的清洁组件，清洁过程原则上能随时(即，即使在起飞阶段当相当大量的污垢沉积在机翼前缘时)被实施，尤其在飞机上。
为了将清洁装置保持并固定到相关机翼上(尤其是捕获地)，在清洁装置的一个有利改进中，所述装置可以具有单独的固定装置。
在根据本发明的清洁组件的一个设计中，其中，所述组件利用支配机翼的流体使自身移动，机翼的边缘由机翼的前缘形成，例如，飞机的，和/或清洁装置能沿机翼的前缘移动。
为能驱动清洁装置，尤其以可控的方式驱动，从而能沿一个或多个需要的方向移动，在清洁组件的另一个改进的实施例中，在机翼的任一侧的边缘设有至少一个驱动元件的驱动装置，所述驱动装置允许、控制和/或驱动具有至少一个清洁部件的清洁装置的运动。
在这一过程中，例如，连接两个相对的驱动元件的柔性驱动部件能被优选地设置到所述驱动元件之间。在这样的情况中，每侧都能设有多个驱动元件，其中，每个驱动元件优选地在机翼前缘的相对侧遇到另一对应驱动元件，它们各自能通过这种驱动部件连接到对应驱动元件。然而，不连接到相应驱动元件的单独的驱动元件也是可以想象的。例如，相关驱动元件可以形成为柔性辊，随着驱动装置向前移动时，该柔性辊绕它们各自的纵向轴旋转。
在根据本发明的清洁组件的改进的实施例中，机翼每侧的每个驱动元件被连接到支撑元件，这样为机翼每侧驱动的扭矩形成支撑。
优选的，在此，支撑部件可以由设置在机翼每侧的杆形成，从而大致平行于其纵向延伸部分而延伸，基本上横向于其运动方向，总体上形成与被分配给相关侧的驱动元件的连接。然而，支撑部件的其他设计也是可以想象的。
尤其优选地，在清洁组件的一个实施例中，清洁装置的驱动元件可以由驱动电机形成，尤其由无刷电机形成，该无刷电机易于生产和安装，原则上，其能使用与直流电机相同的驱动方式进行操作，确保具有负载时的简单启动和简单的速度控制。
满意的清洁结果可以利用清洁组件的一个实施例可靠地获得，其中，至少一个清洁部件由在两个沿机翼边缘间隔布置的驱动部件之间延伸的条材形成。同时，讨论到的条材为待清洁表面的部分形成平面覆盖，并在由驱动电机驱动的清洁装置的驱动下沿着或经过表面被拉动。
在清洁组件的优选的改进中，清洁部件可以由条材形成，该条材形成在其端部相连、传输带方式的连续带。在该实施例中，除了由清洁装置由于被驱动而执行的平移运动之外，清洁部件绕两个偏转辊移动，连续带通过该两个偏转辊运行。例如，每个所述偏转辊可以由各自连接两个相对驱动元件的两个驱动辊形成。
在清洁组件的另一个改进的实施例中，清洁装置设有多个特别规律设置的清洁部件。这种情况下，清洁部件的运动可以与清洁部件的驱动运动结合，并且能执行与之前不同的额外的运动。然而，这也是可以想象的，即一个、一些或所有的独立清洁部件绕设置为大致横向于清洁装置的运动方向的旋转轴执行额外的旋转运动。
清洁装置包括多个清洁部件，良好的清洁行为在一个实施例中能被获得，其中，多个清洁部件的每个与相邻部件以链的形式形成或可以形成一排，该排在相对的支撑部件之间延伸，和/或清洁装置具有多排清洁部件。这种情况下，例如，不同但大致相邻的排的清洁部件能彼此偏移，从而，在任意情况下，清洁部件中的一个向在前缘区域将被完全清洁的机翼表面施加压力，或在具有足够数量的排时，多个清洁部件施加压力。
也为了保护根据本发明的清洁组件的清洁装置免受流动流体或其中所携带的物质的机械压力，清洁装置可以具有罩装置，该罩装置具有柔性形状并且随着清洁装置适于机翼翼型的形状调整而调整。例如，前面提到的作为清洁部件的连续带的平面罩，与其像辊一样的驱动部件一起，可以作为罩装置被这样布置：罩装置总是在与连续带远离机翼前缘的间距大致相同的距离处，从而不会不利地影响所述带的运动。
在根据本发明的清洁组件的另一个实施例中，清洁装置可包括优选地被设置到罩装置上的可移动的稳定表面。该稳定表面可以是鳍的形式，并且，例如，绕其如线性枢轴点枢转。当正确地竖立在清洁装置上时，所述表面有助于机翼上的所述装置的向外向后或向里向前的前进运动。
为允许机翼上的清洁装置的位置被随时确定，例如为了精准控制，在清洁组件的另一改进中，清洁装置可以设有允许确定所涉及的清洁装置的位置的至少一个传感器。例如，该传感器可以是磁传感器或光学传感器。原则上，具有相同精度的其它传感器，例如，GPS传感器，也是可以想象的。
优选地，在清洁装置的至少一个清洁部件的区域内，可以提供一个这样的装置：在该装置上或者通过该装置，清洁部件可以移除沉积的污垢，例如通过将其从它的结构上擦掉。例如，该装置可以由可动的突起形成，例如该突起是可枢转的。然而，该装置也可以具有不同的设计。
前述目的也可以通过操作清洁组件的方法获得，包括至少以下步骤：
提供具有至少一个黏性清洁部件的被驱动的清洁装置；
将清洁装置安装到机翼上并与待清洁表面建立黏性接触；以及
通过沿机翼的前缘移动清洁装置执行至少一个清洁过程。
此时，参考上述实施例。
实际上，上述实施例和改进可以以任意方式组合。本发明的其它可能的实施例、改进或执行也包括上下文描述的与未明确指出的实施例相关的本发明的特征的任意组合。尤其，本领域技术人员也可增加个别方面作为本发明的基本形式的改进或补充。
附图说明
接下来，本发明将基于附图的实施例作更详细的描述，其中，部分地示意性视图：
图1是根据本发明的清洁组件的第一实施例的截面侧视图，该清洁组件包括安装在前缘并且具有作为清洁部件的连续带和可选稳定表面的清洁装置；
图2是图1中的清洁装置的改进示图的仰视平面图，该清洁装置包括清洁部件、支撑部件、驱动元件和驱动部件；
图3是图1和图2的清洁装置的截面侧视图，该清洁装置具有可选稳定表面；
图4是根据本发明的清洁组件的另一实施例的截面侧视图，该清洁组件包括设置在前缘并且设有多个清洁部件的清洁装置；以及
图5是图4中的清洁装置的改进示图的平面图，其中，一个接一个以链的形式排成列的清洁部件更容易看到并且该装置包括支撑部件和驱动元件。
在所有附图中，除非另作说明，像元件、装置和具有相同功能的那些具有相同的附图标记。
附图标记列表
10-清洁组件；12-前缘；13-表面；15-机翼；20-清洁装置；22-清洁部件；23-连续带；23a-跨越部；24-清洁部件；26-清洁部件的链；30-驱动装置；32-驱动元件；34-驱动部件；40-支撑部件；42-杆；44-罩装置；46-稳定表面。
具体实施方式
图1至5示出了用于机翼15的前缘12的清洁组件，总体用10标示，尤其用于飞机或航天器的机翼翼型，包括设有至少一个清洁部件22、24并用于向机翼15的平面区域施加机械压力的清洁装置20。还可以看到清洁装置20具有驱动装置30，而在清洁装置20的使用位置，该驱动装置30具有两个驱动元件32。驱动装置30使清洁装置20沿待清洁表面移动，更确切地是沿所述机翼15的前缘12移动。
还可以看到在每个情况下，清洁装置20通过其清洁部件22或清洁部件24保持在机翼15上，即清洁装置20通过其清洁部件22、24围绕机翼15的前缘12的至少一些区域，清洁部件22、24具有尺寸稳定性和柔性轮廓，并因这些性能而能围绕机翼15的前缘。
现参照图1至3，图1示出了根据本发明的清洁组件10，该清洁组件包括安装在机翼15的前缘10或前部边缘上的清洁装置20。清洁装置20设有形成为传送带形式的连续带23的独立清洁部件22，面向机翼的该连续带的跨越部23a与机翼15的表面13黏着接触。连续带23由无纺布材料制成以实现与表面13的黏着接触。
位于机翼15的前缘12的不同侧的清洁装置20的端部区域中，可以看到驱动装置的驱动元件32，其沿平行于图示方向的方向驱动清洁装置20，即，进出页面或图示平面的方向。驱动装置30的驱动元件32通过驱动元件34互相连接，驱动元件34在图1的使用位置处接合在机翼15的前缘12周围。还示出了支撑部件40，其包括杆42、在驱动元件32上远离每个驱动部件34、沿图示方向延伸并且支撑驱动装置30所施加的扭矩。
参照示出了清洁装置20的改进示图的图2，以及示出了清洁装置20的平面侧视图的图3，在图1所示的使用位置处，清洁装置20通过清洁部件22基本上贴近环绕机翼15的前缘12变得清晰。驱动元件32驱动类似辊的驱动部件34在清洁部件22的连续带23的内侧滚动，由此引起所述带沿前缘12的表面13移动。由于类似无纺布的清洁部件与前缘的表面13间的黏着或粘性接触，污垢从表面13被移除。
如图1和图3，类似鳍的稳定表面46可在清洁装置远离表面13的一侧被容易地看到，该稳定表面46辅助清洁装置20及其清洁部件22沿机翼15的前部边缘12的前进运动；所述附图中的虚线用于表示类似鳍的稳定表面的优选设置。
在图3中更清楚的看到，稳定表面实际上被安装在罩装置44上以远离机翼15的前缘12，该罩装置44被设置在清洁装置20上。罩装置44反过来保护清洁装置与清洁部件22一起免于遭受污垢，并且为了清晰而在图1中的图示中被省略。
如图4和图5所示的清洁组件10，原则上，与图1至3所示的类似，图4再次首先示出了清洁装置20通过黏着接触布置在在机翼15上，同时，图5示出了具有清洁部件24的清洁装置20的改进示图。与图1至3的清洁组件中的清洁部件相比，清洁部件24的构成是两个实施例的主要区别。在本实施例中，清洁部件24现仍由具有粘性表面的独立辊27形成，因此，黏着接触原则上是相同的。然而，不设置绕类似辊状的驱动部件34旋转的连续带23，取而代之的是辊27绕它们自身的对称轴旋转，仍由驱动元件32驱动。多个这样的辊27相互连在一起成排从而形成链26，反过来多个链被安装在支撑部件40之间以便这样延伸：属于不同的链26的两个相邻的清洁部件24被安装以便相对于前进方向相互横向地偏移。因此，从读者看来，它们的运动平行于图5的图示平面而发生，并且获得与图1至3中的清洁组件相似的清洁效果。
因此，上述提及的发明涉及用于机翼15的前缘12的清洁组件10，尤其用于飞机或航天器的机翼翼型，清洁组件10包括清洁装置20，清洁装置20具有至少一个清洁部件22、24，并用于向机翼15的平面区域施加机械压力，并且清洁组件10包括具有至少一个驱动元件32的驱动装置30，该驱动装置30使清洁装置20沿待清洁表面移动。
为了获得彻底清洁机翼15的前缘12，同时设计简单、重量轻且低能耗的的清洁组件10，清洁装置20通过至少一个清洁部件22、24被黏着地保持在机翼15上，和/或所述至少一个清洁部件22、24具有粘性表面，且所述至少一个清洁部件22、24具有尺寸稳定性和柔性轮廓。
虽然上文中本发明已根据优选的实施例进行描述，但并不局限于此，而是能够通过多种方式修改。尤其地，该发明可通过不脱离本发明的核心概念的多种方式改变或修改。

Claims (18)

1.一种用于机翼(15)的前缘(12)的清洁组件(10)，其包括清洁装置(20)和驱动装置(30)，清洁装置(20)具有至少一个清洁部件并用于向机翼(15)的平面区域施加机械压力，所述驱动装置(30)具有至少一个驱动元件(32)，该驱动装置(30)使所述清洁装置(20)沿待清洁表面移动，其中所述清洁装置(20)通过所述至少一个清洁部件被黏着地保持在所述机翼(15)的前缘(12)上，和/或其中所述至少一个清洁部件具有粘性表面，并且其中所述至少一个清洁部件具有尺寸稳定性和柔性轮廓，并且其中所述至少一个清洁部件由条材(23)形成，该条材(23)沿所述机翼(15)的前缘(12)在相互间隔设置的两个驱动部件(34)之间延伸。
2.根据权利要求1所述的清洁组件，其中，当在使用位置时，所述清洁装置(20)通过所述至少一个清洁部件围绕所述机翼(15)的前缘(12)的至少一些区域。
3.根据权利要求1或2所述的清洁组件，其中，所述清洁装置(20)具有单独的固定装置。
4.根据权利要求1或2所述的清洁组件，其中，在所述机翼(15)的前缘(12)的任一侧，所述驱动装置(30)具有至少一个驱动元件(32)。
5.根据权利要求4所述的清洁组件，其中，连接两个相对的驱动元件(32)的柔性驱动部件(34)被安装在所述驱动元件(32)之间。
6.根据权利要求4所述的清洁组件，其中，在所述机翼(15)的两侧，驱动元件(32)各自被连接至支撑部件(40)。
7.根据权利要求6所述的清洁组件，其中，所述支撑部件(40)由杆(42)形成。
8.根据权利要求4所述的清洁组件，其中，所述驱动元件(32)由驱动电机形成。
9.根据权利要求8所述的清洁组件，其中，所述驱动电机是无刷电机。
10.根据权利要求1或2所述的清洁组件，其中，该条材(23)以传送带形式形成在端部相连的连续带。
11.根据权利要求1或2所述的清洁组件，其中，清洁装置(20)具有多个清洁部件。
12.根据权利要求11所述的清洁组件，其中，所述多个清洁部件有规律地设置。
13.根据权利要求11所述的清洁组件，其中，所述多个清洁部件各自与相邻清洁部件以链(26)的形式形成一排，该排在相对的支撑部件(40)之间延伸，和/或所述清洁装置(20)有多排清洁部件。
14.根据权利要求1或2所述的清洁组件，其中，所述清洁装置(20)具有罩装置(44)，该罩装置(44)具有柔性形状并且随着所述清洁装置(20)适应于所述机翼(15)的形状调整而调整。
15.根据权利要求14所述的清洁组件，其中，所述清洁装置(20)具有稳定面(46)。
16.根据权利要求15所述的清洁组件，其中，所述稳定面(46)设置在所述罩装置(44)上。
17.根据权利要求1或2所述的清洁组件，其中，所述清洁装置(20)具有至少一个传感器，该传感器允许在所述机翼(15)上的清洁装置(20)的位置被确定。
18.一种用于操作根据前述任一项权利要求所述的清洁组件(10)的方法，其包括至少以下的步骤：
a.提供具有至少一个黏性的清洁部件的被驱动的清洁装置(20)；
b.将所述清洁装置(20)设置所述机翼(15)上并与待清洁表面(13)建立黏着接触；
c.通过沿所述机翼(15)的前缘(12)移动所述清洁装置(20)来执行至少一个清洁过程。
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