CN109398678A - 整流罩组件及其方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种整流罩组件及其方法，该整流罩组件用于飞行器，该飞行器具有形成飞行器的机体的箱以及耦接至箱的机翼。整流罩组件包括被构造成与箱的箱蒙皮耦接的底层结构、耦接至底层结构的热防护系统、以及耦接至底层结构的密封组件，该密封组件被构造成与机翼的至少一部分重叠。

Description

整流罩组件及其方法
技术领域
本公开的各方面总体上涉及一种用于飞行器的整流罩组件，并且更具体地涉及一种用于飞行器的整流罩组件和方法。
背景技术
有翼运载火箭和高超音速飞行器具有通过实现可重用性来显著降低重复发射成本的可能。一种可能的有翼运载火箭概念涉及将机翼和机体分成单独的子组件，其中加压箱构成机体的主要结构的一部分。在这种构造中，在运行期间引起的机翼和机体中的热和弹性应变导致大的相对偏差，例如相对生长。这种相对生长使机翼与机体界面处的整流罩的设计复杂化，整流罩被设计为产生空气动力学上平滑的飞行器外模线。用于这些类型的应用的整流罩通常被设计成通过使用高温密封件来防止气流进入飞行器的内腔。另外，整流罩的外表面通常设计成能够承受高达约1700华氏度(约926摄氏度)的温度，并且通常具有平滑的表面(例如很少或没有台阶或间隙)以减少空气动力学和/或气动加热的问题。
与上述有翼运载火箭和高超音速飞行器相比，用于传统运载火箭设计(诸如美国国家航空航天局的航天飞机)的整流罩在差异生长管理方面不具有相同的技术挑战。传统运载火箭设计上的整流罩典型地用紧固件附接在两个相邻结构之间，这两个相邻结构没有被设计成相对于彼此移动。另外，传统运载火箭设计上的整流罩附件通常被限于干结构。
如果需要密封件，整流罩通常包括安装时被压缩的高温周界边缘密封件。这些高温周界边缘密封件通常由高温织物、棉絮和金属弹簧管或箔片的组合制成。然而，这些密封概念通常没有被设计为在具有大量相对运动的表面之间起作用。
另外，运载火箭通常需要一些类型的热防护系统来将下方结构的温度降低到可接受的范围。对于整流罩，例如传统运载火箭上的那些整流罩，热防护系统通常包括结合到整流罩的外表面和相邻结构从而产生平滑的外模线的陶瓷毯。
发明内容
以下为根据本公开的主题的可要求保护或可不要求保护的示例的非穷尽性列表。
根据本公开的主题的一个示例涉及一种用于飞行器的整流罩组件，该飞行器具有形成飞行器的机体的箱以及耦接至箱的机翼。整流罩组件包括被构造成与箱的箱蒙皮耦接的底层结构(substructure)、耦接至底层结构的热防护系统、以及耦接至底层结构的密封组件。密封组件被构造成与机翼的边缘的至少一部分重叠。
根据本公开的主题的另一示例涉及一种飞行器。飞行器包括形成飞行器的机体的至少一部分的箱、耦接至箱的机翼、以及与机翼的边缘相邻地耦接至箱的整流罩组件。箱具有箱蒙皮，并且机翼具有至少部分由机翼蒙皮限定的边缘。整流罩组件包括被构造成与箱蒙皮耦接的底层结构、耦接至底层结构的热防护系统、以及耦接至底层结构的密封组件。密封组件被构造成与机翼的边缘的至少一部分重叠。
根据本公开的主题的又一个示例涉及一种用于将整流罩组件耦接至飞行器的方法，该飞行器具有形成飞行器的机体的箱以及耦接至箱的机翼。该方法包括：将整流罩组件的底层结构耦接至箱使得由整流罩组件产生的箱反作用载荷为环向反作用载荷；将热防护系统耦接至底层结构；以及将密封组件耦接至底层结构使得密封组件与机翼的边缘的至少一部分重叠。
附图说明
因此已经以一般术语描述了本公开的示例，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中，在几个视图中同样的附图标记表示相同或相似的部件，并且其中：
图1为根据本公开的各方面的飞行器的顶部透视图；
图2为图1的飞行器的底部透视图；
图3为根据本公开的各方面的与图1和图2的飞行器一起使用的整流罩的底部透视图；
图4为图3的整流罩的底部透视图；
图5为图3和图4的整流罩的顶部透视图；
图6为根据本公开的各方面的图1和图2的飞行器的整流罩底层结构的一部分的底部透视图；
图7为根据本公开的各方面的图1和图2的飞行器的整流罩底层结构的一部分的底部透视图；
图8A为根据本公开的各方面的图1和图2的飞行器的整流罩底层结构的一部分的底部透视图；
图8B为根据本公开的各方面的图1和图2的飞行器的整流罩底层结构的一部分的侧面透视图；
图9为根据本公开的各方面的图1和图2的飞行器的整流罩底层结构的一部分的横截面透视图；
图10为根据本公开的各方面的图1和图2的飞行器的整流器到机翼密封底层结构的横截面透视图；
图11为根据本公开的各方面的图1和图2的飞行器的整流器到机体密封底层结构的横截面透视图；
图12A-图12F为根据本公开的各方面的用于图1和图2的飞行器的整流罩的整流罩安装方法的示意图，其中图12A为根据本公开的各方面的整流罩底层结构的一部分的底部透视图，图12B为根据本公开的各方面的整流罩底层结构的一部分的顶部透视图，图12C为根据本公开的各方面的整流罩底层结构的一部分的底部透视图，图12D为根据本公开的各方面的整流罩的顶部透视图，图12E为根据本公开的各方面的整流罩的一部分的底部透视图，并且图12F为根据本公开的各方面的整流罩的底部透视图；以及
图13为根据本公开的各方面的方法的示意图。
具体实施方式
参考图1、图2和图3，本文关于飞行器100描述了本公开的各方面，飞行器100可以为可重复使用的有翼运载火箭和/或高超音速飞行器，然而，本公开的各方面可应用于涉及存在相对生长的界面的任何应用(例如航空航天、海事、汽车、工业等)。这里，飞行器100通常包括形成飞行器100的机体110的至少一部分的箱202以及耦接至箱202的机翼112。箱202具有箱蒙皮378并且为加压流体(例如燃料或其他加压流体)箱或压力容器。机翼112具有至少部分地由机翼蒙皮308限定的边缘118。
飞行器100进一步包括与机翼112的边缘118相邻地耦接至箱202的整流罩组件114A。整流罩组件114A密封机翼112与机体110界面，同时用于机体110和机翼112之间的相对生长。整流罩组件114A可用于约±0.5英寸(约±1.3厘米)的整流结构(例如，箱202的壁和机翼112)之间的相对运动；而在其他方面，相对运动可大于或小于约±0.5英寸(约±1.3厘米)。通过使用例如高温密封件，整流罩组件114A可以防止气流进入飞行器100的内腔。整流罩组件114A可沿整流罩组件114A的整流罩114的周界提供一致的流动密封，保持飞行器100的平滑的外模线以基本上避免和/或减少空气动力学/气动热影响，并对飞行器100提供高达1700华氏度(约926摄氏度)或更高的热保护。本公开的各方面还向整流罩组件114A提供用于将整流罩114耦接至压力容器壁(例如，诸如箱202的壁)的耦接特征，其中耦接特征可以促成使飞行器100的装配操作的至少一部分流线化的安装方案。
整流罩组件114A包括底层结构164、热防护系统190和密封组件192。整流罩组件114A包括整流罩114，整流罩114与机翼112的边缘118相邻地耦接至箱202。虽然整流罩114在图1-图3中被示为耦接至机体110的下侧120，但是在其他方面，整流罩114和整流罩组件114A可以位于飞行器100的任何合适的位置以使两个结构彼此持平。如上所述，整流罩组件114A可用于机翼112与箱202之间的相对生长(例如，由于热和/或压力效应)，因为整流罩114固定地耦接至箱202并且包括在机翼112的边缘118上方延伸(例如，与之重叠)的密封组件192，例如搭接密封件。
整流罩组件114A定位于机翼112的前端112F处(例如，边缘118为前缘)，因为在机翼112的后端112R处(例如在后翼梁处)，由于例如机翼112和机体110之间的耦接，所以通常存在零相对生长。根据本公开的各方面，机翼112通常在向前方向122上(例如，沿着图1-3中所示的X轴/方向)生长，其中该生长是由在操作的各个阶段期间存在于机翼112和机体110中的不同热膨胀和压力载荷而引起的。根据本公开的各方面，机翼112生长到在整流罩组件114A与机翼112的前框架262(参见图8B和图9)之间限定的空间中。在此，整流罩组件114A的密封组件192通过覆盖机翼112的边缘118而保持飞行器100的平滑外模线。根据本公开的各方面，当机翼112例如由于热效应而再次生长和收缩时，整流罩组件114A相对于箱202保持静止。
现在参考图4和图5，示出了整流罩组件114A的底部透视图和顶部透视图，应注意，图4示出为透明的整流罩114，而图5为从整流罩114内侧看到的透视图。如上所述，整流罩组件114A包括底层结构164、热防护系统190和密封组件192。如将在本文中更详细描述的，在一个方面，整流罩组件114A包括整流罩114，该整流罩114具有耦接至底层结构164的整流罩蒙皮160。整流罩114可以由任何合适的材料(例如任何合适的复合材料)构成，并且包括结合到整流罩蒙皮160的外表面的热防护毯162。本文所述的热防护毯162可为可定制的高级毯绝缘材料(例如，包括具有毡绝缘材料或任何其他合适的硅石纤维基绝缘材料的陶瓷纤维的“TABI”)、保形可再用绝缘材料(例如包括陶瓷基质复合材料的“CRI”)、金属热防护系统或任何其他合适的热防护材料/系统。热防护毯162形成整流罩组件114A的热防护系统190的至少一部分。整流罩蒙皮160可以具有任何合适的形状和大小，使得在整流结构(其在本文提供的示例中为机体110的箱202和机翼112)之间形成平滑的外模线。
底层结构164可由任何合适的材料构成以为整流罩114提供刚度并且能够从飞行器100的外模线安装单面紧固件(如本文所述)，这可通过仅从整流罩114的一侧拧紧紧固件来简化整流罩114的安装，该紧固件用于通过底层结构164将整流罩114耦接至箱202。如本文所述，底层结构164包括一系列框架166(例如，后框架166A和前框架166B)和纵梁168，并且被构造成以任何合适的方式与箱202的箱蒙皮378(例如参见图6和图11)耦接，使得来自整流罩组件114A的载荷作为环向反作用载荷(即，反作用载荷基本上仅与箱202的表面相切)对箱蒙皮378起反应。
整流罩114的前缘170和侧边缘172包括结合到机体110(为了清楚起见，机体110未在图5中示出)的机加工的瓷砖174。这里，机加工的瓷砖174形成热防护系统190的一部分并且(例如通过上述结合)耦接至箱202的箱蒙皮378。机加工的瓷砖174在机体外模线180和机翼外模线182(其中机体外模线180和机翼外模线182形成飞行器外模线的一部分)之间提供渐进式阁楼过渡，并且可以基本上防止将由于与机体110连接的有限厚度的整流罩所导致的引起拖曳的前向台阶的存在。瓷砖174还为下方结构(例如，诸如箱202和至少底层结构164)提供热保护。瓷砖174还为前向和侧向密封件(例如整流罩组件114A的密封件362、364(参见图11和图12D))提供用于其抵靠的耐磨摩擦表面。
整流罩组件114A的密封组件192耦接至底层结构164。如将在本文描述的，密封组件192被构造成与机翼112的边缘118的至少一部分重叠。在此，密封组件192在热防护系统190(例如整流罩114)与机翼112之间形成动态密封，以便用于机翼112与热防护系统190(例如整流罩114)之间的相对运动。此外，密封组件192在热防护系统190和机翼112之间形成动态密封，以便用于机翼112与箱202之间的相对运动(参见例如图10)。
参考图4、图6、图7、图8和图9，底层结构164通过安装系统200耦接至箱蒙皮378。如上所述，安装系统200被构造成将底层结构164耦接到箱202，使得由整流罩组件114A产生的箱202的反作用载荷为环向或正切228的反作用载荷(即，反作用载荷基本上仅与箱202的表面相切)。安装系统200包括至少一个支柱208，该支柱208被构造成将底层结构164耦接至箱蒙皮378。在一个方面，至少一个支柱208具有可调节的纵向长度L，而在其他方面，该至少一个支柱具有固定的纵向长度L。至少一个支柱208被构造成仅对底层结构164和箱蒙皮378之间的Z轴载荷和Y轴载荷起作用。
如上所述，并且根据本公开的各方面，整流组件114A所附接的机体110的部分包括箱202，并且箱202为具有箱蒙皮378的压力容器(例如加压燃料箱)。安装系统200包括附接支架204(也参见图12A)，附接支架204以任何合适的方式结合到形成箱202的外模线的箱蒙皮378，以防止产生泄漏路径和/或可通过穿过箱蒙皮378形成孔而引起的应力集中。附接支架204在相应的支柱208和箱202之间提供耦接以用于将底层结构164耦接至箱202。
在一个方面，安装系统200还可以包括与至少一个支柱208中的每个支柱相对应的隔离器构件206，其中至少一个支柱208通过隔离器构件206结合到箱蒙皮378。例如，隔离器构件206设置在至少一个支柱208和箱蒙皮378之间。具体地，隔离器构件206设置在附接支架204和箱202之间以减小由箱202中的热和压力引起的应变所产生的应力。隔离器构件206被构造成使得箱202与底层结构164无关地变形。在其他方面，可不包括隔离器构件206。
整流罩底层结构164在前端230(图5中示出)用两个支柱208耦接至箱202，支柱208与相应的附接支架204连接。支柱208在一端处枢转地耦接至相应的附接支架204并且在另一相对端上枢转地耦接至相应的纵梁168。支柱208可具有可调节的纵向长度L以提供可调节性从而在安装期间管理公差。另外，支柱208与附接支架204和纵梁168中的每者之间的枢转耦接可以为支柱208提供相对于至少箱202旋转以允许箱202在压力下膨胀的能力。
根据本公开的各方面，仍然参考图4、图6、图7、图8和图9，安装系统200包括耦接支架220，该耦接支架220被构造成将底层结构164耦接至箱蒙皮378。耦接支架220被构造成仅对底层结构164和箱蒙皮378之间的X轴载荷和Y轴载荷起作用。耦接支架220以任何合适的方式结合到箱蒙皮378。在一个方面，安装系统200包括设置在耦接支架220和箱蒙皮378之间的隔离器构件222，其中耦接支架220通过隔离器构件206结合到箱蒙皮378。例如，隔离器构件222设置在耦接支架220和箱202的箱蒙皮378之间，以减小由箱202中的热和压力引起的应变所产生的应力。隔离器构件222被构造成使得箱202与底层结构164无关地变形。在其他方面，可不包括隔离器构件222。
耦接支架220包括支架框架220F以及从框架220F朝向底层结构164延伸的耦接构件224，使得耦接构件224可滑动地接合底层结构164中的对应孔口226。在一个方面，耦接构件224为销，但是在其他方面，耦接构件224可以具有任何合适的构造。在一个方面，耦接构件224与底层结构164前框架166B连接(例如，孔口226设置在前框架166B中)，但是在其他方面，耦接构件224可以与底层结构164的任何合适部分连接。耦接构件224和对应的孔口226被构造成使得耦接构件224在Z方向上可滑动地接合对应的孔口226，以便仅对底层结构164和箱蒙皮378之间的X轴载荷和Y轴载荷起作用。在一个方面，耦接构件224被拧入耦接支架220中，但是在其他方面，耦接构件224可以任何合适的方式耦接至支架。在一个方面，孔口226包括与耦接构件224连接的任何合适的衬套。支柱208和耦接构件224(连同它们各自的支架204、220)约束整流罩组件114A的至少一部分相对于机体110的位置。
参考图4和图7，孔口226可以形成在前框架166B中或者以其他方式由前框架166B限定，并且支柱208可以耦接至相应的纵梁168，以便与前框架166B基本上成一直线(例如，使得支柱208和孔口226沿共同的直线存在)。在其他方面，支柱208和孔口226可相对于彼此具有任何合适的空间布置以按照本文所述的方式对载荷起作用。孔口226也可以设置在纵梁168之间，使得耦接支架220结合到箱202并且在两个支柱208之间居中。在其他方面，耦接支架220可不在两个支柱208之间居中。在一个方面，支柱208和耦接支架220在箱202上对齐，使得箱反作用载荷相对于箱202表面是环向或相切228的(图6)，这可使箱蒙皮378中的冲压载荷最小化并且可使将产生的任何局部应力最小化。
参考图8A、图8B和图9，底层结构164包括一个或多个销260，该一个或多个销260从例如后框架166A朝向机翼112延伸。一个或多个销260被构造成可滑动地接合机翼112的机翼前框架262，使得机翼112相对于底层结构164沿一个或多个销260的纵向轴线LAX移动(其在例如图1和图9中示出的示例性坐标系中与X轴重合)。在一个方面，一个或多个销260各自利用任何合适的紧固件266耦接至底层结构164的凸起面264。例如，紧固件266可为螺母，并且一个或多个销260可包括用于接合螺母以将相应的销260耦接至后框架166A的螺纹。在其他方面，一个或多个销260可以任何合适的方式耦接至底层结构164。
根据本公开的各方面，一个或多个销260的纵向轴线LAX基本上与箱202的纵向轴线LAXT(图1)对齐。一个或多个销260仅对底层结构164和机翼前框架262之间的Z轴和Y轴载荷起作用。在底层结构164的后端232处，一个或多个销260在机翼112的前端112F处在底层结构164与机翼前框架262之间形成界面。该布置可抑制或以其他方式约束底层结构164与机翼前框架262之间在Z-Y平面内的相对运动，同时提供机翼112相对于箱202在X方向上的相对生长。机翼前框架262包括一个或多个球形轴承268。在一个方面，每个球形轴承268以任何合适的方式耦接至机翼前框架262的凸起面270(或其他合适的部分)。每个球形轴承268被构造成可滑动地接合一个或多个销260的相应销260。一个或多个销260在球形轴承268内沿X轴自由移动，以用于引导机翼112的生长方向并且使机翼112与整流罩组件114A对齐。
现在参考图10，示出了整流罩114与机翼112之间的密封组件192。密封组件192耦接至热防护系统190。根据本公开的各方面，密封组件192可通过基本上防止流体流过由整流罩组件114A覆盖的整流罩与机翼界面的至少一部分来避免空气动力学阻力损失和热气体侵入。另外，密封组件192可以在整流罩组件114A与机翼112之间提供平滑的界面，以避免外表面上的可能引起空气动力学和/或空气热损失的台阶和间隙。密封组件192还适应机翼112和机体110(以及耦接至机体110的整流罩组件114A)之间的相对生长/运动。根据本公开的各方面，密封组件192具有相对于机翼112在X方向上平移同时保持与机翼112接触以形成并保持密封布置的能力。
密封组件192设置在整流罩组件114A的后端232(图5)处并且包括搭接密封件302，搭接密封件302以任何合适的方式耦接至底层结构164。例如，搭接密封件302耦接至后框架166A。搭接密封件302包括基底部分302B和延伸部分302E，其中基底部分302B耦接至底层结构164。搭接密封件302可以由任何合适的材料(例如金属超耐热合金(例如，或其他合适的镍基或镍铬基超合金材料))构成。密封组件192进一步包括设置在搭接密封件302的基底部分302B与底层结构164之间的隔离器构件303。更具体地，隔离器构件303设置在搭接密封件302的基底部分302B与耦接至底层结构164的热防护系统190之间。在特定示例中，隔离器构件303为绝热体304。
如图10所示，在一个方面，绝热体304(例如由陶瓷或其他合适材料构成)设置在搭接密封件302的基底部分302B与后框架166A(以及整流罩蒙皮160和热防护毯162)之间以使底层结构164、整流罩蒙皮160和热防护毯162与由搭接密封件302吸收的热量热隔离。在其他方面，可以不提供绝热体304。
整流罩组件114A包括具有整流罩蒙皮160的整流罩114，整流罩蒙皮160耦接至底层结构164并且覆盖有热防护系统190的热防护毯162。搭接密封件302(和绝热体304)相对于热防护毯162定位成与热防护毯162的保护表面162S齐平(例如，其间基本上没有台阶)。搭接密封件302还定位成使得延伸部分302E与机翼112的边缘118的一部分重叠。搭接密封件302(例如搭接密封件302的延伸部分302E)与结合到机翼蒙皮308的热防护毯306连接并重叠，其中热防护毯306形成机翼热防护系统(类似于热防护系统190)以为机翼112的底层结构310提供热保护。在一个方面，机翼112的热防护毯306包括凹部320，搭接密封件302的延伸部分302E设置在凹部320中。凹部320具有的深度D基本上等于延伸部分302E的厚度T，因此通过凹部320在延伸部分302E和热防护毯306之间形成的任何台阶可为最小的，并且不会影响飞行器100的空气动力学和/或气动热性能。
阻挡构件312设置在搭接密封件302(例如，诸如搭接密封件302的延伸部分302E)与机翼蒙皮308之间。在一个方面，阻挡构件312可为安装到机翼蒙皮308的外表面314以便抵靠(例如，接触)搭接密封件302的内表面316的热屏障/流动阻挡球状密封件。在其他方面，阻挡构件312可为被构造成提供热密封布置并且阻止流体从机翼蒙皮308和搭接密封件302之间流过的合适密封件。作为示例，在一个方面，阻挡构件312包括用氧化铝棉絮填满或填充并被包裹在或其他合适的陶瓷氧化物织物套筒中的弹簧管；然而，在其他方面，阻挡构件312可具有任何合适的构造。
密封组件192还包括保持构件318，保持构件318以任何合适的方式耦接至机翼蒙皮308。保持构件318被构造成保持阻挡构件312在运行期间相对于至少搭接密封件302的位置。保持构件318还可被构造成在安装阻挡构件312期间调节阻挡构件312的位置，使得阻挡构件312相对于搭接密封件302保持在预定位置。在一个示例中，阻挡构件312的至少一部分在保持构件318和机翼蒙皮308之间延伸，使得保持构件318相对于至少搭接密封件302定位阻挡构件312。在其他方面，阻挡构件312可由保持构件318以任何合适的方式(例如化学胶合)保持。作为示例，当机翼112相对于机体110平移(例如，膨胀和缩回)时，搭接密封件302保持机翼安装的热防护毯306(例如毯306的凹部320)的重叠，同时阻挡构件312在搭接密封件302与机翼蒙皮308之间被压缩，以便保持与搭接密封件302和机翼蒙皮308二者的接触。这种构造可提供动态密封解决方案，该解决方案在承受高达约1700华氏度(约926摄氏度)或更高的温度(例如，热防护的上限可仅受在整流罩组件114A中使用的材料的热特性限制)的同时保持平滑的外模线(OML)。
现在参考图11，示出了整流罩组件114A的另一个密封布置1100，其中密封布置1100可被认为是整流罩组件114A的密封组件192的一部分。该密封布置1100设置在整流罩组件114A的前端230(如图5所示)处并将整流罩114密封于机体110，以提供如本文所述的平滑外模线。根据本公开的各方面，整流罩114与机体110之间的密封布置1100包括阻挡构件362。阻挡构件362包括用氧化铝棉絮填满或填充并被包裹在或其他合适的陶瓷氧化物织物套筒中的弹簧管；然而，在其他方面，阻挡构件362可具有任何合适的构造。阻挡构件362以任何合适的方式(例如化学胶合和/或用机械紧固件)耦接至整流罩114的内表面366。
密封布置1100还包括压力密封件364，诸如硅树脂压力球状密封件或其他合适的球状密封件，其以任何合适的方式(例如化学胶合和/或机械紧固件)耦接至整流罩114的内表面366。压力密封件364被构造成在整流罩114和机加工的瓷砖174之间的界面处提供压力密封。如上所述，阻挡构件362和压力密封件364安装于整流罩内表面366以抵靠(例如接触)机加工的瓷砖174。任何合适的热防护间隙填料370可设置在机加工的瓷砖174与整流罩蒙皮160以及连接至整流罩蒙皮160的热防护毯162中的每者之间。
整流罩热防护毯162、间隙填料370、机加工的瓷砖174、以及耦接至机体110的热防护系统毯374形成飞行器100的外表面(外模线)并且与阻挡构件362和压力密封件364配合以保护机体绝缘件376、机体蒙皮379和/或箱蒙皮378。整流罩114与机体110和/或箱202(其形成机体110的一部分)之间的任何相对生长由间隙填料370、阻挡构件362和压力密封件364管理或允许，其中密封布置在整流罩114与机体110和/或箱202之间的相对运动期间被保持在整流罩114和机加工的瓷砖174之间。阻挡构件362和压力密封件364中的一者或多者可以沿整流罩114的侧边缘172A(图12D中所示)延伸，以便以上述方式在整流罩组件114A的侧边缘172处接合机加工的瓷砖174。图10和图11中所示的密封布置1100和密封组件192可在整流罩组件前端230、后端232和侧边缘172(如图5所示)处提供压力密封的同时保持能够承受高温(例如本文描述的那些温度)的空气动力学上平滑的外模线。
现在参考图12A-图12F，将描述根据本公开的各方面的用于将整流罩组件114A耦接至飞行器100的示例性方法1300。方法1300描述了用于将整流罩组件耦接到箱202的附接方案。如将在下面更详细地描述，方法1300包括：将底层结构164耦接至箱202(图13，方框1310)；将热防护系统190耦接至底层结构164(图13，方框1325)；以及将密封组件192耦接至底层结构164(图13，方框1315)。在图12A中，瓷砖174和整流罩支架(例如，附接支架204和耦接支架220)以任何合适的方式耦接至机体110(图13，方框1301)。例如，机加工的瓷砖174、附接支架204和耦接支架220可化学胶合于箱202。如本文所述，在方框或步骤1301中，阻挡构件312和保持构件318可耦接至机翼112。
在图12B中，将纵梁168、一系列框架166(例如，后框架166A和前框架166B)、绝热体304(也参见图10)、搭接密封件302(也参见图10)、以及一个或多个销260(也参见图8B、图9)以任何合适的方式耦接在一起以组装底层结构164(图13，方框1305)。在图12C中，将整流罩底层结构164耦接至机体110(例如箱202)(图13，方框1310)。例如，在方框或步骤1310(图13所示)中，通过将耦接支架220结合到箱蒙皮378使得耦接支架的耦接构件224可滑动地接合底层结构164而将耦接支架220耦接至箱蒙皮378。具体地，使耦接支架220的耦接构件224与底层结构164的孔口266接合和/或插入到其中。在方框或步骤1310(图13中示出)中，将至少一个支柱208耦接至底层结构164和箱202，其中至少一个支柱208结合到箱202的箱蒙皮378。具体地，将支柱208耦接至底层结构164和相应的附接支架204两者。在方框1310或步骤1310(图13所示)中，可根据需要调节支柱208纵向长度L，以用于将支柱208耦接至底层结构164和相应的附接支架204。也可将底层结构164耦接至机翼112。例如，可利用至少一个销260(参见图9)将底层结构164耦接至机翼112的机翼前框架262，该至少一个销260可滑动地接合机翼前框架262。具体地，使一个或多个销260(如图9所示)与球形轴承268(图9中所示)接合和/或插入到其中。在方框1315(如图13所示)中，将密封组件192耦接至底层结构164，使得密封组件192与机翼112的边缘118的至少一部分重叠。更具体地，使底层结构164在后部方向上(例如朝向机翼112)移动，以便在机翼蒙皮308(图10)和搭接密封部302之间压缩阻挡构件312和热防护毯306，从而将密封组件耦接至底层结构。
在方框1320(在图13中示出的方框1320)处，方法1300还包括将整流罩蒙皮160耦接至底层结构164。更具体地，在图12D中，将阻挡构件362和压力密封件364耦接至整流罩蒙皮160，并且在图12E中，使用盲装紧固件184将整流罩蒙皮160耦接至整流罩底层结构164。盲装紧固件184可包括耦接至前框架166B、后框架166A和纵梁168中的一者或多者的螺母板1200(在图12B中示出)。盲装紧固件184可用于仅进入整流罩蒙皮160的一侧(例如，外侧)的紧固件的安装。阻挡构件362和压力密封件364在安装整流罩160时被压缩。
方法1300还包括将热防护系统190耦接至底层结构164(图13，方框1325)。在图12F中，将热防护系统190(例如，通过结合)耦接至底层结构164(例如，诸如整流罩蒙皮160的外表面)(图13，方框1325)。在特定方面，将热防护系统190的热防护毯162耦接至底层结构164。
如上所述，本公开的各方面提供了一种整流罩组件114A，该整流罩组件114A克服了传统整流罩在适应整流结构之间的相对运动方面的缺陷。例如，本公开的各方面用于相对运动，同时保持沿着整流罩组件114A的周界的一致的流体流动密封、飞行器100的平滑外模线流体流动表面、以及高达约1700华氏度(约926摄氏度)或更高(再次注意，热防护上限范围仅受所用材料限制)的热防护。另外，如上面关于图12A-图12F和图13所描述的，本公开的各方面提供了一种整流器组件114A附接方案，该附接方案将整流罩组件114A耦接至薄壁压力容器(例如，诸如箱202)，其可消除冲压载荷和泄漏源。如本文所述，在本公开的各方面，附接方案包括结合的附接支架(例如，诸如附接支架204和耦接支架220)、支柱208、耦接构件224、以及一个或多个销260，其用于或以其他方式允许例如飞行器100的机翼112和箱202(例如，其形成机体110的一部分)之间的相对生长并附接到箱蒙皮378(例如箱壁)。还提供了一种密封组件192，该密封组件192包括在整流罩与机翼界面处使用的搭接密封件302和阻挡构件312、以及提供平滑的模线过渡并用作密封支撑面的机加工的瓷砖174。
根据本公开的各方面提供了以下内容：
A1.一种用于飞行器的整流罩组件，该飞行器具有形成飞行器的机体的箱以及耦接至箱的机翼，整流罩组件包括：底层结构，被构造成与箱的箱蒙皮耦接；热防护系统，耦接至底层结构；以及密封组件，耦接至底层结构，密封组件被构造成与机翼的边缘的至少一部分重叠。
A2.根据段落A1所述的整流罩组件，其中，密封组件在热防护系统和机翼之间形成动态密封，以用于机翼和热防护系统之间的相对运动。
A3.根据段落A1或A2所述的整流罩组件，其中，密封组件在热防护系统和机翼之间形成动态密封，以用于机翼和箱之间的相对运动。
A4.根据段落A1至A3所述的整流罩组件，其中，热防护系统耦接至箱蒙皮。
A5.根据段落A1至A4所述的整流罩组件，其中，密封组件耦接至热防护系统。
A6.根据段落A1至A5所述的整流罩组件，其中，密封组件包括搭接密封件。
A7.根据段落A6所述的整流罩组件，其中，搭接密封件与机翼的边缘的部分重叠。
A8.根据段落A7所述的整流罩组件，其中，密封组件包括设置在搭接密封件和机翼的蒙皮之间的阻挡构件。
A9.根据段落A8所述的整流罩组件，其中，搭接密封件包括保持构件，该保持构件被构造成保持阻挡构件相对于搭接密封件的位置。
A10.根据段落A8或A9所述的整流罩组件，其中，阻挡构件包括热屏障和流体流动阻挡屏障中的一者或多者。
A11.根据段落A6至A10所述的整流罩组件，其中，搭接密封件包括耦接至底层结构的基底部分以及与机翼的边缘的部分重叠的延伸部分。
A12.根据段落A11所述的整流罩组件，其中，密封组件还包括设置在搭接密封件的基底部分和底层结构之间的隔离器构件。
A13.根据段落A12所述的整流罩组件，其中，隔离器构件设置在搭接密封件的基底部分与热防护系统之间。
A14.根据段落A13所述的整流器组件，其中，隔离器构件为绝热体。
A15.段落A6至A14所述的整流罩组件，其中，搭接密封件与机翼的机翼热防护系统连接。
A16.根据段落A1至A15所述的整流罩组件，其中，机翼的边缘为机翼的引导前边缘。
A17.根据段落A1至A16所述的整流罩组件，进一步包括安装系统，该安装系统被构造成将底层结构耦接至箱，使得由整流罩组件产生的箱反作用载荷为环向反作用载荷(即，仅与箱的表面相切)。
A18.根据段落A17所述的整流罩组件，其中，安装系统包括至少一个支柱，该至少一个支柱被构造成将底层结构耦接至箱蒙皮，其中，至少一个支柱被构造成仅对底层结构和箱蒙皮之间的Z轴载荷和Y轴载荷起作用。
A19.根据段落A18所述的整流罩组件，其中，至少一个支柱结合到箱蒙皮。
A20.根据段落A18或A19所述的整流罩组件，其中，隔离器构件设置在至少一个支柱与箱蒙皮之间，隔离器构件被构造成使得箱与底层结构无关地变形。
A21.根据段落A18至A20所述的整流罩组件，其中，至少一个支柱具有可调节的纵向长度。
A22.根据段落A17至A21所述的整流罩组件，其中，安装系统进一步包括耦接支架，该耦接支架被构造成将底层结构耦接至箱蒙皮，其中，耦接支架被构造成仅对底层结构与箱蒙皮之间的X轴载荷和Y轴载荷起作用。
A23.根据段落A22所述的整流罩组件，其中，耦接支架结合到箱蒙皮。
A24.根据段落A22或A23所述的整流罩组件，其中，隔离器构件设置在至少一个耦接支架与箱蒙皮之间，隔离器构件被构造成使得箱与底层结构无关地变形。
A25.根据段落A22至A24所述的整流罩组件，其中，耦接支架包括支架框架以及从框架朝向底层结构延伸的销，使得销可滑动地接合底层结构中的对应孔口。
A26.根据段落A22至A25所述的整流罩组件，其中，销和对应孔口被构造成使得销在Z方向上可滑动地接合对应孔口，以便仅对底层结构与箱蒙皮之间的X轴载荷和Y轴载荷起作用。
A27.根据段落A1至A27所述的整流罩组件，其中，底层结构包括一个或多个销，该一个或多个销被构造成可滑动地接合机翼的机翼前框架，使得机翼相对于底层结构沿着一个或多个销的纵向轴线移动。
A28.根据段落A27所述的整流罩组件，其中，一个或多个销的纵向轴线与箱的纵向轴线基本上对齐。
A29.根据段落A27或A28所述的整流罩组件，其中，一个或多个销仅对底层结构与机翼前框架之间的Z轴和Y轴载荷起作用。
A30.根据段落A1至A29所述的整流罩组件，还包括整流罩，该整流罩具有耦接至底层结构的整流罩蒙皮，其中，热防护系统耦接至整流罩蒙皮。
B1.一种飞行器，包括：箱，形成飞行器的机体的至少一部分，箱具有箱蒙皮；机翼，耦接到箱，机翼具有至少部分地由机翼蒙皮限定的边缘；以及整流器组件，与机翼的边缘相邻地耦接至箱，整流罩组件包括：底层结构，被构造成与箱蒙皮耦接；热防护系统，耦接至底层结构；以及密封组件，耦接至底层结构，密封组件被构造成与机翼的边缘的至少一部分重叠。
B2.根据段落B1所述的飞行器，其中，密封组件在热防护系统和机翼之间形成动态密封，以用于机翼和热防护系统之间的相对运动。
B3.根据段落B1或B2所述的飞行器，其中，密封组件在热防护系统和机翼之间形成动态密封，以用于机翼和箱之间的相对运动。
B4.根据段落B1至B3所述的飞行器，其中，热防护系统耦接至箱蒙皮。
B5.根据段落B1至B4所述的飞行器，其中，密封组件耦接至热防护系统。
B6.根据段落B1至B5所述的飞行器，其中，密封组件包括搭接密封件。
B7.根据段落B6所述的飞行器，其中，搭接密封件与机翼的边缘重叠。
B8.根据段落B7所述的飞行器，其中，密封组件包括设置在搭接密封件与机翼蒙皮之间的阻挡构件。
B9.根据段落B8所述的飞行器，其中，搭接密封件包括保持构件，该保持构件被构造成保持阻挡构件相对于搭接密封件的位置。
B10.根据段落B8或B9所述的飞行器，其中，阻挡构件包括隔热屏障和流体流动阻挡屏障中的一者或多者。
B11.根据段落B6至B10所述的飞行器，其中，搭接密封件包括耦接至底层结构的基底部分以及与机翼的边缘重叠的延伸部分。
B12.根据段落B11所述的飞行器，其中，密封组件还包括设置在搭接密封件的基底部分和底层结构之间的隔离器构件。
B13.根据段落B12所述的飞行器，其中，隔离器构件设置在搭接密封件的基底部分与热防护系统之间。
B14.根据段落B13所述的飞行器，其中，隔离器构件为绝热体。
B15.根据段落B6至B14所述的飞行器，其中，搭接密封件与机翼的机翼热防护系统连接。
B16.根据段落B1至B15所述的飞行器，其中，机翼的边缘为机翼的引导前边缘。
B17.根据段落B1至B16所述的飞行器，进一步包括安装系统，该安装系统被构造成将底层结构耦接至箱，使得由整流罩组件产生的箱反作用载荷为环向反作用载荷(即，仅与箱的表面相切)。
B18.根据段落B17所述的飞行器，其中，安装系统包括至少一个支柱，该至少一个支柱被构造成将底层结构耦接至箱蒙皮，其中，至少一个支柱被构造成仅对底层结构和箱蒙皮之间的Z轴载荷和Y轴载荷起作用。
B19.根据段落B18所述的飞行器，其中，至少一个支柱结合到箱蒙皮。
B20.根据段落B18或B19所述的飞行器，其中，隔离器构件设置在至少一个支柱与箱蒙皮之间，隔离器构件被构造成使得箱与底层结构无关地变形。
B21.根据段落B18至B20所述的飞行器，其中，至少一个支柱具有可调节的纵向长度。
B22.根据段落B17至B21所述的飞行器，其中，安装系统进一步包括耦接支架，该耦接支架被构造成将底层结构耦接至箱蒙皮，其中，耦接支架被构造成仅对底层结构与箱蒙皮之间的X轴载荷和Y轴载荷起作用。
B23.根据段落B22所述的飞行器，其中，耦接支架结合到箱蒙皮。
B24.根据段落B22或B23所述的飞行器，其中，隔离器构件设置在至少一个耦接支架与箱蒙皮之间，隔离器构件被构造成使得箱与底层结构无关地变形。
B25.根据段落B22至B24所述的飞行器，其中，耦接支架包括支架框架以及从框架朝向底层结构延伸的销，使得所述销可滑动地接合底层结构中的对应孔口。
B26.根据段落B22至B25所述的飞行器，其中，销和对应的孔口被构造成使得销在Z方向上可滑动地接合对应的孔口，以便仅对底层结构与箱蒙皮之间的X轴载荷和Y轴载荷起作用。
B27.根据段落B1至B26所述的飞行器，其中：机翼的边缘进一步由机翼前框架限定；并且底层结构包括一个或多个销，一个或多个销被构造成可滑动地接合机翼前框架，使得机翼相对于底层结构沿着一个或多个销的纵向轴线移动。
B28.根据段落B27所述的飞行器，其中，机翼前框架包括一个或多个球形轴承，每个球形轴承被构造成可滑动地接合一个或多个销中的相应销。
B29.根据段落B27或B28所述的飞行器，其中，一个或多个销的纵向轴线与箱的纵向轴线基本上对齐。
B30.根据段落B27至B29所述的飞行器，其中，一个或多个销仅对底层结构与机翼前框架之间的Z轴和Y轴载荷起作用。
B31.根据段落B1至B30所述的飞行器，其中，箱为压力容器。
B32.根据段落B1至B31所述的飞行器，其中，整流罩组件进一步包括整流罩，该整流罩具有耦接至底层结构的整流罩蒙皮，其中，热防护系统被耦接至整流罩蒙皮。
C1.一种用于将整流罩组件耦接至飞行器的方法，该飞行器具有形成飞行器的机体的箱以及耦接至箱的机翼，该方法包括：将整流罩组件的底层结构耦接至箱使得由整流罩组件产生的箱反作用载荷为环向反作用载荷；将热防护系统耦接至底层结构；以及将密封组件耦接至底层结构使得密封组件与机翼的边缘的至少一部分重叠。
C2.根据段落C1所述的方法，其中，将底层结构耦接至箱包括将至少一个支柱耦接至底层结构和箱，其中将至少一个支柱结合到箱的箱蒙皮。
C3.根据段落C2所述的方法，其中，将底层结构耦接至箱进一步包括通过将耦接支架结合到箱蒙皮使得耦接支架的耦接构件可滑动地接合底层结构而将耦接支架耦接至箱蒙皮。
C4.根据段落C1至C3所述的方法，其中，将底层结构耦接至箱进一步包括用至少一个销底层结构耦接至机翼的机翼前框架，该至少一个销可滑动地接合机翼前框架。
C5.根据段落C1至C4所述的方法，其中，将密封组件耦接至底层结构包括将一个或多个密封构件耦接至整流罩蒙皮并将整流罩蒙皮耦接至底层结构。
C6.根据段落C5所述的方法，其中，将整流罩蒙皮耦接至底层结构包括用盲装紧固件将整流罩蒙皮耦接至底层结构。
在上面提到的附图中，连接各种元件和/或部件的实线(如果有的话)可表示机械的、电的、流体的、光学的、电磁的、无线的以及其他的耦接和/或其组合。如本文所使用的，“耦接”意指直接以及间接相关联。例如，构件A可直接与构件B相关联，或者可例如经由另一构件C与其间接相关联。应当理解，并非所公开的各种元件之间的所有关系都必须表示。因此，也可以存在不同于附图中描绘的那些耦接。连接表示各种元件和/或部件的方框的虚线(如果有的话)表示在功能和目的上与用实线表示的那些耦接类似的耦接；然而，由虚线表示的耦接可选择性地提供，或者可涉及本公开的替代示例。类似地，用虚线表示的元件和/或部件(如果有的话)表示本公开的替代示例。在不脱离本公开的范围的情况下，可从具体示例中省略以实线和/或虚线示出的一个或多个元件。环境因素(如果有的话)用虚线表示。为了清楚起见，也可示出虚拟(虚构)元件。本领域技术人员应理解，附图中所示的一些特征可以各种方式组合而不需要包括附图、其他附图和/或所附公开中描述的其他特征，即使这样的组合未在本文明确说明。类似地，不限于所给出的示例的附加特征可与本文示出和描述的特征中的一些或全部相组合。
在上面提到的图13中，方框可表示操作和/或其部分，并且连接各种方框的线并非暗示操作或其部分的任何特定顺序或相关性。由虚线表示的方框表示替代操作和/或其部分。连接各个方框的虚线(如果有的话)表示操作或其部分的替代相关性。应当理解，并非所公开的各种操作之间的所有相关性都必须表示。图13和描述本文阐述的方法的操作的所附公开不应解释为必须确定将执行操作的顺序。相反，尽管指示了一个说明性顺序，但应当理解，操作的顺序在适当的时候可修改。因此，某些操作可以不同的顺序或同时执行。另外，本领域技术人员应当理解，并非所有所描述的操作都需要执行。
在前面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对所公开的概念的透彻理解，其可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，已知装置和/或过程的细节已被省略以避免不必要地使本公开模糊。虽然将结合具体示例描述一些概念，但应理解，这些示例并非旨在限制。
除非另外指明，否则术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标记，而非旨在对这些术语所指的项目强加顺序、位置或等级要求。此外，对例如“第二”项目的提及不要求或排除例如“第一”或较小编号的项目和/或例如“第三”或较大编号的项目的存在。
本文对“一个示例”的提及意味着结合示例描述的一个或多个特征、结构或特性包括在至少一个实现方式中。说明书中各个地方的短语“一个示例”可以是也可以不是指同一个示例。
如本文所使用的，“被构造成”执行指定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件确实能够执行指定的功能而无需任何改变，而非仅具有在进一步修改之后执行指定功能的可能性。换句话说，“被构造成”执行指定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件被具体选择、创建、实施、利用、编程和/或设计成用于执行指定功能的目的。如本文所使用的，“被构造成”表示使系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件能够执行指定功能而无需进一步修改的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件的现有特性。为了本公开的目的，被描述为“被构造成”执行特定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件可附加地或替代地被描述为“适于”和/或“可操作成”执行该功能。
本文公开的设备和方法的不同示例包括各种部件、特征和功能。应当理解，本文公开的设备和方法的各种示例可包括本文公开的设备和方法的任何其他示例的任何部件、特征和功能及其任何组合，并且所有这些可能性都旨在落入本公开的范围内。
本公开所涉及的本领域技术人员在获得在前面的描述和相关附图中呈现的教导的益处的情况下将会想到在此阐述的示例的许多修改。
因此，应当理解，本公开不限于所示的具体示例，并且修改和其他示例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前面的描述和相关附图在元件和/或功能的某些说明性组合的上下文中描述了本公开的示例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，元件和/或功能的不同组合可通过替代实现方式来提供。因此，所附权利要求中的括号内的附图标记(如果有的话)仅出于说明的目的而呈现，而并非旨在将所要求保护的主题的范围限制于本公开中提供的具体示例。

Claims (15)

1.一种用于飞行器(100)的整流罩组件(114A)，所述飞行器具有形成所述飞行器的机体(110)的箱(202)以及耦接至所述箱的机翼(112)，所述整流罩组件包括：
底层结构(164)，被构造成与所述箱的箱蒙皮(378)耦接；
热防护系统(190)，耦接至所述底层结构；以及
密封组件(192)，耦接至所述底层结构，所述密封组件被构造成与所述机翼的边缘(118)的至少一部分重叠。
2.根据权利要求1所述的整流罩组件(114A)，其中，所述密封组件(192)在所述热防护系统(190)与所述机翼(112)之间形成动态密封，以用于所述机翼与所述热防护系统之间的相对运动。
3.根据权利要求1所述的整流罩组件(114A)，其中，所述密封组件(192)在所述热防护系统(190)与所述机翼(112)之间形成动态密封，以用于在所述机翼与所述箱(202)之间的相对运动。
4.根据权利要求1所述的整流罩组件(114A)，其中，所述热防护系统(190)耦接至所述箱蒙皮(378)。
5.根据权利要求1所述的整流罩组件(114A)，其中，所述密封组件(192)耦接至所述热防护系统(190)。
6.根据权利要求1所述的整流罩组件(114A)，其中，所述密封组件(192)包括搭接密封件(302)。
7.根据权利要求6所述的整流罩组件(114A)，其中，所述搭接密封件(302)与所述机翼(112)的所述边缘(118)的所述部分重叠。
8.根据权利要求7所述的整流罩组件(114A)，其中，所述密封组件(192)包括设置在所述搭接密封件(302)与所述机翼(112)的蒙皮(308)之间的阻挡构件(312)。
9.根据权利要求8所述的整流罩组件(114A)，其中，所述搭接密封件(302)包括保持构件(318)，所述保持构件被构造成保持所述阻挡构件(312)相对于所述搭接密封件的位置。
10.根据权利要求8所述的整流罩组件(114A)，其中，所述阻挡构件(312)包括热屏障和流体流动阻挡屏障中的一者或多者。
11.根据权利要求6所述的整流罩组件(114A)，其中，所述搭接密封件(302)包括耦接至所述底层结构(164)的基底部分(302B)以及与所述机翼(112)的所述边缘(118)的所述部分重叠的延伸部分(302E)。
12.根据权利要求11所述的整流罩组件(114A)，其中，所述密封组件(192)进一步包括设置在所述搭接密封件(302)的所述基底部分(302B)与所述底层结构(164)之间的隔离器构件(303)。
13.根据权利要求12所述的整流罩组件(114A)，其中，所述隔离器构件(303)设置在所述搭接密封件(302)的所述基底部分(302B)与所述热防护系统(190)之间。
14.根据权利要求13所述的整流罩组件(114A)，其中，所述隔离器构件(303)为绝热体(304)。
15.根据权利要求6所述的整流罩组件(114A)，其中，所述搭接密封件(302)与所述机翼(112)的机翼热防护系统连接。
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