CN109760820A - 机翼和包括这种机翼的飞行器 - Google Patents

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Abstract

机翼和包括这种机翼的飞行器。机翼包括固定的主要部分和前缘缝翼，前缘缝翼具有上表面后部边缘和下表面后部边缘。机翼的特征在于，主要部分具有上表面壁和下表面壁，上表面壁处于上表面后部边缘下游并与之对齐，下表面壁处于下表面后部边缘下游并与之对齐；机翼具有在上表面后部边缘末端与上表面壁末端之间的上表面缺口、以及在下表面后部边缘末端与下表面壁末端之间的下表面缺口；机翼具有在上表面缺口下游的上表面通道和在下表面缺口下游的下表面通道；并且，机翼包括抽吸系统，其连接至每个通道、被安排成用于抽吸通道中包含的空气。这种构架允许抽吸前缘缝翼的每个后部边缘附近的空气，因此允许防止从层流边界层转变到湍流边界层。

Description

机翼和包括这种机翼的飞行器
技术领域
本发明涉及一种包括在缩回位置与展开位置之间可移动的前缘缝翼、并且包括用于防止从层流边界层转变到湍流边界层的装置的机翼，并且涉及一种包括至少一个这种机翼的飞行器。
背景技术
飞行器机翼包括固定的主要部分和在主要部分的前部处可移动的前缘缝翼，并且该前缘缝翼可以在缩回位置与展开位置之间移动，在缩回位置，前缘缝翼与主要部分的前部邻接，在展开位置，前缘缝翼从主要部分升起。前缘缝翼当其处于展开位置时允许增大迎角，尤其是在低速下。
图5示出了现有技术的机翼500的竖直平面中的侧截面视图。机翼500具有主要部分502和前缘缝翼504，该前缘缝翼处于主要部分502的前部、并且在这种情况下处于缩回位置。
在缩回位置，上游截止线(ligne d’arrêt amont)506定位在前缘缝翼504的前缘附近，并且气流在上游截止线506的两侧分成上表面流508和下表面流510，从而因此产生两个边界层。
前缘缝翼504凭借其非常结构，一方面在主要部分502的上表面旁边延伸，并且另一方面在主要部分502的下表面旁边延伸。前缘缝翼504具有在缩回位置位于主要部分502的上表面旁边的上表面后部边缘或上表面后缘512、以及在缩回位置位于主要部分502的下表面旁边的下表面后部边缘或下表面后缘514。这些边缘512和514中的每一个边缘具有趋向于破坏上表面流508或下表面流510(视情况而定)的某一厚度。
因此，对于这些边缘512和514中的每一个边缘，气流508、510具有在所述边缘512、514的上游的、具有层流速度曲线的边界层，以及在所述边缘512、514下游的、具有湍流速度曲线的边界层。
为了避免这些破坏，优选的是找到防止从层流边界层转变到湍流边界层的构架。
发明内容
本发明的目的是提出一种包括在缩回位置与展开位置之间可移动的前缘缝翼、并且包括用于防止从层流边界层转变到湍流边界层的装置的机翼。
为此目的，提出了一种飞行器的机翼，所述机翼包括：
-固定的主要部分，
-位于所述主要部分的前部处、在缩回位置与展开位置之间可移动的前缘缝翼，在所述缩回位置，所述前缘缝翼与所述主要部分的前部邻接，在所述展开位置，所述前缘缝翼朝向所述主要部分的前部升起，
所述前缘缝翼具有上表面后部边缘和下表面后部边缘，所述上表面后部边缘在所述缩回位置位于所述主要部分的上表面旁边，所述下表面后部边缘在所述缩回位置位于所述主要部分的下表面旁边，
所述机翼的特征在于，所述主要部分具有上表面壁和下表面壁，所述上表面壁在所述前缘缝翼的缩回位置处于所述上表面后部边缘下游并与之对齐，所述下表面壁在所述前缘缝翼的缩回位置处于所述下表面后部边缘下游并与之对齐，其特征在于，在所述前缘缝翼的缩回位置，所述机翼具有在所述前缘缝翼的上表面后部边缘的末端与所述主要部分的上表面壁的末端之间的上表面缺口，所述末端面向彼此，并且所述机翼具有在所述前缘缝翼的下表面后部边缘的末端与所述主要部分的下表面壁的末端之间的下表面缺口，所述末端面向彼此，其特征在于，所述机翼具有在所述上表面缺口下游的上表面通道和在所述下表面缺口下游的下表面通道，并且其特征在于，所述机翼包括抽吸系统，所述抽吸系统连接至上表面通道和下表面通道中的每个通道、并且被安排成用于抽吸所述每个通道中所包含的空气。
这种构架允许抽吸前缘缝翼的每个后部边缘附近的空气，并且因此允许防止从层流边界层转变到湍流边界层。
有利地，所述机翼包括上表面密封件，在所述缩回位置，所述上表面密封件被定位在所述主要部分与所述前缘缝翼之间、在所述上表面缺口附近并且在上表面缺口的上游，并且所述机翼包括下表面密封件，在所述缩回位置，所述下表面密封件被定位在所述主要部分与所述前缘缝翼之间、在所述下表面缺口附近并且在下表面缺口的上游。
根据特定的实施例，所述前缘缝翼包括多个齿，所述多个齿位于所述前缘缝翼的所述上表面后部边缘中的至少一个上表面后部边缘的延伸部中，所述多个齿中的每一个齿从所述至少一个上表面后部边缘延伸，并且在所述缩回位置，所述每一个齿延伸直至面对的主要部分的上表面壁的末端。
根据特定的实施例，至少一个上表面壁的与所述前缘缝翼的上表面后部边缘相面对的末端采取堞形形状，并且所述上表面后部边缘采取基本上互补的堞形形状，并且所述上表面后部边缘包括多个齿，所述多个齿中的每一个齿从所述上表面后部边缘延伸，并且在所述缩回位置，所述每一个齿延伸直至面对的主要部分的上表面壁的末端。
本发明还提出了一种飞行器，该飞行器包括至少一个根据前述变体之一所述的机翼。
附图说明
在阅读以下对示例性实施例的描述之后，将更加清楚地显现本发明的上述特征以及其他特征，所述描述是参照附图提供的，在附图中：
图1示出了根据本发明的飞行器的俯视图，
图2示出了沿图1的机翼的线II-II的侧截面视图，
图3示出了本发明的第一实施例的透视图，
图4示出了本发明的第二实施例的透视图，并且
图5示出了现有技术的机翼的侧截面视图。
具体实施方式
图1示出了具有机身12的飞行器10，机翼100固定在机身的两侧，该机翼具有固定至机身12的主要部分103和至少一个前缘缝翼102，该前缘缝翼在主要部分103的前部处可移动、并且可以在缩回位置与展开位置之间移动，在缩回位置，该前缘缝翼与主要部分103的前部邻接，在展开位置，该前缘缝翼朝向主要部分103的前部升起。
贯穿以下描述，按照惯例，方向X对应于飞行器的纵向方向，其中此方向与飞行器的纵向轴线X平行。此外，方向Y对应于相对于飞行器横向定向的方向，并且方向Z对应于竖直方向或高度，其中这三个方向X、Y、Z彼此正交。纵向轴线X是从飞行器10的后部到前部定向的。
贯穿以下描述，位置相关的术语是以飞行器的正常向前移动为参照的。
图2示出了机翼100的截面，该机翼具有主要部分103和前缘缝翼102，该前缘缝翼处于主要部分103的前部、并且在这种情况下处于缩回位置。
在缩回位置，上游截止线202定位在前缘缝翼102的前缘附近，并且气流在上游截止线202的两侧分成具有边界层的上表面流204和具有边界层的下表面流206。
在图2中所示的本发明的实施例中，前缘缝翼102在缩回位置与展开位置(并且反之亦然)之间的移动是由至少一个致动器、至少一个轨250、以及每个轨250两对滚子252提供的。对于每一对滚子252，相应的轨250安装在所述对的两个滚子252之间，并且轨的前部部分固定至前缘缝翼102。当需要前缘缝翼102移动时，致动器或每个致动器作用在轨上或作用在轨250中的一个轨上，以便使该轨在一个方向或另一个方向上移动，而同时所述轨250由滚子252导向。主要部分103采取凹入壳体的形式，该凹入壳体允许将轨、致动器、以及滚子容纳在其内，并且在这种情况下，主要部分103在其前部部分附近具有开口254，该开口允许轨或每个轨250通过。当然，用于控制前缘缝翼102移动的另一构架是可能的。
与现有技术的情况一样，前缘缝翼102一方面在主要部分103的上表面旁边延伸，并且另一方面在主要部分103的下表面旁边延伸。前缘缝翼102具有在缩回位置位于主要部分103的上表面旁边的上表面后部边缘208、以及在缩回位置位于主要部分103的下表面旁边的下表面后部边缘210。这些边缘208和218中的每一个边缘具有某一厚度。
在缩回位置，前缘缝翼102的内部面212处于抵靠主要部分103的外壁214。
主要部分103具有上表面壁216和下表面壁218，该上表面壁在缩回位置相对于飞行器10的向前移动处于上表面后部边缘208下游并与之对齐，该下表面壁在缩回位置相对于飞行器10的向前移动处于下表面后部边缘210的下游并与之对齐。
在缩回位置，在上表面后部边缘208的末端与上表面壁216的末端之间，这两个末端面向彼此，机翼100具有上表面缺口220。在缩回位置，在下表面后部边缘210的末端与下表面壁218的末端之间，这两个末端面向彼此，机翼100具有下表面缺口222。
上表面后部边缘208和上表面壁216的末端被安排成在缩回位置彼此平齐(在制造公差内)，并且以相同的方式，下表面后部边缘210和下表面壁218的末端被安排成在缩回位置彼此平齐(在制造公差内)。
根据一个特定实施例，各个缺口220、222的宽度近似是10μm至几十毫米。
在上表面缺口220的下游，机翼100具有上表面通道224，并且在下表面缺口222的下游，机翼100具有下表面通道226。
各个通道224、226在主要部分103内部延伸、并且流体连接至机翼100的抽吸系统，该抽吸系统被安排成用于抽吸所述通道224、226中所包含的空气、并且因此抽吸缺口220、222附近的外部空气。
对空气的抽吸允许通过减小缺口220、222附近的破坏来控制边界层，并且因此允许在主要部分103上的前缘缝翼102的通路附近保持层流。
抽吸系统可以是专用抽吸泵或飞行器10的涡轮轴发动机的低压区域。抽吸系统可以由用于这两个通道224和226的单一抽吸泵形成，或由每个通道224、226各一个抽吸泵形成。
为了在上表面缺口220附近提供良好的空气抽吸、并且避免主要部分103与前缘缝翼102之间的空气泄露，机翼100包括上表面密封件228，在缩回位置，该上表面密封件被定位在主要部分103与前缘缝翼102之间、在上表面缺口220附近并且在其上游。在图2中所示的实例中，上表面密封件228刚性连接至前缘缝翼102的内部面212、并且与主要部分103的外壁214发生抵靠。根据一个变体，上表面密封件228刚性连接至主要部分103的外壁214、并且与前缘缝翼102的内部面212发生抵靠。
为了在下表面缺口222附近提供良好的空气抽吸、并且避免主要部分103与前缘缝翼102之间的空气泄露，机翼100包括下表面密封件230，在缩回位置，该下表面密封件被定位在主要部分103与前缘缝翼102之间、在下表面缺口222附近并且在其上游。在这种情况下，下表面密封件230刚性连接至前缘缝翼102的内部面212、并且与主要部分103的外壁214发生抵靠。根据一个变体，下表面密封件230刚性连接至主要部分103的外壁214、并且与前缘缝翼102的内部面212发生抵靠。
图3示出了在机翼100的上表面附近的本发明的第一实施例，但其可以类似地应用于下表面。
在图3中，前缘缝翼302的一部分已经被切开以露出主要部分103的上表面通道224。
为了保证在缩回位置前缘缝翼302相对于上表面壁316、并且因此相对于上表面缺口320附近的抽吸表面的定位，前缘缝翼302包括在上表面后部边缘308的延伸部中的多个齿350，这些齿中的每一个齿从所述上表面后部边缘308延伸直至面对的主要部分103的上表面壁316的末端。在缩回位置，每个齿350与上表面壁316的末端发生抵靠、并且因此防止上表面缺口320闭合。
图4示出了在机翼100的上表面附近的本发明的第二实施例，但其可以类似地应用于下表面。
在图4中，前缘缝翼402的一部分已经被切开以露出主要部分103的上表面通道224。
为了保证在缩回位置前缘缝翼402相对于上表面壁416、并且因此相对于上表面缺口420附近的抽吸表面的定位，主要部分103的上表面壁416的与前缘缝翼402的上表面后部边缘408相面对的末端采取堞形形状，该堞形形状在这种情况下总体上是正弦形的，并且上表面后部边缘408采取基本上互补的堞形形状，不同之处在于其包括多个齿450，这些齿中的每一个齿从所述上表面后部边缘408延伸直至面对的主要部分103的上表面壁416的末端。在缩回位置，每个齿450与上表面壁416发生抵靠、并且因此防止上表面缺口420闭合。
此外，堞形形状防止了壁与气流垂直的存在，这可能由于飞行中的几何分散或变形而出现。
已经基于在缩回位置的可移动的前缘缝翼描述了本发明。通过变体的方式，可以在所附接的前缘上实施本发明，只要产生上表面缺口和/或下表面缺口即可。

Claims (5)

1.一种飞行器(10)的机翼(100)，所述机翼(100)包括：
-固定的主要部分(103)，
-位于所述主要部分(103)的前部处、在缩回位置与展开位置之间可移动的前缘缝翼(102)，在所述缩回位置，所述前缘缝翼与所述主要部分(103)的前部邻接，在所述展开位置，所述前缘缝翼朝向所述主要部分(103)的前部升起，
所述前缘缝翼(102)具有上表面后部边缘(208)和下表面后部边缘(210)，所述上表面后部边缘在所述缩回位置位于所述主要部分(103)的上表面旁边，所述下表面后部边缘在所述缩回位置位于所述主要部分(103)的下表面旁边，
所述机翼(100)的特征在于，所述主要部分(103)具有上表面壁(216)和下表面壁(218)，所述上表面壁在所述前缘缝翼(102)的缩回位置处于所述上表面后部边缘(208)下游并与上表面后部边缘对齐，所述下表面壁在所述前缘缝翼(102)的缩回位置处于所述下表面后部边缘(210)下游并与下表面后部边缘对齐；在所述前缘缝翼(102)的缩回位置，所述机翼(100)具有在所述前缘缝翼(102)的上表面后部边缘(208)的末端与所述主要部分(103)的上表面壁(216)的末端之间的上表面缺口(220)，上表面后部边缘的末端和上表面壁的末端面向彼此，并且所述机翼具有在所述前缘缝翼(102)的下表面后部边缘(210)的末端与所述主要部分(103)的下表面壁(218)的末端之间的下表面缺口(222)，下表面后部边缘的末端和下表面壁的末端面向彼此；所述机翼(100)具有在所述上表面缺口(220)下游的上表面通道(224)和在所述下表面缺口(222)下游的下表面通道(226)；并且，所述机翼(100)包括抽吸系统，所述抽吸系统连接至上表面通道(224)和下表面通道(226)中的每个通道、并且被安排成用于抽吸所述每个通道中所包含的空气。
2.根据权利要求1所述的机翼(100)，其特征在于，所述机翼(100)包括上表面密封件(228)，在所述缩回位置，所述上表面密封件被定位在所述主要部分(103)与所述前缘缝翼(102)之间、在所述上表面缺口(220)附近并且在上表面缺口的上游；并且，所述机翼(100)包括下表面密封件(230)，在所述缩回位置，所述下表面密封件被定位在所述主要部分(103)与所述前缘缝翼(102)之间、在所述下表面缺口(222)附近并且在下表面缺口的上游。
3.根据权利要求1或2所述的机翼(100)，其特征在于，所述前缘缝翼(302)包括多个齿(350)，所述多个齿位于所述前缘缝翼的所述上表面后部边缘(308)中的至少一个上表面后部边缘的延伸部中，所述多个齿中的每一个齿从所述至少一个上表面后部边缘(308)延伸，并且在所述缩回位置，所述每一个齿延伸直至面对的主要部分(103)的上表面壁(316)的末端。
4.根据权利要求1或2所述的机翼(100)，其特征在于，至少一个上表面壁(416)的与所述前缘缝翼(402)的上表面后部边缘(408)相面对的末端采取堞形形状，并且所述上表面后部边缘(408)采取基本上互补的堞形形状，并且所述上表面后部边缘包括多个齿(450)，所述多个齿中的每一个齿从所述上表面后部边缘(408)延伸，并且在所述缩回位置，所述每一个齿延伸直至面对的主要部分(103)的上表面壁(416)的末端。
5.一种飞行器(10)，包括至少一个根据前述权利要求之一所述的机翼(100)。
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