CN110550185A - 飞行器机翼、飞行器、成套部件和改变机翼构型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞行器机翼(1)，其包括固定翼(3)和位于固定翼(3)的梢部处的翼梢装置(4)，翼梢装置(4)能够相对于固定翼(3)在用于在飞行期间使用的飞行构型(4a)与用于在基于地面的操作期间使用的地面构型(4b)之间旋转，在地面构型中，翼梢装置(4)相对于固定翼(3)旋转，使得机翼(1)的翼展减小。飞行器机翼(1)具有齿轮组件(31)，齿轮组件(31)将翼梢装置(4)联接至致动器(30)，使得致动器(30)驱动翼梢装置(4)在飞行构型与地面构型之间旋转，该齿轮组件(31)包括蜗杆传动装置(32)。本发明还涉及一种飞行器、飞行器机翼的成套部件和改变飞行器机翼的构型的方法。

Description

飞行器机翼、飞行器、成套部件和改变机翼构型的方法

技术领域

本发明涉及包括可折叠机翼的飞行器，并且涉及用于在该飞行器上使用的可折叠机翼。

背景技术

存在载客飞行器越来越大，性能效率越来越高(例如，燃料消耗减少)的趋势，为此，理想的是要具有相应的大的机翼翼展。然而，最大飞行器翼展实际上受到机场操作规则限制，机场操作规则管理在机场各处操纵时所需的各种间隙(比如，用于登机口和安全滑行道的使用所需的翼展和/或离地间隙)。

在一些建议的设计中，飞行器设置有可以具有能够折叠以减小飞行器在地面时的翼展(与飞行器配置用于飞行时相比)的翼梢装置的机翼。然而，这种折叠机翼设计和构建起来相对复杂并且存在许多设计障碍，特别是关于翼梢装置如何联接至用以使翼梢装置在折叠位置与展开位置之间移动的致动器。

本发明试图解决或缓解上述问题中的至少一些问题。替代性地或额外地，本发明试图提供一种包括能够相对于固定翼旋转的翼梢装置的改进的飞行器机翼。替代性地或额外地，本发明试图提供一种具有能够相对于固定翼旋转的翼梢装置的改进的飞行器。替代性地或额外地，本发明试图提供一种通过可旋转的翼梢装置来在飞行构型与地面构型之间改变飞行器机翼的构型的改进的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种飞行器机翼，该飞行器机翼包括固定翼和位于固定翼的梢部处的翼梢装置，翼梢装置能够相对于固定翼在飞行构型与地面构型之间旋转，飞行构型用于在飞行期间使用，地面构型用于在基于地面的操作期间使用，在地面构型中，翼梢装置相对于固定翼旋转，使得机翼的翼展减小，其中，飞行器机翼包括齿轮组件，齿轮组件将翼梢装置联接至致动器，使得致动器驱动翼梢装置在飞行构型与地面构型之间旋转，并且其中，齿轮组件包括蜗杆传动装置。

这可允许齿轮组件的布置方面的更大的灵活性，包括在齿轮组件的齿轮的取向的布置方面的更大的灵活性，这在用于将翼梢装置联接至致动器时是特别有利的，因为容置这种齿轮组件的空间是有限的。此外，翼梢装置在飞行构型与地面构型之间旋转时的运动会是相对复杂的。蜗杆传动装置的使用可以允许相对简单的齿轮组件(下面进一步讨论)。

可选地，翼梢装置通过旋转接头以可旋转的方式联接到固定翼，旋转接头包括相对于翼梢装置旋转固定的从动件和相对于固定翼旋转固定的导引件，使得当翼梢装置旋转时，从动件相对于导引件旋转。

可选地，从动件包括第一环，并且导引件包括第二环，第一环和第二环是同中心的。优选地，从动件位于导引件的径向外侧。替代性地，从动件可以位于导引件的径向内侧。

旋转接头可包括回转环。在这方面，第一环和第二环中的一个可以形成内座圈，而第一环和第二环中的另外一个可以形成外座圈。

从动件或导引件可包括齿条，齿条形成齿轮组件的一部分。优选地，从动件包括所述齿条。

可选地，齿条将翼梢装置联接至蜗杆传动装置。在本发明的实施方式中，齿条将翼梢装置联接至蜗杆传动装置的输出齿轮。

可选地，蜗杆传动装置包括构造成绕输入轴线旋转的输入齿轮和构造成绕输出轴线旋转的输出齿轮。在本发明的实施方式中，输入齿轮和输出齿轮彼此啮合，使得输入齿轮的旋转使输出齿轮旋转(并且输出齿轮的旋转使输入齿轮旋转)。

蜗杆传动装置可以包括蜗杆和蜗轮。应当理解的是，蜗杆是呈螺杆形式的齿轮，蜗轮是与蜗杆接合的齿轮。在这方面，蜗轮的齿与蜗杆的螺杆啮合，使得蜗杆的旋转使蜗轮旋转(并且蜗轮的旋转使蜗杆旋转)。

在本发明的实施方式中，蜗杆包括螺纹，优选地为外螺纹。优选地，螺纹是螺旋形的。

优选地，蜗杆为输入齿轮，并且蜗轮为输出齿轮。替代性地，蜗轮可以为输入齿轮，并且蜗杆可以为输出齿轮。

齿条可以经由至少一个中间传动装置联接至蜗杆传动装置的输出齿轮。在这方面，齿条可以经由至少一个惰轮联接至蜗杆传动装置的输出齿轮。

这是有利的，因为它可以允许蜗杆传动装置的输出齿轮的定位方面的更大的自由度。在这方面，它可以允许蜗杆传动装置定位在更内侧(即朝向飞行器机翼的根部)并且更靠后(即朝向飞行器机翼的后缘)，这里通常有更大的空间来容纳蜗杆传动装置。

应当理解，惰轮是位于两个或更多个传动装置(例如齿轮，齿条等)之间的传动装置，并且联接传动装置(通过与传动装置啮合)。惰轮可以在被其联接在一起的传动装置之间提供间隔，从而允许(被其联接的)传动装置中的一个或更多个传动装置的尺寸减小。

惰轮可以位于安装在蜗杆传动装置的输出轴上的传动装置之间并与之啮合，以便与输出轴和齿条一起旋转。

替代性地，蜗杆传动装置的蜗杆可以与齿条啮合。在这种情况下，齿条可以形成蜗杆传动装置的输出齿轮，即蜗杆传动装置可以包括蜗杆和齿条，其中，蜗杆形成蜗杆传动装置的输入齿轮，齿条包括蜗杆传动装置的输出齿轮。还应当理解，在这种情况下，齿条形成蜗轮(并且可以具有蜗轮的任何所述特征)。

优选地，输入轴线与输出轴线相对于彼此以钝角定向。

优选地，该钝角大于或等于95°并且小于或等于105°，更优选地，大于或等于100°并且小于或等于105°。

在本发明的实施方式中，当沿着与平行于输入轴线和输出轴线的平面垂直的方向观察时，输入轴线与输出轴线相对于彼此以钝角定向。应当理解，是输入轴线和输出轴线在平面中的投影形成钝角。在这方面，输出轴线远离输入轴线的法线向外倾斜。输出轴线倾斜成使得沿着输出轴线从输入轴线和输出轴线的交叉点朝向从动件的方向在沿着输入轴线远离输入轴的最靠近致动器的末端的方向上具有分量。

优选地，输出轴线基本上平行于翼梢装置的旋转轴线。

这可以允许齿轮组件中的后续传动装置(即，齿轮组件的在蜗杆传动装置的输出齿轮与翼梢装置之间的传动装置)具有相对简单的布置，例如其旋转轴线基本上平行于翼梢装置的旋转轴线，从而在这些传动装置中的每个传动装置之间提供相对简单的啮合布置。

优选地，齿轮组件的在蜗杆传动装置的输出齿轮与翼梢装置之间的传动装置各自具有基本上平行于翼梢装置的旋转轴线的旋转轴线。

蜗轮优选地包括螺旋齿。

可选地，致动器包括输出轴，该输出轴绕轴线旋转并且联接至蜗杆传动装置的输入齿轮以使输入齿轮绕输入轴线旋转，并且其中，致动器的输出轴的轴线偏离蜗杆传动装置的输入齿轮的轴线。

这是有利的，因为它可以在致动器能被定位的位置方面提供更大的灵活性。另外，将致动器的输出轴联接至蜗杆传动装置的输入齿轮的一个或多个传动装置可以提供额外的齿轮减速。

优选地，致动器的输出轴经由传动装置联接至蜗杆传动装置的输入齿轮。在这方面，优选地，在致动器的输出轴上安装有齿轮，该齿轮与联接至蜗杆传动装置的输入齿轮的齿轮啮合，使得致动器的旋转使齿轮的输入齿轮旋转。蜗杆传动装置的输入齿轮可以相对于所述齿轮旋转固定。

优选地，致动器的输出轴的轴线平行于蜗杆传动装置的输入轴线。

翼梢装置能够绕旋转轴线在飞行构型与地面构型之间旋转。轴线的取向优选地使得当翼梢装置绕轴线从飞行构型旋转至地面构型时，飞行器机翼的翼展被减小。

可选地，翼梢装置和固定翼沿着穿过机翼的上表面和下表面的倾斜切割表面分离，倾斜切割表面定向成与翼梢装置的旋转轴线正交。

旋转轴线法向于主切割平面定向。主切割平面优选地是倾斜的。切割平面优选地延伸穿过机翼的上表面和下表面。从机翼的根部至切割平面(即，至切割平面与上表面相交的位置)的沿着机翼的上表面的距离可以小于从机翼的根部至切割平面(即，至切割平面与下表面相交的位置)的沿着机翼的下表面的距离。因此，切割平面可以相对于固定翼形成顶切(overcut)。在其他实施方式中，从机翼的根部至切割平面(即，至切割平面与上表面相交的位置)的沿着机翼的上表面的距离可以大于从机翼的根部至切割平面(即，切割平面与下表面相交的位置)的沿着机翼的下表面的距离。因此，切割平面可以相对于固定翼形成底切(undercut)。

主切割平面优选地是将固定翼与翼梢装置分离的假想平面(例如在机翼的设计阶段期间产生的切割平面)。应当理解的是，切割平面并非必须将其自身表现为贯穿整个机翼的深度的物理的、平面的表面。主切割平面对于技术人员而言将是易于识别的。主切割平面可以是翼梢装置在其内旋转的平面。本发明的一些实施方式可以包括用于支持翼梢装置旋转的支承件，比如回转环。支承件可以与旋转轴线同中心。主切割平面可以延伸穿过支承件的厚度，并且通常穿过支承件的中间厚度(即支承件的中间厚度与主切割平面共面)。

旋转轴线可以以与纵向方向成一角度(即，不包括平行或垂直)定向。优选地，该轴线与横向方向成一角度(即，不包括平行或垂直)。优选地，该轴线与竖向方向成一角度(即，不包括平行或垂直)。竖向方向、纵向方向和横向方向可以是相互垂直的。在一些实施方式中，纵向方向、横向方向和竖向方向可以处于绝对参考系中(即，纵向方向是前后方向，横向方向是左右舷方向，并且竖向方向与地面垂直)。纵向方向可以是弦向方向；横向方向可以是展向方向。在其他实施方式中，使用机翼的局部参考系中的纵向方向、横向方向和竖向方向可能是合适的。例如，对于掠翼而言，纵向方向可以替代地沿着机翼的长度，并且横向方向可以沿着机翼的宽度(即，垂直于纵向方向从前缘到后缘测量)。替代性地或附加地，对于具有上反角的机翼而言，竖向方向可以与机翼的平面垂直。在所有情况下，切割平面/轴线定向成使得当翼梢装置绕轴线旋转时机翼的翼展减小。可以通过参照由与飞行器的纵向轴线垂直并与旋转轴线相交的轴线所限定的边界来确定旋转轴线的前部和后部。相对于边界的朝向飞行器的前部的所有点可以被认为是旋转轴线的前部，并且相对于边界的朝向飞行器的后部的所有点可以被认为是旋转轴线的后部。替代性地，前部位置和后部位置可以在机翼的局部参照系中进行确定。边界可以以与旋转轴线相交的方式对准并且平行于机翼的前缘。飞行器机翼可以包括沿大致展向方向延伸的翼梁，并且边界可以以与旋转轴线相交的方式对准并且平行于翼梁。

优选地，翼梢装置能够绕单个旋转轴线旋转。例如，翼梢装置的旋转优选地不是复合旋转的结果(即，由绕单独轴线的多个单独旋转形成的净旋转)。

该轴线优选地与竖向方向成小于45度并且更优选地小于25度的角度。该轴线可以与竖向轴线成15度的角度。已经发现本发明在其中轴线与竖向方向成相对较小的角度的实施方式中是特别有益的，原因在于，轴线的取向导致了较浅的切割平面并且固定翼与翼梢装置之间的界面区域可能因此会相对较大。

根据本发明的第二方面，提供了一种飞行器机翼，该飞行器机翼包括固定翼和位于固定翼的梢部处的翼梢装置，该翼梢装置能够相对于固定翼在用于在飞行期间使用的飞行构型与用于在基于地面的操作期间使用的地面构型之间旋转，在地面构型中，翼梢装置相对于固定翼旋转，使得机翼的翼展减小，翼梢装置通过回转环以可旋转的方式联接至固定翼，飞行器机翼包括齿轮组件，该齿轮组件将翼梢装置联接至致动器，使得致动器驱动翼梢装置在飞行构型与地面构型之间的旋转，其中，齿轮组件包括蜗杆传动装置，该蜗杆传动装置具有输出齿轮，该输出齿轮构造成绕轴线旋转，该轴线基本上平行于翼梢装置的旋转轴线。

本发明的第二方面的飞行器机翼可以具有本发明的第一方面的飞行器机翼的任何特征。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括根据本发明第一方面或第二方面的飞行器机翼的飞行器。

根据本发明的第四方面，提供了一种飞行器机翼的成套部件，该成套部件包括固定翼和翼梢装置，该翼梢装置构造成用于附接到固定翼的梢部，使得翼梢装置能够相对于固定翼在用于在飞行期间使用的飞行构型与用于在基于地面的操作期间使用的地面构型之间旋转，在地面构型中，翼梢装置相对于固定翼旋转以使得机翼的翼展减小，其中，成套部件还包括致动器和齿轮组件，该齿轮组件用于将翼梢装置联接至致动器，使得致动器驱动翼梢装置在飞行构型和地面构型之间旋转，并且其中，齿轮组件包括蜗杆传动装置。

根据本发明的第五方面，提供了一种改变飞行器机翼的构型的方法，飞行器机翼包括固定翼和位于固定翼的梢部处的翼梢装置，该翼梢装置能够相对于固定翼在用于在飞行期间使用的飞行构型于用于在基于地面的操作期间使用的地面构型之间旋转，在地面构型中，翼梢装置相对于固定翼旋转以使得机翼的翼展减小，其中，齿轮组件将翼梢装置联接至致动器，使得致动器驱动翼梢装置在飞行构型与地面构型之间旋转，并且其中，齿轮组件包括蜗杆传动装置，并且该方法包括通过使用致动器来使翼梢装置在飞行构型和地面构型之间旋转。

本发明的第五方面的方法中的飞行器机翼可以具有本发明的前述方面的飞行器机翼的任何特征。

可选地，飞行器和/或旋转接头布置成使得翼梢装置上的在飞行器的使用期间的空气动力载荷和惯性载荷的大部分经由旋转接头传递到固定翼。可选地，翼梢装置上的在飞行器的使用期间的基本上所有的空气动力载荷和惯性载荷经由旋转接头传递到固定翼。

翼梢装置和固定翼可以沿着穿过机翼的上表面和下表面的倾斜切割平面而分离，倾斜切割平面定向成与翼梢装置的旋转轴线正交。倾斜平面和旋转轴线可以使得固定翼和翼梢装置在于飞行构型与地面构型之间旋转时不会发生碰撞。在WO 2015/150835中示出了能够以这种方式旋转的翼梢装置的示例。已经发现，本发明的实施方式在这种类型的可移动翼梢装置方面特别有效，因为在组装期间可获得有限的内部空间。

翼梢装置的旋转轴线的取向优选地使得当翼梢装置绕旋转轴线从飞行构型旋转到地面构型时，飞行器机翼的翼展减小。

切割平面是倾斜的。从机翼的根部至切割平面(即，至切割平面与上表面相交的位置)的沿着机翼的上表面的距离可以小于从机翼的根部至切割平面(即，至切割平面与下表面相交的位置)的沿着机翼的下表面的距离。因此，切割平面可以相对于固定翼形成顶切。在其他实施方式中，从机翼的根部至切割平面(即，至切割平面与上表面相交的位置)的沿着机翼的上表面的距离可以大于从机翼的根部至切割平面(即，切割平面与下表面相交的位置)的沿着机翼的下表面的距离。因此，切割平面可以相对于固定翼形成底切。

优选地，倾斜切割平面是将固定翼和翼梢装置分开的假想平面(例如，在机翼的设计阶段期间形成的切割平面)。应当理解的是，切割平面并非必须将其自身表现为贯穿整个机翼的深度的物理的、平面的表面。

旋转轴线可以以与纵向轴线成一角度(即，不包括平行或垂直)定向。优选地，该轴线与横向方向成一角度(即，不包括平行或垂直)。优选地，该轴线与竖向方向成一角度(即，不包括平行或垂直)。竖向方向、纵向方向和横向方向可以是相互垂直的。在一些实施方式中，纵向方向、横向方向和竖向方向可以处于绝对参考系中(即，纵向方向是前后方向，横向方向是左右舷方向，并且竖向方向与地面垂直)。纵向方向可以是弦向方向；横向方向可以是展向方向。在其他实施方式中，使用机翼的局部参考系中的纵向方向、横向方向和竖向方向可能是合适的。例如，对于掠翼而言，纵向方向可以替代地沿着机翼的长度，并且横向方向可以沿着机翼的宽度(即，垂直于纵向方向从前缘到后缘测量)。替代性地或附加地，对于具有上反角的机翼而言，竖向方向可以与机翼的平面垂直。

优选地，翼梢装置能够绕单个旋转轴线旋转。例如，翼梢装置的旋转优选地不是复合旋转的结果(即，由绕单独轴线的多个单独旋转形成的净旋转)。

该角度优选地为倾斜角度。该轴线优选地与竖向方向成小于45度并且更优选地小于25度的角度。该轴线可以与竖向轴线成15度的角度。已经发现本发明在其中轴线与竖向方向成相对较小的角度的实施方式中是特别有益的，原因在于，轴线的取向导致了较浅的切割平面并且固定翼与翼梢装置之间的界面区域可能因此会相对较大。

在飞行构型中，翼展可能超出机场兼容性限制。在地面构型中，翼展可以减小成使得翼展(其中，翼梢装置处于地面构型)小于或大致等于机场兼容性限制。机场兼容性限制是翼展限制(例如，与对于建筑物、标志、其他飞行器等的间隙约束有关)。兼容性限制优选地是门限制。

翼梢装置可以是翼梢延伸部；例如，翼梢装置可以是平面的梢端延伸部。在其他实施方式中，翼梢装置可以包括非平面装置比如小翼或者由非平面装置比如小翼组成。

在飞行构型中，翼梢装置的后缘优选地是固定翼的后缘的延续。翼梢装置的前缘优选地是固定翼的前缘的延续。优选地，存在从固定翼至翼梢装置的平滑过渡。应当领会的是，即使在固定翼与翼梢装置之间的接合部处的扫掠或扭曲中发生变化的情况下，仍可以存在平滑过渡。然而，在固定翼与翼梢装置之间的接合部处优选地不存在间断。翼梢装置的上表面和下表面可以是固定翼的上表面和下表面的延续。固定翼相对于翼梢装置的翼展比可以使得固定翼包括飞行器机翼的总翼展的70％、80％、90％或更多。

当翼梢装置处于地面构型时，结合有机翼的飞行器可能不适于飞行。飞行器优选地构造成使得在飞行期间翼梢装置无法移动至地面构型。飞行器可以包括用于感测飞行器何时处于飞行中的传感器。当传感器感测到飞行器处于飞行中时，控制系统优选地设置成使得没有使翼梢装置移动至地面构型的可能性。

飞行器可以是任何飞行器，例如有人控制飞行器或无人飞行器。更优选地，飞行器为载客飞行器。载客飞行器优选地包括客舱，客舱包括用于容置多个乘客的多行和多列座椅单元。飞行器的容纳量可以为至少20个、更优选地为至少50个乘客、并且更优选地多于50个乘客。飞行器优选地是动力飞行器。飞行器优选地包括用于推动飞行器的发动机。飞行器可以包括装于机翼的并且优选地装于机翼下方的发动机。

当然，应当领会的是，参照本发明的一方面所描述的特征可以结合到本发明的其他方面中。例如，本发明的任何方面的方法可以结合参考本发明的任何方面的装置描述的任何特征，反之亦然。

通过以下描述，本发明的其他优选的和有利的特征将是明显的。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1a示出了根据本发明的第一实施方式的载客飞行器的掠翼的立体图，其中，机翼的翼梢装置被示出处于飞行构型(以虚线示出)和处于地面构型(以实线示出)；

图1b示出了载客飞行器的正视图，其中，翼梢装置处于飞行构型；

图2示出了当翼梢装置处于飞行构型时图1a中的机翼的端部区域的平面图，该平面图示出了飞行器机翼的旋转接头，并且其中，为了说明的目的，省略了翼梢装置和固定翼的机翼蒙皮的一部分；

图3a示出了图1至图3中所示的飞行器机翼的立体示意图(其中省略了上蒙皮以示出机翼和翼梢装置的一些内部结构)，其中，翼梢装置处于飞行构型；

图3b示出了与图3a的视图对应的视图，但是在图3b中翼梢装置朝地面构型旋转；

图4示出了将翼梢装置联接至固定翼的旋转接头的区域的立体图；

图5示出了图4中区域G的放大图，其中，为了说明的目的，蜗杆传动装置的壳体被省略；

图6是图1至图5中所示的飞行器机翼的旋转接头以及飞行器机翼的致动器和齿轮组件的一部分的沿着翼梢装置的旋转轴线获取的视图；

图7是图6中所示的飞行器机翼的旋转接头、致动器和齿轮组件的一部分的沿着马达的输出轴的轴线获取的视图；

图8示出了图6和图7中示出的飞行器机翼的旋转接头、致动器和齿轮组件的一部分的侧视图；

图9示出了图8中的区域H的放大图，其中，为了说明的目的，蜗杆传动装置的蜗杆被省略；以及

图10a至图10c分别示出了根据本发明的第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式的飞行器机翼的旋转接头的一部分的立体图。

具体实施方式

图1a是根据本发明的第一实施方式的飞行器2的飞行器机翼1的立体图。飞行器机翼1包括固定翼3和翼梢装置4。

飞行器2是一种载客飞行器，该载客飞行器包括客舱，客舱包括用于容置多个乘客——在这种情况下，为超过50个乘客——的多行和多列座椅单元。飞行器具有一对机翼1。飞行器是动力飞行器，并且包括安装于机翼1下方的、用于推动飞行器2的发动机92。

固定翼3从飞行器的机身沿展向方向从根部20向外延伸至梢部21。固定翼3还沿弦向方向从前缘5延伸至后缘7。

翼梢装置4位于固定翼3的在外侧的梢部21处。在所描述的实施方式中，翼梢装置4呈平面的翼梢延伸部的形式，但是本发明也适用于其他类型的翼梢装置(例如非平面的翼梢装置，比如小翼)。

翼梢装置4能够在飞行构型4a(图1a中的虚线所示)与地面构型4b(图1a中的实线所示)之间移动。当翼梢装置4处于飞行构型时，其沿展向方向从位于固定翼3的梢部21处的内侧端24向外延伸到梢部25。翼梢装置4还沿弦向方向从前缘5’延伸至后缘7’。

在飞行构型中，翼梢装置4的前缘5’和后缘7’是固定翼3的前缘5和后缘7的延续。此外，翼梢装置4的上表面和下表面是固定翼3的上表面和下表面的延续。因此，从固定翼3至翼梢装置4存在平滑过渡。

应当领会的是，即使在固定翼3与翼梢装置4之间的接合部处的扫掠或扭曲中发生变化的情况下，仍可以存在平滑过渡。然而，在固定翼3与翼梢装置4之间的接合部处优选地不存在间断。

翼梢装置4被布置处于用于飞行的飞行构型。因此，在飞行构型中，翼梢装置4使飞行器的翼展增大(由此提供有益的空气动力学效果，例如减小了诱导阻力的分量以及增大了升力)。原则上，理想的是始终保持该较大翼展并且仅具有较大的固定翼。然而，最大飞行器翼展实际上受机场操作规则限制，机场操作规则管理在机场各处操纵时所需的各种间隙(比如，用于登机口和安全滑行道的使用所需的翼展和/或离地间隙)。在这方面，在飞行构型中，翼展可能超过机场兼容性门限制。因此，翼梢装置4能够移动至地面构型以便在飞行器处于地面上时使用。

在地面构型4b中，翼梢装置4从上述飞行构型折叠，使得翼梢装置4向后(向机尾)旋转，从而以弧形扫掠。当翼梢装置4处于地面构型时，机翼1的翼展(与当翼梢装置4处于飞行构型时相比)减小，并且飞行器2因此符合上述机场间隙等。在这方面，在地面构型中，翼展可以减小成使得翼展(其中翼梢装置处于地面构型)小于或基本上等于机场兼容性门限制。

当翼梢装置4处于地面构型时，结合有机翼1的飞行器2不适于飞行。飞行器2构造成使得在飞行期间翼梢装置4无法移动至地面构型。飞行器2包括用于感测飞行器何时处于飞行中的传感器。当传感器感测到飞行器2处于飞行中时，控制系统设置成使得没有使翼梢装置4移动至地面构型的可能性。

参照图2，飞行器机翼1包括旋转接头10。旋转接头10将翼梢装置4以可旋转的方式联接至固定翼3，以允许翼梢装置4绕旋转轴线B在飞行构型4a与地面构型4b之间旋转。

参照图3a和图3b，为了实现上述运动，翼梢装置4和固定翼3沿着穿过机翼1的上表面和下表面的倾斜切割平面13分离。翼梢装置4的旋转轴线B在垂直于倾斜切割平面13的方向上延伸。旋转轴线B相对于所有三个相互垂直的轴线X、Y和Z(即弦向、展向和竖向)以锐角定向。

倾斜平面13和旋转轴线B使得当翼梢装置4在飞行构型与地面构型之间旋转时，固定翼3和翼梢装置4不会发生碰撞。在WO 2015/150835中示出了可以以这种方式旋转的翼梢装置4的示例，该申请的内容通过参引并入本文。

飞行器2设置成使得翼梢装置4上的在飞行器的使用期间的基本上所有的空气动力载荷和惯性载荷经由旋转接头10传递到固定翼3。

旋转接头10呈回转环的形式，其包括外座圈8和内座圈9(参见图2)。内座圈9和外座圈8中的每一者基本上都是圆形的环。内座圈9同中心地安装在外座圈8内，外座圈8布置成绕内座圈9旋转。

内座圈9与固定翼3成一体，使得内座圈9相对于固定翼3旋转固定。

外座圈8旋转固定到翼梢装置4，使得翼梢装置4绕旋转轴线B与外座圈8一起在飞行构型与地面构型之间旋转。在这方面，外座圈8附接至翼梢装置4的内侧肋。

内座圈9嵌套在外座圈8内并且与外座圈8同中心。在这方面，外座圈8和内座圈9都以翼梢装置4的旋转轴线B为中心。

外座圈8布置成绕旋转轴线B旋转。在内座圈9与外座圈8之间——即在内座圈9的径向外表面与外座圈8的径向内表面之间——设置有呈被提供有低摩擦聚合物涂层的钢制圆柱形环(未示出)形式的轴承元件，以支持外座圈8绕内座圈9的旋转。在这方面，外座圈8用作从动件，而内座圈9用作导引件，以引导外座圈8的旋转。应当理解的是，可以使用任何合适的轴承装置。

飞行器机翼1还包括原动机30和齿轮组件31，齿轮组件31将原动机30联接至翼梢装置4，以使翼梢装置4在飞行构型4a与地面构型4b之间旋转。

更详细地，原动机30是呈电动马达30形式的致动器。电动马达30构造成绕旋转轴线A(参见图5)驱动输出轴40。

呈齿轮41形式的致动器输出齿轮安装在输出轴40上，并且旋转固定至轴，以使其与轴40一起旋转。

蜗杆传动装置32包括呈蜗杆34(参见图8)形式的输入齿轮和呈蜗轮35(参见图5)形式的输出齿轮。蜗杆34和蜗轮35容纳在壳体49中，壳体49固定到马达30的外壳。在这方面，壳体49被旋转固定。电动马达30和齿轮组件31安装至固定翼3。

蜗杆34是呈设置有外螺旋螺纹45的螺杆形式的传动装置。

蜗轮35呈设置有绕其周缘分布的螺旋齿38的齿轮的形式。蜗轮35的齿38与蜗杆34的螺纹啮合，使得蜗杆34的旋转使蜗轮35旋转(并且蜗轮35的旋转使蜗杆34旋转)。

呈齿轮形式的联接齿轮44与致动器输出齿轮41啮合。联接齿轮44固定到蜗杆34的一端，使得通过原动机30(经由致动器输出齿轮41)引起的联接齿轮44的旋转使蜗杆34绕旋转轴线C(在固定轴50上)旋转，旋转轴线C将被称为输入轴线C(参见图8)。

蜗杆34通过设置在蜗杆34的相反的轴向端部处的第一轴承组件和第二轴承组件以可旋转的方式安装在壳体中。图7示出了第二轴承组件的横截面图。第一轴承组件未在图中示出，但是应当理解，它与第二轴承组件相同，但是设置在蜗杆34的相反轴向端部处，即邻近联接齿轮44。每个轴承组件包括内座圈61和外座圈62，在内座圈61与外座圈62之间设置有多个滚动支承元件(未示出)。内座圈61旋转固定到蜗杆(即，蜗杆34的其上安装有螺旋螺纹45的圆柱形外表面)，并且外座圈62旋转固定到壳体49的径向内表面。

输入轴线C和电动马达30的输出轴40的旋转轴线A彼此基本平行(参见图9)。此外，输入轴线C和原动机30的输出轴40的旋转轴线A彼此偏移，即它们彼此不同轴。在这方面，致动器输出齿轮41和联接齿轮44的使用允许蜗杆传动装置32的输入轴线C偏离电动马达30的输出轴40。

这是有利的，因为其在电动马达30可以定位的位置方面提供了更大的灵活性(例如，相对更后)。另外，这提供额外的齿轮减速(在电动马达31与翼梢装置4之间)。

蜗轮35固定地安装在(蜗杆传动装置32的)输出轴39上，使得蜗轮35和输出轴39绕轴线D旋转，该轴线D将被称为输出轴线D。

因此，蜗杆34与蜗轮35接合，使得蜗杆34的旋转(绕输入轴线C)使蜗轮35(绕输出轴线D)旋转。

与常规的蜗杆传动装置(其输入轴线和输出轴线彼此垂直)不同的是，该输入轴线C和输出轴线D相对于彼此以钝角θ倾斜。

在这方面，当沿着与平行于输入轴线C和输出轴线D的平面P(参见图9)垂直的方向观察时，输入轴线C和输出轴线D相对于彼此以钝角θ定向。应当理解的是，是输入轴线和输出轴线在平面P中的投影形成钝角θ。输出轴线D远离输入轴线C的法线N向外侧(即，当处于飞行构型时朝向翼梢装置4的梢部)倾斜。

在这方面，输出轴线D相对于法线N倾斜，使得沿着输出轴线D从输入轴线C和输出轴线D的交叉点朝向外座圈8的方向在沿着输入轴线C远离蜗杆34的设置有联接齿轮44的端部的方向上具有分量。

在当前所述实施方式中，钝角θ为102.5°。

输出轴线D基本上平行于翼梢装置4的旋转轴线B。这可以允许齿轮组件31中的后续传动装置(即齿轮组件31的在蜗轮35与翼梢装置4之间的传动装置)具有相对简单的布置。在这方面，允许齿轮42、惰轮33和齿条43(见下文)具有各自与翼梢装置4的旋转轴线B基本上平行的旋转轴线，从而在这些传动装置中的每个传动装置之间提供相对简单的啮合布置。

为了适应输出轴线D的钝角取向，蜗轮35的齿38是螺旋形的(参见图9)，即齿38各自画出绕蜗轮35的旋转轴线延伸的螺旋的一部分的形状。

齿轮42固定地安装在蜗杆传动装置32的输出轴39上且在蜗轮35的相反端部处，以与输出轴39一起旋转。

外座圈8的外周的一部分设置有沿周向方向分布的多个齿，以形成齿条43。

惰轮33呈齿轮形式并安装在可旋转轴上以绕轴线旋转。惰轮33设置在齿条43和齿轮42之间，并且惰轮33的齿与齿条43和齿轮42的齿接合，以便将它们以可旋转的方式联接在一起。

惰轮33的优点在于允许蜗杆传动装置32的输出轴39的定位具有更大的自由度。在这方面，这允许蜗杆传动装置32定位在更内侧和更靠后，此处通常有更多空间容纳蜗杆传动装置32。

因此，电动马达30通过齿轮组件31联接到外座圈8，以使外座圈8旋转，齿轮组件31包括致动器输出齿轮41、联接齿轮44、蜗杆34、蜗轮35、齿轮42、惰轮33和齿条43。

在这方面，电动马达30的旋转使致动器输出齿轮41旋转，致动器输出齿轮41使联接齿轮44旋转，联接齿轮44使蜗杆34旋转，蜗杆34使蜗轮35旋转，蜗轮35使齿轮42旋转，齿轮42使惰轮33旋转，惰轮33使齿条43旋转。

由于外座圈8固定到翼梢装置4的内侧肋34，这又使翼梢装置4绕旋转轴线B在飞行构型4a与地面构型4b之间旋转。电动马达30和齿轮组件31布置成使外座圈8在绕轴线B的两个旋转方向(即顺时针方向和逆时针方向)上旋转，以使翼梢装置4从飞行构型旋转至地面构型以及从地面构型旋转至飞行构型。

齿轮组件31是减速传动装置。在这方面，齿轮组件31构造成将电动马达30的高速低扭矩输入转换成翼梢装置4的低速高扭矩(应该理解，术语“高”和“低”是彼此相对使用的)。传动装置31的输入输出齿轮比为292.4:1，即电动马达30必须旋转292.4次以使外座圈8旋转一整圈。相反地，对于电动马达30的每一转，外座圈8旋转0.00342圈，相当于1.23°。

旋转接头10还包括锁定机构组件(未示出)，该锁定机构组件构造成选择性地锁定旋转接头10，使得翼梢装置4在飞行构型4a或地面构型4b中被锁定。

参照图10a，示出了根据本发明的第二实施方式的飞行器机翼的旋转接头110的一部分。除了下面描述的不同之处外，本发明的第二实施方式与本发明的第一实施方式相同。相应的特征被给予增加了100的相应的附图标记。

第二实施方式的飞行器机翼(和旋转接头110)与第一实施方式的飞行器机翼(和旋转接头)相同，不同之处在于蜗杆134直接与外座圈8的齿条(图10a中不可见)接合，以使外座圈8(在飞行构型与地面构型之间)旋转。在这种情况下，蜗杆134形成蜗杆传动装置的输入齿轮，并且齿条形成蜗杆传动装置的输出齿轮。

在这方面，在该实施方式中，不存在蜗轮135、输出轴139、齿轮142和惰轮133，而蜗杆134的齿替代地直接与齿条的齿接合。

图10b示出了根据本发明的第三实施方式的飞行器机翼的旋转接头210的一部分。除了下面描述的不同之处外，本发明的第三实施方式与本发明的第二实施方式相同。对应的特征被给予增加了100(相对于第二实施方式的附图标记)的相应的附图标记。

本发明的第三实施方式与本发明的第二实施方式相同，不同之处在于蜗杆234和齿条位于与第二实施方式中的周向位置不同的周向位置(绕旋转轴线B)。

参照图10c，示出了根据本发明的第四实施方式的飞行器机翼的旋转接头310的一部分。除了下面描述的不同之处外，本发明的第四实施方式与本发明的第二实施方式相同。对应的特征被给予增加了200(相对于第二实施方式的附图标记)的相应的附图标记。

第四实施方式的飞行器机翼(和旋转接头310)与第二实施方式的飞行器机翼(和旋转接头)相同，不同之处在于内座圈309相对于翼梢装置旋转固定，使得内座圈309与翼梢装置一起旋转，并且外座圈308固定至固定翼。因此，在该实施方式中，内座圈309用作从动件，外座圈308用作导引件，以引导内座圈309的旋转。

齿条(未示出)设置在环形凸缘370上，环形凸缘370在外座圈308的下表面的下方从内座圈309轴向延伸。

如在第二实施方式和第三实施方式中那样，蜗杆334直接与齿条啮合。然而，在该实施方式中，这使内座圈309旋转以使翼梢装置旋转。

虽然已经参照特定实施方式对本发明进行了描述和说明，但是本领域的普通技术人员应当领会的是，本发明本身具有本文中未具体说明的许多不同变型。

例如，在所述实施方式中，蜗杆是输入齿轮，蜗轮是输出齿轮。替代性地，蜗轮可以是输入齿轮，蜗杆可以是输出齿轮。

在所述实施方式中，齿条设置在从动件上，即设置在与翼梢装置一起旋转的座圈上。替代性地，齿条可以设置在导引件上，即设置在相对于固定翼旋转固定的座圈上。在这种情况下，电动马达30和齿轮组件31的在电动马达30与齿条43之间的传动装置将安装在翼梢装置4中。电动马达30的旋转将引起蜗杆传动装置32、电动马达30和齿轮组件31的在电动马达30与齿条43之间的传动装置绕齿条43(其旋转固定到固定翼3)旋转，从而使翼梢装置4绕旋转轴线B在飞行构型与地面构型之间旋转。这种布置可以用于上述实施方式中的任何实施方式。

在所述实施方式中，翼梢装置是平面的梢部延伸部。在其他实施方式中，翼梢装置可以包括非平面装置比如小翼或者由非平面装置比如小翼组成。

在所述实施方式中，原动机30是呈电动马达30形式的致动器。应当理解的是，可以使用任何合适的致动器，包括例如液压或气动致动器。

飞行器可以是任何类型的飞行器，包括任何航空器，例如有人驾驶飞行器或无人飞行器(UAV)。然而，该飞行器优选地是载客飞行器。

在于前面的描述中提及了具有已知的、明显的或可预见的等同物的整体或元件的情况下，这些等同物如同单独阐述的一样结合到本文中。应当参照权利要求书来确定本发明的真实范围，本发明应当被解释为包含任何此类等同物。读者也将理解的是，被描述为优选、有利、方便等的本发明的整体或特征是可选的并且不限制独立权利要求的范围。而且，要理解的是，这种可选的整体或特征尽管在本发明的某些实施方式中可能是有益的，但在其他实施方式中可能不是理想的，并且因此可以不存在。在前面的描述中使用“或者”的情况下，其意思是“和/或”。

Claims (19)

1.一种飞行器机翼，包括固定翼和位于所述固定翼的梢部处的翼梢装置，所述翼梢装置能够相对于所述固定翼在飞行构型与地面构型之间旋转，所述飞行构型用于在飞行期间使用，所述地面构型用于在基于地面的操作期间使用，在所述地面构型中，所述翼梢装置相对于所述固定翼旋转以使得所述飞行器机翼的翼展减小，

其中，所述飞行器机翼包括齿轮组件，所述齿轮组件将所述翼梢装置联接至致动器，使得所述致动器驱动所述翼梢装置在所述飞行构型与所述地面构型之间旋转，

并且其中，所述齿轮组件包括蜗杆传动装置。

2.根据权利要求1所述的飞行器机翼，其中，所述翼梢装置通过旋转接头以可旋转的方式联接至所述固定翼，所述旋转接头包括从动件和导引件，所述从动件相对于所述翼梢装置旋转固定，所述导引件相对于所述固定翼旋转固定，使得当所述翼梢装置旋转时，所述从动件相对于所述导引件旋转，并且其中，所述从动件或所述导引件包括齿条，所述齿条形成所述齿轮组件的一部分。

3.根据权利要求2所述的飞行器机翼，其中，所述从动件包括所述齿条。

4.根据权利要求2或3所述的飞行器机翼，其中，所述齿条经由中间传动装置联接至所述蜗杆传动装置的输出齿轮。

5.根据权利要求2或3所述的飞行器机翼，其中，所述蜗杆传动装置包括蜗杆，所述蜗杆与所述齿条啮合。

6.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述蜗杆传动装置包括输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮构造成绕输入轴线旋转，所述输出齿轮构造成绕输出轴线旋转，并且其中，所述输入轴线和所述输出轴线相对于彼此以钝角定向。

7.根据权利要求6所述的飞行器机翼，其中，所述输出轴线基本上平行于所述翼梢装置的旋转轴线。

8.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述蜗杆传动装置包括蜗杆和蜗轮。

9.根据权利要求8所述的飞行器机翼，其中，所述蜗杆是所述蜗杆传动装置的输入齿轮，并且所述蜗轮是所述蜗杆传动装置的输出齿轮。

10.根据权利要求8或9在从属于权利要求6或7时所述的飞行器机翼，其中，所述蜗轮包括螺旋齿。

11.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述致动器包括输出轴，所述输出轴绕轴线旋转并且联接至所述蜗杆传动装置的输入齿轮，以使所述输入齿轮绕输入轴线旋转，并且其中，所述致动器的所述输出轴的所述轴线偏离所述蜗杆传动装置的所述输入齿轮的所述输入轴线。

12.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述翼梢装置和所述固定翼沿着倾斜切割平面分离，所述倾斜切割平面穿过所述飞行器机翼的上表面和下表面，所述倾斜切割平面法向于所述翼梢装置的旋转轴线定向。

13.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述蜗杆传动装置具有输出齿轮，所述输出齿轮构造成绕与所述翼梢装置的旋转轴线基本上平行的轴线旋转。

14.根据权利要求13所述的飞行器机翼，其中，所述翼梢装置通过回转环以可旋转的方式联接至所述固定翼。

15.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述翼梢装置是翼梢延伸部。

16.一种飞行器，包括根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼。

17.一种飞行器机翼的成套部件，所述成套部件包括固定翼和翼梢装置，所述翼梢装置构造成用于附接至所述固定翼的梢部，使得所述翼梢装置能够相对于所述固定翼在飞行构型与地面构型之间旋转，所述飞行构型用于在飞行期间使用，所述地面构型用于在基于地面的操作期间使用，在所述地面构型中，所述翼梢装置相对于所述固定翼旋转以使得所述飞行器机翼的翼展减小，

其中，所述成套部件还包括致动器和齿轮组件，所述齿轮组件用于将所述翼梢装置联接至所述致动器，使得所述致动器驱动所述翼梢装置在所述飞行构型与所述地面构型之间旋转，

并且其中，所述齿轮组件包括蜗杆传动装置。

18.一种改变飞行器机翼的构型的方法，所述飞行器机翼包括固定翼和位于所述固定翼的梢部处的翼梢装置，所述翼梢装置能够相对于所述固定翼在飞行构型与地面构型之间旋转，所述飞行构型用于在飞行期间使用，所述地面构型用于在基于地面的操作期间使用，在所述地面构型中，所述翼梢装置相对于所述固定翼旋转以使得所述飞行器机翼的翼展减小，

其中，齿轮组件将所述翼梢装置联接至致动器，使得所述致动器驱动所述翼梢装置在所述飞行构型与所述地面构型之间旋转，

并且其中，所述齿轮组件包括蜗杆传动装置，并且所述方法包括使用所述致动器来使所述翼梢装置在所述飞行构型与所述地面构型之间旋转。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述飞行器机翼是根据权利要求1至15中的任一项所述的飞行器机翼。