CN113619771A - 用于复合升力面的后缘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于复合升力面的后缘，所述后缘包括：翼梁；包括自由缘的上面板和下面板；密封件；以及长形型材，所述长形型材遵循所述后缘的翼展方向位于所述面板上，并且所述长形型材包括腹板以及第一凸缘部分和第二凸缘部分，所述腹板沿所述后缘的翼展方向延伸，所述第一凸缘部分和第二凸缘部分在不同高度处相对于彼此延伸且在其之间具有过渡区域，所述第一凸缘部分被配置成至少将所述密封件的一部分保持在其下，并且所述第二凸缘部分被配置成接触所述面板，所述第一凸缘部分将所述密封件固定至所述面板，并且所述第二凸缘部分将所述长形型材固定至所述面板。

Description

用于复合升力面的后缘
技术领域
本发明涉及一种尾翼或机翼结构的后缘。更具体地，该后缘是这样一种后缘，其包括完全集成在多冀梁抗扭箱中的单元概念。
背景技术
飞行器升力面包括作为其主要支撑结构的抗扭箱，其中，前缘和后缘附接至该抗扭箱；并且此外包括附接至该后缘或该前缘的控制面，比如襟翼、方向舵或升降舵。
前缘附接至抗扭箱的前冀梁。后缘附接至抗扭箱的后冀梁，并且后缘允许安装和移动控制面以完成飞行器升力面。
抗扭箱的已知的结构设计是多冀梁抗扭箱。多冀梁抗扭箱包括沿翼展方向延伸的多个冀梁。冀梁进而至少包括凸缘和腹板，从而产生封闭的单元。
抗扭箱包括上蒙皮面板和下蒙皮面板，该上蒙皮面板和下蒙皮面板是在上部部分和下部部分封闭整个抗扭箱的元件。
后缘是在抗扭箱的最后冀梁后面的自由缘，并且该后缘包括上蒙皮面板和下蒙皮面板、与控制面处于接口连接的可移除密封型材、以及安装部分。由于系统、设备和控制面安装，因此后缘包括可移除通道面板。密封型材通常通过可移除金属型材来安装。
通道面板必须满足某些要求：
·空气动力学要求，比如空气阻力低。
·抵抗气动力。
·强度和刚度要求，以避免屈曲和明显变形。
常规后缘面板(即，非集成后缘的面板)通过使用夹层结构而被加强。
集成结构是这样一种结构，在该结构中，经受不同应力(剪应力、正应力等)的不同结构元件是一次性或一次制造、或从单件材料开始。
多冀梁集成升力面的后缘是一次进料法制造的，因此该后缘是整体的，并且通道面板不能通过夹层结构加强。
在整体面板的情况下，有必要增加厚度来保证面板的合适的硬度。但是在薄的且纤细的元件(像后缘面板)中，厚度增加必须非常明显。
多冀梁后缘分析表明，总是在后缘的自由缘上产生最大变形。并且下面板的屈曲形状表明，屈曲的开始也是在面板的自由缘中产生。分析表明，后缘面板的载荷最大的区域刚好邻近自由缘。
另外，还已知多冀梁单元概念基于由C形复合形式制成的翼梁，C形复合形式的翼梁凸缘在后缘的截面中沿蒙皮弦向方向延伸。
由于多冀梁设计指南，因此在后缘的最后单元中仅允许两种型式的纤维辅层。由于热成型过程和模制过程，其他型式的纤维辅层被禁用，这是因为所有层必须在翼梁上开始，否则它们在制造过程期间移动。
具体地，可以采用具有C形或具有L形的型式。结果，在这种类型的后缘加强中，单元的某些部分必须加大尺寸，并且结果是整个后缘加大尺寸，从而增加了材料、人工成本、以及重量。
发明内容
本发明一个目的是一种用于复合升力面的后缘。该后缘是这样一种后缘，其至少包括沿后缘的翼展方向延伸的翼梁、以及从翼梁延伸的上面板和下面板(或者由从所述翼梁延伸的分开的面板构成、或者由形成集成后缘的同一面板构成)。
上面板和下面板包括四个边缘。上面板和下面板在后缘的弦向方向上在与翼梁相邻的边缘相对的边缘中包括自由缘。面板的自由缘由于被配置成用于附接控制面的后缘的开口而产生。
后缘还包括密封件，该密封件被安装以抵靠面板密封可移动的控制面，从而封闭面板与可移动的控制面之间的间隙。
根据本发明，后缘进一步包括连结至上面板和/或下面板的长形型材。
长形型材在本发明中被解释为长且薄的型材。型材是指要被切割成材料片材(比如层压塑料、铝合金或钢板)的热轧/挤压/模压成形/锻造成形件。
所述长形型材遵循所述后缘的翼展方向、在所述翼梁与所述上面板和/或下面板的自由缘之间、并且与所述翼梁相比更靠近所述自由缘而位于所述上面板和/或下面板上。
所述型材包括腹板、以及第一凸缘部分和第二凸缘部分，所述第一凸缘部分和所述第二凸缘部分在其之间具有过渡区域。所述腹板沿所述后缘的翼展方向垂直于所述面板限定的平面而延伸。第一凸缘部分和第二凸缘部分在不同高度处相对于彼此延伸。所述第一凸缘部分被配置成至少将所述密封件的一部分保持在其下，所述第二凸缘部分被配置成接触所述面板。所述第一凸缘部分将所述密封件固定至所述面板，所述第二凸缘部分将所述长形型材固定至所述面板。
因此，本发明的目的是使用与固定空气动力密封件所使用的相同型材来使后缘整体面板变硬。为整体面板(即，一次进料法制造的具有多冀梁结构的面板)提供多功能型材，而不是像本领域现有技术已知的那样增加面板的厚度。
因此，本发明允许在不增加面板厚度的情况下、且不需要增加夹层结构的情况下来使面板变硬。另外，本发明提供一种结构，该结构在不必移除型材的情况下而允许替换密封件。
所有面板在其四个边缘中的三个边缘上始终由后缘翼肋和翼梁或铰链支撑，并且具有一个自由缘。如前所述，在厚度增加的情况下，整个面板在相同等级上被加强，并且在载荷较小的区域也尺寸过大。
另外，长形型材能够固定其他元件，比如密封件。
本发明的后缘包括以下优点：
·允许以一次制造具有多冀梁结构的后缘，并且同时为后缘面板提供足够的硬度。
·所涉及的部件数量更少。
·使用型材作为电气结合带的可能性。
·重量减小。
·成本降低。
型材的矩形部分(第一凸缘部分和第二凸缘部分)的惯性矩随其高度而增大。并且，在型材的腹板与面板的自由缘之间的距离减小时，型材的矩形部分的惯性矩更有效。
如前所述，本发明的目的是后缘可以被集成。
一种复合升力面也是本发明的目的，该复合升力面包括前缘、抗扭箱、以及附接至抗扭箱且根据以上所述的后缘。
本发明最终的目的是一种飞行器，该飞行器包括根据上文的复合升力面。
附图说明
为了完成描述并且为了更好地理解本发明，提供一组附图。所述附图形成说明书的一体部分、并展示了本发明的优选实施例。这些附图包括以下图。
图1示出了具有根据本发明的后缘的飞行器升力面的示意性截面视图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的后缘的详细视图。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的后缘的详细视图。
图4示出了具有带有根据本发明的后缘的升力面的飞行器。
具体实施方式
图1披露了一种飞行器升力面1，包括作为其主要支撑结构的抗扭箱3，其中，前缘4和后缘2附接至抗扭箱3。如在这种情况下，控制面8，比如襟翼、方向舵或升降舵，也附接至后缘2。
图1在所示的截面中还披露了后缘2，该后缘包括在后缘2的翼展方向上定位的、基本上平行于抗扭箱后冀梁20的翼梁22。图1还披露了上面板和下面板9，该上面板和下面板朝后缘翼梁22延伸，并且在与面板9的更靠近后缘翼梁22的边缘相对的边缘处包括自由缘23。
如图1所示，后缘2还包括密封件5，该密封件被配置成用于抵靠面板9密封控制面8。密封件5在上面板和下面板9的自由端部23附近通过长形型材7而连结至上面板和下面板。
图2和图3披露了本发明的长形型材7的两个不同的实施例。长形型材7遵循后缘2的翼展方向、在后缘翼梁22与面板自由缘23之间而安装在上面板和/或下面板9上。与后缘翼梁22相比，长形型材7被定位为更靠近自由缘23。
长形型材7包括腹板71、第一凸缘部分和第二凸缘部分72，73、以及在第一凸缘部分与第二凸缘部分之间的过渡区域74。腹板71沿后缘2的翼展方向垂直于面板9所限定的平面而延伸。第一凸缘部分和第二凸缘部分72，73在不同高度处相对于彼此、相对于腹板71以及相对于面板9所限定的平面而延伸。
第一凸缘部分72被配置成至少将密封件5的一部分保持在其下，第二凸缘部分73被配置成接触面板9。第一凸缘部分72将密封件5固定至面板9，第二凸缘部分73将长形型材7固定至面板9。
长形型材7被定位在面板自由缘23以及与所述面板自由缘23相距面板9的弦向长度的1/3长度位置之间。因此，长形型材被定位为使得腹板71位于载荷最大的区域。
在所示的实施例中，长形型材7的弦向长度(其最短尺寸)在面板9的弦向长度的5％与15％之间。
另外，在所示的实施例中，腹板71的高度为面板9的弦向长度的约5％，这足以使面板变硬，从而避免屈曲现象。
图2示出了长形型材7的第一实施例，在该实施例中，第一凸缘部分和第二凸缘部分72，73沿后缘2的弦向方向连续延伸。在这种情况下，腹板71位于长形型材7的靠近后缘翼梁22的一端。
图3示出了长形型材7的第二实施例，在该第二实施例中，腹板71位于第一凸缘部分与第二凸缘部分72，73之间。
图2和图3示出了包含斜坡的过渡区域74，但也可以使用其他构型。
优选地，后缘2进一步包括将第一凸缘部分72和密封件5固定至面板9的可移除紧固件6。以这种方式，在需要时可以替换密封件。
此外，后缘2可以进一步包括将第二凸缘部分73固定至面板9的铆钉40。优选地，将使用实心、hi-lock或hi-lite铆钉。
作为优点，使用不同类型的紧固件来固定长形型材避免了在必须替换密封件时拆卸整个型材。这节省了时间并降低了成本。
如前所述，后缘2包括密封件5，该密封件被配置成用于抵靠面板9密封控制面8。密封件5通过长形型材7的第一凸缘部分72而连结至后缘2的上面板和/或下面板9。因此，长形型材7还用于帮助将密封件5固定至面板9。
在实施例中，密封件5由橡胶制成。
根据另一个优选的实施例，密封件5包括与面板9平行延伸的加长延伸部51。优选地，密封件5具有“P”型或“I”型截面形状。
在腹板71与面板9的自由缘23的距离减小时，长形型材7的硬度更有效。因此，图3的实施例优化了长形型材7的效果。
在实施例中，长形型材7沿着面板9的整个冀展延伸。
长形型材7优选地是金属的。
复合升力面1也是本发明的目的，该复合升力面包括前缘4、抗扭箱3、以及附接至抗扭箱3的后缘2，其中该复合升力面1包括根据以上所述的后缘2。
图4披露了一种包括根据上文的复合升力面1的飞行器。

Claims (14)

1.-一种用于复合升力面(1)的后缘(2)，所述后缘包括：
-翼梁(22)，所述冀梁沿所述后缘(2)的翼展方向延伸，
-上面板和下面板(9)，所述上面板和下面板从所述翼梁(22)延伸并且包括与所述翼梁(22)相对的自由缘(23)，
-密封件(5)，所述密封件被安装以抵靠所述面板(9)密封控制面(8)，以及
-长形型材(7)，所述长形型材遵循所述后缘(2)的翼展方向、在所述翼梁(22)与所述上面板和/或下面板的自由缘(23)之间、并且与所述翼梁(22)相比更靠近所述自由缘(23)而位于所述上面板和/或下面板(9)上，所述长形型材(7)包括：
-腹板(71)，所述腹板沿所述后缘(2)的翼展方向且垂直于所述面板(9)所限定的平面而延伸，以及
-第一凸缘部分和第二凸缘部分(72，73)，所述第一凸缘部分和第二凸缘部分在不同高度处相对于彼此延伸且在其之间具有过渡区域(74)，所述第一凸缘部分(72)被配置成至少将所述密封件(5)的一部分保持在其下，并且所述第二凸缘部分(73)被配置成接触所述面板(9)，所述第一凸缘部分(72)将所述密封件(5)固定至所述面板(9)，并且所述第二凸缘部分(73)将所述长形型材(7)固定至所述面板(9)。
2.-根据权利要求1所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述长形型材(7)被定位在所述面板的自由缘(23)以及与所述面板的自由缘(23)相距所述面板(9)的弦向长度的1/3长度位置之间。
3.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述长形型材(7)的弦向长度在所述面板(9)的弦向长度的5％与15％之间。
4.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述腹板(71)的高度是所述面板(9)的弦向长度的约5％。
5.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述第一凸缘部分和第二凸缘部分(72，73)沿所述后缘(2)的弦向方向连续延伸。
6.-根据权利要求5所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述腹板(71)位于所述长形型材(7)的靠近所述翼梁(22)的一端。
7.-根据权利要求1至4中任一项所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述腹板(71)位于所述第一凸缘部分和第二凸缘部分(72，73)之间。
8.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，所述后缘进一步包括将所述第一凸缘部分(72)和所述密封件(5)固定至所述面板(9)的可移除紧固件(6)。
9.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，所述后缘进一步包括将所述第二凸缘部分(73)固定至所述面板(9)的铆钉(40)。
10.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述密封件(5)包括与所述面板(9)平行延伸的加长延伸部(51)。
11.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述密封件(5)具有“P”型或“I”型截面形状。
12.-根据任一项前述权利要求所述的用于复合升力面(1)的后缘(2)，其中，所述长形型材(7)沿所述面板(9)的整个冀展延伸。
13.-一种复合升力面(1)，包括前缘(4)、抗扭箱(3)、以及附接至所述抗扭箱(3)的后缘(2)，所述复合升力面(1)的特征在于，所述复合升力面包括根据任一项前述权利要求所述的后缘(2)。
14.-一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括根据权利要求13所述的复合升力面(1)。
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