JP7232630B2 - 偏向した状態のフラップに密着するように設計された、予め変形させた航空機のスポイラー及び垂下パネル - Google Patents
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Description
この変形の不一致により、形状寸法の変化が起こり、翼の空力性能が低下しうる。例えば、スポイラーとフラップとの間、又は隣接するスポイラー間に間隙が形成される場合があり、これにより翼の後縁の空洞内に空気が流れ込む可能性がある。更に、スポイラー間、又はスポイラーとフラップとの間の不一致により、不要に突出した抗力が生じる。この好ましくない気流及び不一致により、翼の空力性能が低下する。このことから、飛行中の異なる負荷及び構造条件の結果であるスポイラーに関連する形状寸法の変化を低減させる方法及び装置が必要である。
異なるスポイラーの各々は、翼上の異なる翼長上の場所に位置していてよく、種々の予め変形させた形状は、一又は複数の飛行条件において発生する、異なる翼長上の場所の各々における空力の差を考慮して選択されうる。一又は複数の飛行条件において、各スポイラーは空力下で種々の予め変形させた形状から第2の形状に変形することができ、これにより、第2の形状において、各スポイラーが複数の可動フラップの第1の可動フラップとより完全に接触するようになり、スポイラーと複数の可動フラップの第1の可動フラップとの間の気流を減少させる。
スポイラーを設計する方法が記載される。一実施形態では、後縁可変キャンバ(TEVC)システムを提供するフラップシステムを用いて、翼上でスポイラーを展開させることができる。TEVCシステムでは、巡航中に翼のキャンバを修正するために、可動フラップをそれらのヒンジ線の周りで回転させることができる。スポイラーを翼上のフラップの前方に配置することができ、スポイラーは対応する後縁(CTE)を含みうる。スポイラーは、TEVCシステムの一部としてフラップが占める全ての位置においてCTEに沿ってフラップに密着するように構成されうる。
図1は、飛行機2と、飛行機2に関連する空力高揚力装置面を示す斜視図である。翼25では、各翼の前縁近くにスラット5が使用される。各翼の後縁近くには、スポイラー4、内側(IB)フラップ6、フラッペロン8及び外側(OB)フラップ10、並びにエルロン12が配設される。上述したように、このフラップ構成は、単なる例示の目的で記載されており、これに限定されるわけではない。内側フラップ6等の高揚力装置面は、翼25に対して何らかの形の接合部を提供するように構成されうる。
図2は、翼100の平面図である。翼構成は777xの変形に関連し、単なる例示の目的で提供されており、これに限定されるわけではない。翼は、固定部分と可動部分とを含む。可動部分は、内側フラップ102、フラッペロン103、中央フラップ104、外側フラップ106、OBスポイラー108a~f及びFHP109を含む外側スポイラーシステム110、及びIBスポイラー112a~c及びIDP113とを含む内側スポイラーシステム114を含む。距離105は、約106フィートでありうる。異なる飛行機では、距離105はもっと短くてよい、あるいはもっと長くてよい。
本書に提示のプロセス及びシステムの様々な特徴をより良く例示するために、図7に示す航空機の製造及び保守方法500と、図8に示す航空機600をここに記載する。航空機寿命のいずれかの段階、例えば試作、製造、運用及び保守で、胴体架台支持アセンブリを使用することができる。上述したように、架台支持アセンブリの設計は、他の種類の物体を支持するのに使用可能であり、機体を支持することのみに限定されない。例えば、架台支持アセンブリを使用して、製造中にタンク又はロケットセクションを支持することができる。
様々な構成要素、特徴、及び機能性を含む、装置及び方法の異なる実施例及び態様を本書に開示した。具体的には、航空機で使用される翼のスポイラーシステムに関連する装置及び方法を説明した。本書に開示の装置及び方法の様々な実施例及び態様が、本書に開示の装置及び方法の任意の他の実施例及び態様の任意の構成要素、特徴、及び機能性をいずれの組み合わせにおいても含むことができ、上記可能性は全て、本開示の主旨及び範囲内であることを理解すべきである。
航空機であって、
翼100の固定部分と、
翼100の固定部分に連結された複数の可動フラップ(104、106)と、
翼100に連結されたスポイラー310であって、予め変形させた形状を有し、スポイラー310の後縁を形成している第1の部分212と、第1の部分212を受容し且つ翼100の固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分202とを含む、スポイラー310と
を備え、
飛行していない間、予め変形させた形状のスポイラー310は、複数の可動フラップの第1の可動フラップに当接するように配置されたときに複数の可動フラップの第1の可動フラップと部分的に接触し、一又は複数の飛行条件において、スポイラー310が空力下で予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、第2の形状において、スポイラー310が複数の可動フラップの第1の可動フラップとより完全に接触するようになり、スポイラー310と可動フラップ314との間の気流を減少させる、航空機。
垂下パネル113が、機械的リンク機構を介して、翼100に連結され、複数の可動フラップの第1の可動フラップに機械的に連結され、予め変形させた形状を有し、垂下パネル113の後縁を形成している第1の部分212と、第1の部分212を受容し且つ翼100の固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分202とを含み、飛行していない間、予め変形させた形状の垂下パネル113は、複数の可動フラップの第1の可動フラップに当接するように配置されたときに複数の可動フラップの第1の可動フラップと部分的に接触し、一又は複数の飛行条件において、垂下パネル113が空力下で予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、第2の形状において、垂下パネル113が複数の可動フラップの第1の可動フラップとより完全に接触するようになり、垂下パネル113と可動フラップ314との間の気流を減少させる、条項1に記載の航空機。
複数のスポイラーを更に備え、複数のスポイラーの各々は、翼100に連結され、種々の予め変形させた形状を有し、各々が、スポイラー310の後縁を形成している第1の部分212と、第1の部分212を受容し且つ翼100の固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分202とを含み、
飛行していない間、種々の予め変形させた形状のスポイラーの各々は、複数の可動フラップの第1の可動フラップに当接するように配置されたときに複数の可動フラップの第1の可動フラップと部分的に接触し、一又は複数の飛行条件において、スポイラーの各々が空力下で種々の予め変形させた形状から第3の形状に変形することにより、第3の形状において、スポイラーの各々が可動フラップの第1の可動フラップとより完全に接触するようになり、スポイラー310と可動フラップの第1の可動フラップとの間の気流を減少させる、条項1に記載の航空機。
航空機用の空力システムであって、
翼100の固定部分と、
翼100の固定部分に連結された複数の可動フラップ(104、106)と、
複数のスポイラー(108a、108b、108c、108d、108e、108f)であって、複数のスポイラーの各々は、翼100に連結され、飛行していない間は種々の予め変形させた形状を有し、各々が、スポイラー310の後縁を形成している第1の部分212と、第1の部分212を受容し且つ翼100の固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分202とを含む、複数のスポイラー(108a、108b、108c、108d、108e、108f)と
を備え、
複数のスポイラーの各々は、翼100の異なる翼長上の場所に位置し、種々の予め変形させた形状は、一又は複数の飛行条件において発生する異なる翼長上の場所の各々における空力の差を考慮して選択され、一又は複数の飛行条件において、スポイラーの各々が空力下で種々の予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、第2の形状において、スポイラーの各々が複数の可動フラップの第1の可動フラップとより完全に接触するようになり、スポイラー310と複数の可動フラップの第1の可動フラップとの間の気流を減少させる、航空機用の空力システム。
一又は複数の垂下パネルを更に備え、垂下パネルの各々が、機械的リンク機構を介して翼100と可動フラップの1つに連結され、飛行していない間は種々の予め変形させた形状を有し、各々が、垂下パネルの後縁を形成している第1の部分212と、第1の部分212を受容し且つ翼100の固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分202とを含み、
垂下パネルの各々は翼100の異なる翼長上の場所に位置し、種々の予め変形させた形状は、一又は複数の飛行条件において発生する異なる翼長上の場所の各々における空力の差を考慮して選択され、
一又は複数の飛行条件において、垂下パネルの各々が空力下で種々の予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、第2の形状において、垂下パネルの各々が複数の可動フラップの第2の可動フラップとより完全に接触するようになり、垂下パネルと複数の可動フラップの第2の可動フラップとの間の気流を減少させる、条項4に記載の空力システム。
航空機用の空力システムであって、
翼100の固定部分と、
翼100の固定部分に連結された可動フラップ314と、
翼100に連結されたスポイラー310又は垂下パネル113であって、予め変形させた形状を有し、スポイラー310の後縁を形成している第1の部分212と、第1の部分212を受容し且つ翼100の固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分202とを含む、スポイラー310又は垂下パネル113と
を備え、
飛行していない間、予め変形させた形状のスポイラー310又は垂下パネル113は、可動フラップ314に当接するように配置されたときに可動フラップ314と部分的に接触し、一又は複数の飛行条件において、スポイラー310又は垂下パネル113が空力下で予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、第2の形状において、スポイラー310又は垂下パネル113が可動フラップ314とのより大きい接触面積を有するようになり、スポイラー310又は垂下パネル113と可動フラップ314との間の気流を減少させる、空力システム。
スポイラー310に連結され、スポイラー310を翼100の固定部分に対して上方に又は下方に回転させるように構成されたアクチュエータ308を更に備える、条項6に記載の空力システム。
可動フラップ314と垂下パネル113とを一体として移動させる、垂下パネル113と可動フラップ314との間の機械的リンク機構を更に備える、条項6に記載の空力システム。
Claims (17)
- 航空機用の空力システムであって、
翼(100)の固定部分と、
前記翼(100)の前記固定部分に連結された可動フラップ(314)と、
前記翼(100)に連結されたスポイラー(310)又は垂下パネル(113)であって、予め変形させた形状を有し、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)の後縁を形成している第1の部分(212)と、前記第1の部分(212)を受容し且つ前記翼(100)の前記固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分(202)とを含む、スポイラー(310)又は垂下パネル(113)と
を備え、
飛行していない間、前記予め変形させた形状の前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)は、前記可動フラップ(314)に当接するように配置されたときに前記可動フラップ(314)との間に間隙が生じるように部分的に接触し、一又は複数の飛行条件において、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)が空力下で前記予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、前記第2の形状において、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)が前記可動フラップ(314)とのより大きい接触面積を有するようになり、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)と前記可動フラップ(314)との間の気流を減少させる、空力システム。 - 前記第1の部分(212)は、翼弦方向において下方に湾曲したエッジを有する、請求項1に記載の空力システム。
- 前記一又は複数の飛行条件は巡航条件を含む、請求項1又は2に記載の空力システム。
- 前記予め変形させた形状が、空力下で平坦化する、請求項1から3のいずれか一項に記載の空力システム。
- 前記第1の部分(212)が前記第2の部分(202)よりも柔軟な材料から形成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の空力システム。
- 前記飛行条件を特徴づけている飛行情報を受信し、前記飛行情報に応じて前記スポイラー(310)の回転位置を調節するようにアクチュエータ(308)に命令するように構成された飛行制御システム(306)を更に備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の空力システム。
- 前記第1の部分(212)を可動フラップ(314)に押し付けることで、前記第1の部分(212)を変形させて前記可動フラップ(314)と前記スポイラー(310)との間の密着性を強化するために、前記スポイラー(310)の前記回転位置が下方に調節される、請求項6に記載の空力システム。
- 複数の巡航条件を更に含み、前記第1の部分(212)の形状は、前記複数の巡航条件の各々において、前記可動フラップ(314)と前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)との間の密着性が強化されるように選択される、請求項1から7のいずれか一項に記載の空力システム。
- 前記翼(100)の前記固定部分に対する前記可動フラップ(314)の第1の位置が前記複数の巡航条件の各々において変更され、前記スポイラー(310)の第2の位置が前記可動フラップ(314)の前記第1の位置の変更に応じて調節される、請求項8に記載の空力システム。
- 前記可動フラップ(314)は第1の予め変形させた形状を有し、一又は複数の飛行条件において、前記可動フラップ(314)が空力下で前記第1の予め変形させた形状から第3の形状に変形することにより、前記第3の形状において、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)が前記可動フラップ(314)とより完全に接触するようになり、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)と前記可動フラップ(314)との間の気流を減少させる、請求項1から9のいずれか一項に記載の空力システム。
- 複数のスポイラーを更に備え、前記複数のスポイラーの各々は、前記翼(100)に連結され、種々の予め変形させた形状を有し、各々が、前記スポイラーの後縁を形成している前記第1の部分(212)と、前記第1の部分(212)を受容し且つ前記翼(100)の前記固定部分に取り付けられるように構成された前記第2の部分(202)とを含み、飛行していない間、前記種々の予め変形させた形状の前記スポイラーの各々は、前記可動フラップ(314)に当接するように配置されたときに前記可動フラップ(314)との間に間隙が生じるように部分的に接触し、一又は複数の飛行条件において、前記スポイラーの各々が空力下で前記種々の予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、前記第2の形状において、前記スポイラーの各々が前記可動フラップ(314)とより完全に接触するようになり、前記スポイラー(310)と前記可動フラップ(314)との間の気流を減少させる、請求項1から10のいずれか一項に記載の空力システム。
- 前記複数のスポイラーの第1のスポイラーと第2のスポイラーとが前記可動フラップ(314)に当接するように配置されたときに、飛行していない間、前記第1のスポイラーの第1の後縁の第1の角と前記第2のスポイラーの第2の後縁の第2の角との間に段差付間隙が存在し、一又は複数の飛行条件において、前記第1のスポイラーが空力下で第1の予め変形させた形状から第3の形状に変形し、前記第2のスポイラーが空力下で第2の予め変形させた形状から第4の形状に変形することにより、前記段差付間隙が縮小する、請求項11に記載の空力システム。
- 前記複数のスポイラーの各々に連結された少なくとも1つのアクチュエータ(308)と、前記アクチュエータに連結された飛行制御システム(306)とを更に備え、前記アクチュエータの各々は、前記翼(100)の前記固定部分に対して前記複数のスポイラーのうちの1つの位置を上方へあるいは下方へ回転させるように構成され、前記飛行制御システムは、前記飛行条件を特徴づける飛行情報を受信し、前記飛行情報に応じて、各アクチュエータに、前記複数のスポイラーのうちの前記1つの位置を調節して、1)前記可動フラップ(314)と前記複数のスポイラーのうちの前記1つとの間の密着性を強化すること、2)隣接するスポイラー間の段差付間隙を縮小させること、又はそれらの組み合わせを行うように、命令するように構成されている、請求項11に記載の空力システム。
- 第2の可動フラップと第2のスポイラーを更に備え、前記第2のスポイラーは前記翼(100)の前記固定部分に連結され、前記第2のスポイラーは、前記予め変形させた形状とは異なる第2の予め変形させた形状を有し、前記第2のスポイラーの前記後縁を形成している第3の部分と、前記第3の部分を受容し且つ前記翼(100)の前記固定部分に取り付けられるように構成された第4の部分とを含み、飛行していない間、前記第2の予め変形させた形状の前記第2のスポイラーは、前記第2の可動フラップに当接するように配置されたときに前記第2の可動フラップとの間に間隙が生じるように部分的に接触し、前記一又は複数の飛行条件において、前記第2のスポイラーが前記空力下で前記第2の予め変形させた形状から第3の形状に変形することにより、前記第3の形状において、前記第2のスポイラーが前記第2の可動フラップとより完全に接触するようになり、前記第2のスポイラーと前記第2の可動フラップとの間の気流を減少させる、請求項1から13のいずれか一項に記載の空力システム。
- 翼(100)用のスポイラー(310)又は垂下パネル(113)を生産する方法であって、
前記翼(100)の固定部分の形状、可動フラップ(314)の形状、及び前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)の予め変形させた形状を決定することであって、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)は前記翼(100)に対して回転することができるように前記翼(100)に機械的に連結され、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)は前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)の後縁を形成している第1の部分(212)と、前記第1の部分(212)を受容し且つ前記翼(100)の前記固定部分に取り付けられるように構成された第2の部分(202)とを含む、前記翼(100)の固定部分の形状、可動フラップ(314)の形状、及び前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)の予め変形させた形状を決定することと、
前記翼(100)の第1の構造及び第1の材料と、前記可動フラップ(314)の第2の構造及び第2の材料と、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)の第3の構造及び第3の材料とを決定することと、
飛行条件を特定することと
を含み、
飛行していない間、前記予め変形させた形状の前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)は、前記可動フラップ(314)に当接するように配置されたときに前記可動フラップ(314)との間に間隙が生じるように部分的に接触し、前記飛行条件において、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)が空力下で前記予め変形させた形状から第2の形状に変形することにより、前記第2の形状において、前記スポイラー(310)又は前記垂下パネル(113)が前記可動フラップ(314)とより完全に接触するようになり、前記スポイラー(310)と前記可動フラップ(314)との間、又は前記垂下パネル(113)と前記可動フラップ(314)との間の気流を減少させる、方法。 - 複数の異なる飛行条件を特定することと、
前記異なる飛行条件の各々において、前記スポイラー(310)と前記可動フラップ(314)との間、又は前記垂下パネル(113)と前記可動フラップ(314)との間の接触量を決定することと、
前記スポイラー(310)と前記可動フラップ(314)との間、又は前記垂下パネル(113)と前記可動フラップ(314)との間の接触量が許容範囲内にあるか否かを決定することと、
前記接触量が許容範囲にない場合、前記接触量を増加させるために前記第1の部分(212)の第1の形状を調節することと
を更に含む、請求項15に記載の方法。 - 前記飛行条件下における前記スポイラー(310)の第1の形状を含む飛行データを受信することと、
前記翼(100)の空力性能を高めるために前記スポイラー(310)の新たな位置を決定することと、
前記飛行条件において前記スポイラー(310)の前記新たな位置を実行するように飛行制御システムを構成することと
を更に含む、請求項15又は16に記載の方法。
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