KR20130016336A

KR20130016336A - 항공기 고정 날개

Info

Publication number: KR20130016336A
Application number: KR1020127029601A
Authority: KR
Inventors: 거드 헬러; 알렉산더 부셔; 프랭크 데우리히; 탐 깁슨; 미하엘 카윈; 스티븐 파월
Original assignee: 에어버스 오퍼레이션즈 리미티드; 에어버스 오퍼레이션즈 게엠베하
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2013-02-14
Also published as: AU2010350897A1; EP2558364B1; CN103068674A; AU2010350897B2; CN106218862A; US9555874B2; CN106218862B; CN103068674B; US20130277504A1; EP2558364A1; JP2013523530A; US9056671B2; WO2011127938A1; US20150321746A1

Abstract

주 날개의 길이 방향을 따라 연장되는 익형들, 상기 길이 방향에서 보았을 때 하나가 다른 하나의 뒤에 배열되는 복수 개의 립들 및 외곽 스킨을 포함하는 날개 박스를 가지며 절반-길이에 걸쳐 연장되는 주 날개를 포함하는 항공기의 고정 날개가 개시된다.
상기 날개 박스는 날개 박스 베이스 부(K10)와, 날개 루트로부터 보았을 때 상기 날개 박스의 외단을 형성하며 날개 팁 장치를 고정하도록 고안된 날개 박스 어댑터 부를 포함한다.
명목 구성 상태에서, 각 국지적 길이 방향을 참조하는 상기 날개 박스 어댑터 부의 상반각은 상기 날개 박스 베이스 부(K10)로부터 상기 날개 박스 어댑터 부의 최외곽 립까지 최대 60도만큼 연속적으로 증가한다.

Description

항공기 고정 날개{FIXED WING OF AN AIRCRAFT}

본 발명은 항공기의 고정 날개에 관한 것이다.

기하학적 형상 혹은 구조적 크기에 있어서 다른 비평면 날개 팁 장치들 혹은 날개 팁 형상들을 가짐으로써 공기 역학적 효율을 증진시킨 고정 날개들이 선행 기술로부터 알려져 있다. 독일특허 101 17 721 A1호에는 상하면을 갖는 날개를 위한 날개 팁 연장부가 전연 및 후연 에지(leading and trailing edge)를 따라서 국지적 상반각(dihedral angle)에서 연속적으로 증가하고, 상기 전연 및 후연 에지의 범위에서 꾸준하게 증가하며, 상기 날개와 결합하기 위한 연결 영역과 상기 날개 연장부의 팁 사이에서 상기 날개 팁 연장부의 익현(chord)이 연속적으로 감소하는 형상을 가지고, 또한 상기 연결 영역에서 상기 날개 팁 연장부가 상기 날개와 필수적으로 연속적으로 접촉하도록 결합하는 것이 개시되어 있다.

문헌은 다양한 날개 형상 혹은 주로 공기 역학적 장애물을 감소시키기 위해 제공되는 작은 날개들을 갖는 복수의 고정 날개들을 제공하며, 이에 따라 공기 역학적 효율을 증가시킨다. 날개 팁 형상들은 새로운 고정 날개 혹은 전체 항공기를 디자인하는 과정의 일부로 혹은 그러한 날개 팁 형상으로 이미 존재하는 항공기를 재조절하는 것으로 정의될 수 있다. 후자의 경우, 현존 날개 팁 형상 기하 구조는 다른 것으로 대체된다. 두 가지 모두에 있어서, 상기 날개 팁 형상을 디자인할 때, 공기 역학적 효율의 증가는 어떠한 변화, 즉 날개 루트 구부림 모멘트를 사용하여 단순화된 방법으로 종종 표현되는 구조적 로드의 증가 및 항공기 중량에 관련된 모든 결과와 균형을 이뤄야 한다. 다양한 팁 형상들의 가치는 각 디자인 시나리오 및 경계 조건들 때문에 다른 결과들을 산출할 수 있다.

일반적인 선행 기술에는, 두 개의 유사한 차원의 구성 요소들을 포함하고 상기 날개에 거의 수직하게 위 아래로 연장되는 소위 날개 팁 펜스(Wing Tip Fence: WTF)가 또한 개시되어 있다. 상기 날개에 관한 유동 질(flow quality)을 최적화하기 위해서, 날개 팁 형상들은 상기 날개 팁 형상이 위치하는 주 날개의 바깥 말단과 상기 날개 팁 형상 사이의 범위와 상반각이 연속적으로 부드럽게 전이되도록 구현되어 왔다.

본 발명의 목적은 항공기의 넓은 수행 범위를 구현하도록 크기 혹은 기하학적 혹은 공기 역학적 성질이 조절될 수 있는 날개 팁 장치를 차례로 수용할 수 있는 어댑터 부를 갖는 고정 날개를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 항공기 유형의 변형들, 예를 들어 항공기 유형의 화물 혹은 승객 변형들의 공기 역학적 성능을 개선할 수 있는 어댑터 부를 갖는 고정 날개를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 어댑터 부를 갖는 고정 날개뿐만 아니라, 고정 날개 및 항공기의 공기 역학적 성질을 개선하기 위한 날개 팁 장치를 가지며 치수 및/또는 성능 범위에 있어서 다른 고정 날개 항공기를 재조절하는 것을 가능하게 하는 어댑터 부를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1항의 특징들에 의해 달성된다. 추가적인 실시예들이 종속항들에 나타난다.

본 발명에 따르면, 고정 날개는 길이 방향을 따라 상기 고정 날개의 주요부에 걸쳐 연장되는 주 날개 박스 영역을 갖는다. 상기 주 날개 박스 영역은 상기 고정 날개의 주 날개의 지지 구조물을 포함한다. 상기 주 날개 박스 영역은 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 날개 박스의 외단 영역을 형성하는 날개 박스 어댑터 부를 가지며, 상기 고정 날개의 어댑터 부의 지지 구조물을 구성한다. 본 발명에 따르면, 상기 고정 날개는 상기 날개 박스 어댑터 부 혹은 보다 다양한 날개 팁 형상들 혹은 작은 날개들을 부착하기 위한 어댑터 부를 포함하며, 비록 서브-최적화된 공기 역학적 특성들을 갖더라도 그 자체로서 여전히 최적화된다.

예를 들어, US 제5348253호, WO 제247979호 혹은 WO 제2008/061739호 등의 선행 기술에 따른 날개 팁 장치들의 알려진 원하는 공기 역학적 효과들을 달성하기 위하여, 후자는 주 날개로의 전이를 포함하는 구부러진 내부 영역과, 가능한 많이 연장되는 외부 영역을 가지며, 이는 상기 날개 팁 장치의 길이에 걸쳐 보았을 때 상반각에서의 상대적으로 작은 변화를 의미한다. 그 결과로 상기 날개 팁 장치의 치수 혹은 길이에 대한, 즉 상기 주 날개의 주요부의 종방향 연장에 대한 상기 날개 상의 상기 날개 팁 장치의 최대한 가능한 구조적 높이가 구현된다. 결과로서, 상기 선행 기술들 내의 날개들은 이러한 종류의 매우 구체적인 날개 팁 장치의 집적을 위해 최적화되어, 상기 길이 방향에서 보았을 때 상기 고정 날개의 주요부와 상기 날개 팁 장치의 외부 영역 사이의 전이 영역에서 상기 날개의 주요부로부터 진행하는 전이부를 따라 상반각에서의 상대적으로 큰 변화를 보여 주며, 상기 날개의 두께 방향에서 보았을 때 상기 주 날개의 외단에 대한 상기 날개 팁 장치의 상대적으로 큰 구조적 높이를 제공하면서, 반면 동시에 상기 날개 팁 장치의 말단 영역에서의 상반각은 상대적으로 작은 변화만을 제공해야 한다.

날개 팁 장치들의 디자인 및 구성에서, 날개 팁 장치들은 보통 구성 단계에서 독립적으로 최적화되므로, 선행 기술은 날개 팁 장치들이 최대한 평면적으로 혹은 이에 가깝게 후자가 개발되고 테스트되며 최적화되는 것을 제공한다. 여기서 "최대한 평면적으로 혹은 이에 가깝게"라는 것은 각 날개 팁 장치가 길이 방향에서 보았을 때 상반각에서 최대 15도 정도의 매우 작은 변화만을 보여줌을 의미한다. 이는 상대적으로 작은 그리고 상대적으로 큰 날개 팁 형상들 모두에 적용된다.

선행 기술로부터 알려진 구현 형태와는 반대로, 본 발명에 따른 고정 날개는 날개 팁 장치 혹은 상기 고정 날개의 베이스 날개 팁 장치를 형성하는 어댑터 부를 가지며, 이는 상반각에서의 상대적으로 매우 작은 변화를 갖는다. 상기 베이스 날개 팁 장치의 상반각은 20 내지 45도 범위의 연속적인 증가를 제공한다. 이 경우, 상기 베이스 날개 팁 조각은 베이스 날개 박스 부의 외곽 립과 상기 베이스 날개 팁 장치의 날개 박스 부의 최외곽 립 사이에서 연장된다. 본 발명에 따른 상기 고정 날개는 항공기의 공기 역학적 특성들을 최적화하는 날개 팁 장치가 상기 베이스 날개 팁 장치 상에 놓이는 방식으로 디자인될 수 있다. 이에 따라, 이 측면에서 상기 베이스 팁 장치는 날개 박스 어댑터 부를 갖는 어댑터 부를 나타내며, 상기 주 날개 혹은 상기 날개의 주요부를 최적화하는 날개 팁 장치가 이에 부착된다. 전체적으로, 예를 들어 특정한 항공기 구성에 관련하여, 상기 고정 날개의 공기 역학적 특성들을 최적할 수 있도록, 상기 베이스 날개 팁 장치가 본 발명에 따라 최적화하는 날개 팁 장치가 후자에 부착되는 방식으로 디자인되는 한, 상기 베이스 날개 팁 장치 혹은 상기 어댑터 부를 갖는 상기 고정 날개는 서브-최적화된 공기 역학적 특성들을 갖는다.

본 발명에 따른 전이 영역을 구성하는 것은 상기 고정 날개를 구체적으로 음속에 가까운 속도 범위에서 사용할 때 적합하게 한다.

본 발명에 따르면, 이 날개 박스 어댑터 부는 이에 고정되며 항공기 변수 혹은 특별한 적용 범위에 관련하여 최적화된 날개 팁 장치를 가질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 다양한 날개 팁 장치들이 본 발명에 따른 각 날개 박스 어댑터 부에 고정될 수 있도록 제공한다. 후자에 따르면, 상기 고정 날개는, 상기 고정 날개에 이미 부착된 날개 팁 장치를 특별한 적용에 특히 적합한 대응하는 날개 팁 장치로 교체함으로써, 이에 따라 이 목적을 위해 상기 고정 날개 상의 변경이 없거나 매우 적도록 하여, 특별한 적용을 위해 최적화될 수 있다.

상기 날개 박스 어댑터 부의 말단 영역이 본 발명에 따른 변화하는 형상 및 치수의 날개 팁 장치들을 부착하기 위해 적합하므로, 상기 고정 날개는 공기 역학적 성능 측면에서 서브-최적화된 디자인을 가지면서도, 또한 상기 고정 날개를 대응하여 조절함으로써 특정 한계 내의 공기 역학적 최적화를 여전히 허용하는 고정 날개로서 적합하다. 구체적으로, 이 어댑터 부 디자인은 다양한 날개 팁 장치들의 부착을 허용한다.

본 발명에 따르면, 상기 고정 날개는 또한 날개 팁 장치 없이도 비행가능하며, 상기 고정 날개는 종래 평면 고정 날개에 대비해 여전히 개선된 공기 역학적 성능을 보여준다. 또한 상대적으로 길고 바깥으로 연장된 날개 팁 장치들의 부착을 허용하며, 치수에 있어서 변경 가능하다. 이후 치수들은 하나의 예로서 언급된다.

상기 고정 날개의 절반-길이에 대해, 날개 팁 장치의 높이는 예를 들어, 작은 날개 팁 장치에 대해서는 3%로부터 큰 날개 팁 장치에 대해서는 11%까지 변경 가능하다.

이에 따라, 본 발명에 따라 제공되는 상기 날개 팁 장치는 주 날개의 외단에서 상기 날개 박스 어댑터 부에 고정되는 분리된 부분으로 구현 가능하며, 이에 따라 예를 들어 승객 비행 동안, 오직 상대적으로 매우 작은, 이에 따라 만약 있다고 해도, 요구되는 날개 구조에 대한 경제적으로 상대적으로 이득인 변경만을 가지고 최적화된 공기 역학적 효율을 달성한다.

본 발명에 따른 어댑터 장치의 특성들은 상기 고정 날개를 갖는 전체 항공기뿐만 아니라 상기 날개 팁 장치가 고정되는 상기 고정 날개의 증가된 성능을 야기한다. 본 발명에 따른 상기 어댑터 장치의 구성은 조종 덮개와 함께 항법 장치를 수용하고 통합하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 어댑터 장치의 실시예들을 통해, 새롭게 장착하는 과정에서 상기 어댑터 장치를 날개에 부착할 때 상기 날개에 작용하는 추가적인 구조적 로드를 낮게 유지하고, 본 발명에 따른 디자인을 각 개별적 경우의 환경에 대응하여 조절함으로써 이를 무시할 수 있는 수준으로 줄일 수 있다. 이는 본 발명에 따른 상기 어댑터 장치가, 구체적으로 존재하는 항공기의 날개를, 만약 있다고 하더라도 상기 날개에 매우 작은 변경만을 가지고, 재장착하는 데에 적합하게 만든다.

본 발명에 따라 구체적으로 주 날개의 길이 방향을 따라 연장되는 익형들, 상기 길이 방향에서 보았을 때 하나가 다른 하나 뒤에 배열되는 복수 개의 립들 및 외부 스킨을 포함하는 날개 박스를 가지고 절반-길이에 걸쳐 연장되는 주 날개를 보이는 항공기의 고정 날개가 제공된다.

· 이때, 날개 루트로부터 보았을 때, 상기 주 날개의 최외곽 립의 위치에서 상기 주 날개의 날개 익현(chord)이 상기 날개 박스의 절반-길이의 5 내지 15%로 측정되고,

· 상기 날개 박스는 주 날개 박스 영역과, 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 날개 박스의 외단(outer end) 영역을 형성하고 날개 팁 장치를 고정하도록 고안된 날개 박스 어댑터 부를 포함하며,

· 상기 날개 박스 어댑터 부는 상기 주 날개 박스 부의 외곽 립으로부터 그리고 상기 날개 박스의 절반-길이의 2 내지 10%에 걸쳐(over) 상기 주 날개의 최외곽 립을 형성하는 상기 날개 박스 어댑터 부의 외곽 립까지 연장된다.

본 발명에 따른 상기 고정 날개의 일 실시예에는 명목 구성 상태에 있어서 다음과 같이 구성된다:

· 각 국지적 길이 방향을 참조하는 상기 날개 박스 어댑터 부의 상반각이 상기 주 날개 박스 영역의 외곽 립으로부터 상기 날개 박스 어댑터 부의 최외곽 립까지 적어도 10도만큼 연속적으로 증가한다.

본 발명에 따라 상기 고정 날개의 전연 에지의 국지적 스윕(local sweep)은 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 적어도 5도만큼 증가한다.

본 발명의 다른 실시예는 구체적으로

· 상기 각 국지적 길이 방향을 참조하는 상기 날개 박스 어댑터 부의 상반각이 상기 날개 박스 베이스 부의 외곽 립으로부터 상기 날개 박스 어댑터 부의 외곽 립까지 10 내지 60도만큼 연속적으로 증가한다.

본 발명에 따라 달성 가능한 기술적 효과가 특별히 바람직한 방법에서 달성 가능한 특별한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 고정 날개는, 상기 각 국지적 길이 방향을 참조하는 상기 날개 박스 어댑터 부의 상반각이 상기 날개 박스 베이스 부의 외곽 립으로부터 상기 날개 박스 어댑터 부의 최외곽 립까지 20 내지 45도만큼 연속적으로 증가하는 방식으로 디자인될 수 있다.

이와는 달리 혹은 이에 더하여, 상기 고정 날개의 전연 에지의 국지적 스윕이 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 10 내지 45도만큼 증가하도록 제공될 수 있다. 본 발명에 따라 달성 가능한 기술적 효과가 특별히 바람직한 방법에서 달성 가능한 특별한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 고정 날개는 상기 고정 날개의 전연 에지의 국지적 스윕이 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 10 내지 35도만큼 증가하도록 하는 방식으로 디자인될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 날개 박스 어댑터 부의 외단은 날개 팁 장치를 부착시키기 위한 연결 장치를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 연결 장치는 상기 날개 박스 어댑터 부의 외곽 립 상에 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 날개 박스의 외단 영역을 형성하는 상기 날개 박스 어댑터 부는 날개 팁 장치를 부착하기 위해 디자인될 수 있으며, 내곽 립을 갖는 상기 날개 팁 장치는 상기 주 날개 박스 부의 외곽 립에 고정된다.

이 경우, 본 발명에 따르면, 상기 연결 장치는 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 날개 박스 어댑터 부의 외단 상에 양의 잠금 부분(positive-locking part)으로 디자인되어, 상기 날개 박스 어댑터 부에 결합될 상기 날개 팁 장치를 상기 날개 박스 어댑터 부에 양으로(positively) 결합할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 고정 날개의 후연 에지의 국지적 스윕이 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 최대 5도만큼 증가하도록 제공될 수 있다.

본 발명은 또한 상기 고정 날개의 후연 에지의 국지적 스윕이 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 최대 20도만큼 증가하도록 제공될 수 있다.

상기 날개 박스 어댑터 부의 유리한 실시예에 있어서, 상기 각 국지적 길이 방향을 참조하는 상기 날개 박스 어댑터 부의 상반각은 상기 주 날개 박스 부의 외곽 립으로부터 상기 날개 박스 어댑터 부의 최외곽 립까지 20도보다 크고 45도보다 작게 연속적으로 증가할 수 있다.

상기 날개 박스 어댑터 부의 유리한 실시예에 있어서, 상기 고정 날개의 전연 에지의 국지적 스윕은 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 10도보다 크고 35도보다 작게 증가할 수 있다.

상기 날개 박스 어댑터 부를 상기 주 날개 박스 영역으로 결합시키기 위해서, 본 발명은 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 주 날개 박스 부의 외단이 이에 인접하는 날개 박스 어댑터 부의 내단과 함께 각각 결합 장치를 설정하기 위한 연결 장치를 가지고, 이에 따라 상기 날개 박스 어댑터 부를 상기 주 날개 박스 영역에 결합시킬 수 있다.

상기 결합 장치는 상기 결합 장치를 형성하기 위하여, 상기 주 날개 박스 부의 외곽 립과 상기 날개 박스 어댑터 부의 내곽 립 각각이 연결 요소들을 수용하기 위한 홀들, 구체적으로 드릴 홀들 및/또는 슬롯들을 가지며, 이에 의해 상기 날개 박스 어댑터 부는 상기 주 날개 박스 영역에 결합될 수 있다. 이때, 상기 연결 요소들은 상기 외곽 립을 상기 내곽 립에 고정하기 위해 제공되어 상기 주 날개 박스 부를 상기 날개 박스 어댑터 부에 결합시킨다. 또한, 상기 결합 장치는 상기 연결 요소들을 파괴함으로써 후자를 분리되는 방식으로 디자인되거나 혹은 이와는 달리 파괴 없이 후자를 분리 가능한 방식으로 디자인될 수 있다.

이러한 실시예들에서, 상기 날개 박스 어댑터 부의 내곽 립 및 상기 주 날개 박스 부의 외곽 립은 서로 고정될 때 양으로 딱 들어맞아(positively intermesh) 결합되도록 디자인될 수 있다.

또한, 본 발명의 고정 날개에 있어서, 상기 고정 날개의 날개 익현은 상기 주 날개 박스 부의 외곽 립으로부터 상기 날개 박스 어댑터 부의 최외곽 립까지 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 적어도 95% 최대 45%만큼 감소하도록 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 고정 날개의 기술을 위해 여기서 지시된 파라미터 값들은 예를 들어, 상기 고정 날개의 전연 혹은 후연 에지의 상반각 혹은 국지적 스윕을 위한 값들은 명목 구성 상태에서의 상기 고정 날개에 관련되고, 이에 따라 외부 로드에 노출되지 않은 고정 날개에 관련된다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 고정 날개는 본 발명에 따른 어댑터 장치를 갖도록 제공된다.

본 발명의 예시적인 실시예들이 첨부된 도면들에 기초하여 이하에서 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 날개 팁 장치의 예시적인 실시예를 갖는 항공기의 도시적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 날개 어댑터 부를 갖는 고정 날개의 예시적인 실시예를 갖는 항공기의 도식적인 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 날개 박스 어댑터 부 및 날개 팁 장치의 예시적인 실시예의 도식적인 배면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 날개 팁 어댑터 부를 갖는 고정 날개 및 이에 고정되며 쇄선들로 표시된 날개 팁 장치의 제1 실시예의 도식적인 상면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 날개 어댑터 부를 갖는 고정 날개의 바깥 부분의 예시적인 실시예의 분해도이다.
도 6a, 6b, 6c 각각은 본 발명에 따른 날개 어댑터 부의 고정 날개에의 연결에 적합한 다양한 실시예들의 날개 팁 장치들(W1, W2, W3)의 사시도들이다.
도 7은 본 발명에 따른 고정 날개의 일 실시예의 상면도이다.
도 8은 도 7에 따른 고정 날개 실시예의 측면도이다.
도 9는 도 7에 따른 고정 날개 실시예의 배면도이다.

도 1에 도시된 본 발명이 통상의 형태로 사용 가능한 예시적인 실시예에 따른 정규의 항공기(F)는 각각이 적어도 하나의 보조익(5a, 5b)을 갖는 두 개의 고정 날개들(1a, 1b)을 포함한다. 도 1에 도시된 항공기의 각 고정 날개(1a, 1b)는 또한 고 리프트 덮개들로서 세 개의 전연 에지 리프팅 유닛들(3a, 3b)과 세 개의 후연 에지 리프팅 유닛들(4a, 4b)을 갖는다. 선택적으로, 고정 날개들(1a, 1b)은 각각 복수의 스포일러들(spoilers)(2a, 2b)을 가질 수 있다. 또한, 항공기(F)는 방향타(9)를 갖는 방향타 유닛(8)과 적어도 하나의 엘리베이터(7)를 갖는 엘리베이터 유닛(6)을 포함하는 꼬리 어셈블리(H)를 구비한다. 엘리베이터 유닛(6)은 예를 들어 도 1에 도시된 것과 같이 T자 형상의 꼬리 유닛 혹은 횡 꼬리 유닛으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 항공기(F)는 또한 도 1에 도시된 항공기와는 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 항공기는 높은 홑날개 비행기 혹은 전익 비행기일 수도 있다. 상기 항공기는 또한 엘리베이터 유닛 대신에 선미익(canards)을 갖는 항공기일 수도 있다.

도 1은 항공기 종축(X-F), 항공기 횡축(Y-F) 및 항공기 수직축(Z-F)을 갖는 항공기에 관련된 좌표계(KS-F)를 도시하고 있다. 각 고정 날개(1a, 1b)는, 상기 고정 날개의 길이 방향(spanwise direction)을 위한 축(S-T), 익현 방향(chord direction)을 위한 축(T-T) 및 두께 방향을 위한 축(D-T)을 갖는 고정 날개 좌표계(KS-T)를 할당한다(도 2). 상기 고정 날개의 좌표계(KS-T)는 국지 좌표계이며, 국지적 고정 날개 익현 방향(FT)이 고정 날개(T)의 익현 방향에 평행하도록 항공기 좌표계(KS-F)의 X 방향 혹은 종축 방향으로 연장되고, 고정 날개(T)의 좌표계(KS-T)의 두께 방향(FD)이 항공기 좌표계(KS-F)의 Z 방향 혹은 항공기(F)의 수직축(Z) 방향에 평행하도록 연장되는 본 발명에 따른 정의에 기초하여 방향을 갖는다. 이와는 달리 본 발명에 따르면, 상기 축들의 방향 및 고정 날개(T)의 국지적 좌표계(KS-T)의 원점이 고정 날개(T)의 각 지점에서 각각이 상승하는 고정 날개(T)의 최소 단면에 기초하여 정의될 수도 있으며, 국지적 좌표계(KS-T)의 상기 원점은 각 단면 영역을 위해 상승하고 그 내부에 위치하는 중심이며, 국지적 날개 익현 방향(FT)뿐만 아니라 국지적 고정 날개 두께 방향(FD)은 각 최소 단면 영역 내에 위치한다.

도 3, 4, 5, 6a 내지 6c는 항공기 종축 방향(X-F)에서 본 우측 고정 날개(T1) 형태에서의 본 발명에 따른 날개의 실시예를 도시한다. 도 3, 4, 5, 6a 내지 6c는 또한 고정 날개(T)의 좌표계(KS-T)뿐만 아니라 항공기 좌표계(KS-F)를 도시한다. 우측 고정 날개(T1)에 관련하여 이하에서 제공되는 설명은 좌측 고정 날개(T2)에도 유사한 방법으로 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 고정 날개(T) 혹은 그것의 주된 날개(M), 즉, 그것의 덮개들 혹은 추가 날개들 없는 고정 날개(T)는 전체적으로 상기 고정 날개의 흡입 측 상에 위치하는 상측(S1) 및 상측(S1)에 반대되고 고정 날개(T), 전연 에지(EL) 및 후연 에지(ET)의 압력 측 상에 형성된 하측(S2)을 드러내며, 날개 베이스 영역(10) 및 날개 어댑터 부(20)를 포함한다.

고정 날개(T)는 상기 고정 날개의 유동면(flow surface)을 형성하는 날개의 외표면이 접착되는 날개 박스(K)를 포함한다. 날개 박스(K)는 상기 주 날개의 길이 방향을 따라 연장되는 익형들(spars)(H) 및 상기 길이 방향에서 보았을 때 하나가 다른 하나의 뒤에 배치되며 날개 익현 방향(T-T)을 따라 연장되는 복수 개의 립들(ribs)을 포함한다. 도 4에 도시된 날개 박스(K)는 예를 들어, 2개의 익형들(H), 구체적으로 전연 에지(EL)를 따라 연장되는 전방 주 익형(H1)과 후연 에지(ET)를 따라 연장되는 후방 주 익형(H2)을 갖도록 디자인되었다. 각각이 날개 익현 방향(T-T)으로 연장되는 몇몇 립들(R)은 주 날개 익형들(H1, H2)에 구속된다. 예를 들어, 상기 립들은 도 4에서 R1, R2, R3, R4 및 R5로 마크된다. 주 익형들(H1, H2)은 도 4에 도시된 방법 이외의 방법, 예를 들어, 고정 날개(T)의 길이 방향(S-T)에서 보았을 때 하나가 다른 하나 뒤에 배치되는 몇몇 부분들로 구성되는 방법으로 구현될 수도 있다. 립들(R)은 도 4에 도식적으로 도시된 것과는 다르게 지정될 수도 있다. 예를 들어, 상기 립들은 두 개의 외측 익형들 사이에 혹은 주 익형들(H1, H2) 사이에서 연장되지 않을 수 있으며, 고정 날개(T)는 상기 립들이 이웃하는 익형들 사이에 연장되도록 디자인될 수 있다. 고정 날개(T)의 외표면은 상기 고정 날개의 몇몇 혹은 모든 익형들 및/또는 립들에 구속된다.

본 발명에 따르면, 날개 박스(K)는 주요 날개부(10)를 형성하는 날개 박스 베이스 부 혹은 날개 박스 주 영역(K10)과, 상기 날개 루트로부터 보았을 때 날개 박스(K)의 외단 영역(outer end area)을 포함하고 날개 어댑터 부(20)를 형성하는 날개 박스 어댑터 부(K20)로 구성된다.

본 발명에 따르면, 날개 박스 어댑터 부(K20)는 날개 팁 장치 혹은 작은 날개(W)의 부착을 위해 고안된다. 예시적 목적으로 도 4에서 쇄선들이 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외단에 배열된 날개 팁 장치 혹은 작은 날개(W)의 외곽선을 묘사하고 있다. 날개 박스 어댑터 부(K20)에 고정되고 또 이로부터 분리 가능한 날개 팁 장치(W)는 이 도면들에서 비행 방향 혹은 상기 항공기의 종축(X)의 반대 방향에서 보았을 때 우측 날개를 위해 묘사되고 있다.

본 발명에 따르면, 구체적으로 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외단이 날개 팁 장치(W)의 부착을 위한 연결 장치를 갖는 것으로 제공될 수 있다. 날개 박스 어댑터 부(K20)는 길이 방향(S-T)에서 보았을 때 제1 내단(21) 및 하나의 외단(22)을 갖는다. 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외단(22)은 상기 날개 루트로부터 보았을 때 바깥쪽 상에 있는 고정 날개(T)의 끝단 길이 방향을 형성한다. 날개 박스 어댑터 부(K20)가 족하는 날개 어댑터 부(20)는 전체 고정 날개(T)의 전연 에지(EL)의 일부인 전연 에지(23)와, 전체 고정 날개(T)의 후연 에지의 일부인 후연 에지(24)를 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 날개 팁 장치(W)를 날개 박스 어댑터 부(K20)에 결합시키기 위한 연결 장치가 상기 날개 루트로부터 보았을 때 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최외곽 립(R5) 상에 형성된다. 여기서 최외곽 립(R5) 자체는 날개 팁 장치(W)가 그 위에 실장될 수 있도록 구조적으로 고안될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 상기 연결 장치는 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 외단을 양의 잠금부(positive locking part)로 디자인하여 날개 팁 장치(W)가 날개 박스 어댑터 부(K20)에 결합되도록 함으로써 구현될 수 있다. 이에 따라, 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외곽 립(R5)과 날개 팁 장치(W)의 상기 내부 립은 본 발명에 따르면, 서로 부착될 때 후자가 양으로(positively) 딱 들어맞도록 디자인될 수 있다. 이 경우, 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외곽 립(R5)은 부착될 외측 혹은 날개 팁 장치(W)에 대향하는 표면 형상을 가질 수 있다.

일반적으로, 본 발명은 상기 날개 루트로부터 보았을 때 날개 박스 주요부(K10)의 외단과 이에 인접하는 날개 박스 어댑터 부(K20)의 내단 각각이 결합 장치를 가지며, 이에 따라 날개 박스 어댑터 부(K20)를 날개 박스 주요부(K10)에 결합시킨다. 상기 결합 장치는 구체적으로 날개 박스 주요부(K10)의 외단 상의 연결 장치에 의해 구현될 수 있으며, 상기 연결 장치 내에는 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립과 날개 박스 어댑터 부(K20)의 내곽 립 각각이 상기 날개 박스 어댑터 부가 상기 날개 박스 주요 영역들에 결합될 수 있는 연결 요소들을 수용하기 위한 드릴 홀들 및/또는 슬롯들을 가진다. 상기 연결 요소들은 상기 외곽 립을 상기 내곽 립에 부착하기 위해 제공되어 날개 박스 주요부(K10)를 날개 박스 어댑터 부(K20)에 결합시킨다.

도 4에 예시적으로 도시된 것처럼, 날개 박스 어댑터 부(K20)는 상기 날개 루트로부터 보았을 때 최외곽 립(R5), 중심 립(R4) 및 최내각 립(R3)을 갖는다. 날개 박스 어댑터 부(K20)는 상기 주 날개에 결합되는 분리된 부품으로 디자인될 수 있다. 이와는 달리, 날개 박스 어댑터 부(K20)는 고정 날개(T)의 부품으로서 이와 분리되지 않고 일체적으로 디자인될 수도 있다. 도 4에 도시된 것처럼, 날개 박스 어댑터 부(K20)는 고정 날개(T)의 분리된 부품으로 디자인되었으며, 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최내각 립(R3)은 날개 박스 주요부(K10)의 최외곽 립(R2)에 결합된다. 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최내각 립(R3)과 날개 박스 주요부(K10)의 최외곽 립(R2)은 여기서 직접 인접할 수 있다. 이와는 달리, 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최내각 립(R3)과 날개 박스 주요부(K10)의 최외곽 립(R2)이 서로 직접 부착될 수도 있다. 본 발명에 따르면, 상기 날개 박스의 외단 영역을 형성하는 날개 박스 어댑터 부(K20)는 날개 팁 장치(W)를 부착하기 위해 디자인된다. 구체적으로, 내곽 립을 갖는 날개 박스 어댑터 부(K20)는 여기서 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립에 연결될 수 있다.

날개 박스 어댑터 부(K20)를 날개 박스 베이스 부(K10)에 결합시키기 위한 결합 장치는 구체적으로 후자가 연결 요소들을 파괴함으로써 분리되는 방식으로 디자인될 수 있다. 이와는 달리, 상기 결합 장치는 그것이 비-파괴적으로 분리될 수 있는 방식으로 설정되도록 디자인될 수도 있다.

날개 박스 어댑터 부(K20)는, 날개 박스 어댑터 부(K20)가 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립으로부터 그리고 날개 박스(K)의 절반-길이의 2 내지 10%에 걸쳐(over) 상기 주 날개의 최외곽 립을 형성하는 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외곽 립까지 연장하도록 함으로써 날개 팁 장치를 부착하기 위해 디자인된다.

본 발명에 따른 상기 고정 날개가 명목 구성 상태(nominal state of construction)에 있을 때, 각 국지적 길이 방향을 참조하는 날개 박스 어댑터 부(K20)의 상반각은 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립으로부터 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최외곽 립까지 적어도 10도만큼 연속적으로 증가한다. 이와는 달리 혹은 이에 더하여, 본 발명에 따른 상기 고정 날개는, 명목 구성 상태에서, 상기 고정 날개의 전연 에지의 국지적 스윕(local sweep)이 날개 박스 어댑터 부(K20)의 영역 내에서 적어도 5도 증가하도록 디자인될 수 있다.

날개 팁 장치의 부착을 위해 고안된 날개 박스 어댑터 부를 갖는 본 발명에 따른 상기 고정 날개는 이 목적을 위해 날개 팁 장치의 부착을 위한 연결 장치를 가질 수 있으며, 상기 고정 날개의 전연 에지의 상반각 및/또는 국지적 스윕의 연속적인 증가를 가지면서, 날개 팁 장치들의 상대적으로 넓은 범위의 부착을 가능하게 한다. 본 발명에 따라 부착될 날개 팁 장치들(W, W1, W2, W3)에 관하여, 날개 팁 장치(W, W1, W2)의 국지적 상반각은 내단(E1)으로부터 외단(E2 W)까지 연속적으로 증가하거나 감소하도록 제공된다. 날개 팁 장치(W, W1, W2) 혹은 그것의 제2 단(E2)은 상반각이 증가하면서 위로 향하거나, 또는 날개 팁 장치(W, W1, W2) 혹은 그것의 제2 단(E2)은 상반각이 감소하면서 아래로 향한다.

본 발명의 용어에서, 고정 날개(T)로부터 진행하는 "상단(top)"은 고정 날개(T)의 상측(T1)으로부터 멀어지는 방향, 혹은 항공기 좌표계(KS-F)의 양의 Z 방향, 혹은 고정 날개 좌표계(KS-T)의 양의 날개 두께 방향으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 고정 날개의 일 실시예는, 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립으로부터 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최외곽 립에 이르는 각 국지적 길이 방향을 참조하여 날개 박스 어댑터 부(K20)의 상반각이 연속적으로 증가하면서, 이 증가가 적어도 10도 그리고 최대한 60도가 되도록 제공한다. 바람직한 일 실시예에서, 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립으로부터 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최외곽 립에 이르는 각 국지적 길이 방향을 참조하여 날개 박스 어댑터 부(K20)의 이러한 증가는 적어도 20도 그리고 최대한 45도가 된다.

상기 상반각 혹은 국지적 상반각은 종 방향(L)을 따라 연장되는 본 발명에 따른 상기 고정 날개의 제1 참조선, 그리고 선택적으로 이에 부착되는 날개 팁 장치(W)를 참조할 수 있다. 상기 국지적 상반각은 여기서 각 상반각이 결정되는 지점에서 상기 제1 참조선을 따라 연장되는 접선(tangent)과 제2 참조선 혹은 데이터 라인 사이의 각도이다. 상기 제2 참조선은 구체적으로 고정 날개(T) 혹은 날개 팁 장치(W)의 단면 영역들의 중심들을 연결하는 선에 의해 정의될 수 있으며, 이들은 항공기 좌표계(KS-F)의 X-Z 평면에 놓여 있다. 상기 제2 참조선은 구체적으로 항공기 좌표계(KS-F)의 Y축에 평행하게 연장되는 선일 수 있다. 상기 제2 참조선은 또한 상기 날개 혹은 이의 고 리프트 덮개들의 전연 에지 라인 혹은 후연 에지 라인일 수 있다.

본 발명에 따르면, 종 방향(L)은 구체적으로 상기 언급할 참조선과 동일할 수 있다. 종 방향(L)은 최소한의 단면 영역들을 갖는 이러한 영역들의 중심들을 연결하는 라인일 수 있으며, 각 국지적 날개 팁 장치 두께 방향(D-W) 및 국지적 날개 팁 장치 익현 방향(T-W)과 혹은 국지적 고정 날개 익현 방향(T-T)뿐만 아니라 국지적 고정 날개 두께 방향(D-T)이 이에 놓일 수 있다.

본 발명에 따라 고정 날개(T)에 고정될 날개 팁 장치(W)의 형상을 기술하기 위하여, 상기 고정 날개에 고정될 날개 팁 장치(W)를 위해 국지적 좌표계(KS-W)가 참조되며, 이는 고정 날개(T)를 위한 국지적 좌표계(KS-T)와 유사하게 정의되고, 날개 팁 장치(W)의 종 방향(L)의 진행을 표시하는 지점들에서 국지적으로 형성된다. 날개 팁 장치(W)를 위한 국지적 좌표계(KS-W)는 국지적 날개 팁 장치 길이 방향(S-W), 국지적 날개 팁 장치 두께 방향(D-W) 및 날개 팁 장치 익현 방향(T-W)을 축으로 갖는다. 상기 좌표계의 방향은 상기 항공기 좌표계를 기초로 정의된 상기 국지적 고정 날개 좌표계(KS-T)와 유사하게 정의될 수 있으며, 혹은 이와는 달리 고정 날개(T)의 각 지점에서 발생하는 고정 날개(T)의 최소 단면 영역에 기초하여 정의될 수 있다.

상기 날개 팁 장치가 배열되는 날개(T)의 길이 방향(SW)에 관련하여, 날개 팁 장치(W)는 날개 팁 장치 연결을 형성할 내단(E1) 및 상기 날개 팁을 형성하는 외단 즉, 어댑터 부(20)의 제2 단(E2)을 가지며, 날개 팁 장치(W)가 고정되는 고정 날개(T)의 최외단으로부터 진행하는 길이 방향(SW)에서 고정 날개(T)를 연장시킨다. 날개 팁 장치(W)는 후연 에지(W-ET) 및 전연 에지(W-EL)를 가지며, 이들 각각은 제1 단(E1)과 제2 단(E2) 사이에서 연장된다.

도 6a 내지 6c에 날개 팁 장치(W)의 다양한 실시예들(W1, W2, W3)이 도시되어 있으며, 이들은 날개 어댑터 부(20)를 갖는 고정 날개(T)에 연결되기에 적합하다. 본 발명에 따른 고정 날개(T)는 구체적으로 도 6a, 6b 및 6c에 도시된 것처럼, 내단(E1)으로부터 외단(E2)까지 연속적으로 증가하는 혹은 감소하는 국지적 상반각을 갖는 날개 팁 장치들의 부착에 적합하다. 날개 팁 장치(W)의 예시적인 일 실시예에 있어서, 날개 팁 장치(W)의 상측 및/또는 하측은 모든 방향들에서 접선 혹은 곡률이 연속적일 수 있다. 특별한 일 실시예에서, 날개 팁 장치(W)의 상기 상측 및/또는 하측은 또한 하나 혹은 그 이상의 위치들에서 구부러질 수 있으며, 이에 따라 상기 상측 및/또는 하측은 일 지점에서 적어도 연속적이다.

본 발명에 따른 고정 날개의 예시적인 일 실시예에서, 고정 날개(T)의 날개 익현은 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립의 위치에서 상기 고정 날개의 날개 익현에 관련하여, 날개 박스 주요부(K10)의 외곽 립으로부터 날개 박스 어댑터 부(K20)의 최외곽 립에 이르는 날개 박스 어댑터 부(K20)의 영역에서 적어도 95 그리고 최대한 45%까지 감소될 수 있다.

고정 날개(T)의 본 실시예는 특히 도 6c 상의 날개 팁 장치(W3)로 도시된 날개 팁 장치(W)의 부착에 유리하며, 이의 후연 에지(W-ET)의 국지적 스윕 각도("후연 에지 스윕") 및 이의 전연 에지의 국지적 스윕 각도 ("전연 에지 스윕")는 날개 팁 장치(W3)의 내단(E1)으로부터 외단(E2)에 이르는, 혹은 적어도 외단(E2) 전의 거리 혹은 영역에 이르는 진행을 따라 연속적으로 증가한다.

상기 외단(E2) 전의 이러한 거리 혹은 영역은 일반적으로 종 방향(L)으로 연장되는 날개 팁 장치(W; W1, W2; W3) 길이의 최대한 8%를 넘는 만큼 연장되는 부분 영역(B3)을 가리킨다. 예를 들어, 전연 에지(W-EL)의 스윕 각도는 부분 영역(B3)에서 다시 점점 줄어들 수 있다(taper off). 하지만, 본 발명의 다른 실시예는 영역(B3)이 존재하지 않는 것을 제공할 수도 있다.

상기 고정 날개에 부착될 날개 팁 장치(W)는 상기 날개 박스 어댑터 부와 함께, 전연 에지(도 6a 및 6b; 날개 팁 장치들(W1 및 W2))의 웨이 포인트들(way points)을 나타내는 두 개의 중간 지점들(WP1, WP2)을 갖는 전연 에지를 갖는 고정 날개를 형성하도록 디자인될 수 있다. 중간 지점들(WP1, WP2)은 날개 팁 장치(W)를 두 개의 스패닝 영역들(spanning areas)(B1, B2)(혹은 B3을 포함할 수도 있다)로 분리 가능하게 하며, 각 영역의 경계면들은 항공기 좌표계(KS-F)(도 4)의 X-Z 평면을 따라 연장되도록 혹은 국지적 날개 팁 장치 익현 방향(T-E)의 국지적 날개 팁 두께 방향(D-W)을 따라 연장되도록 정의될 수 있다. 날개 어댑터 부(20)는 날개 어댑터 부(20)의 제1 단(21)과 제1 웨이 포인트(WP1) 사이에 놓이고, 제1 영역(B1)은 제1 웨이 포인트(WP1)와 제2 웨이 포인트(WP2) 사이에 놓이며, 제2 영역(B2)은 제2 웨이 포인트(WP2)와 날개 팁 장치(W1 혹은 W2)의 제2 단(E2) 사이에 놓인다.

제1 웨이 포인트(WP1)의 위치는 날개 어댑터 부(20)(도 6a, 6b)의 외단 혹은 제2 단(22)에, 혹은 제2 단(22)으로부터 멀리 떨어져 위치할 수 있다.

날개 팁 장치들(W1, W2)의 전연 에지의 진행에 관련하여 본 발명에 의해 제공되는 특징 및 여기서 구체적으로 제3 영역(B3)에서의 스윕에서의 변화는 본 발명에 따른 날개 어댑터 부(20)를 사용하여 전체적으로 날개 팁 장치(W)의 구성에서의 다양한 변경들에 영향을 주어, 고정 날개(T) 및 항공기(F)가 달성 가능한 공기 역학적 효과들이 영향을 받을 수 있다.

본 발명에 따른 고정 날개(T)의 형상은 작은 구조적 충격으로 공기 역학적으로 효율적인 날개 팁 장치(W)의 기하학적 형상의 구현을 가능하게 한다. 기하학적 트위스트 및 캠버(camber)의 통상적인 디자인 파라미터들에 더하여, 이는 상기 날개 팁 장치 혹은 날개 박스 어댑터 부(20)의 내부 길이에서의 국지적 프로파일 익현들의 상당한 감소에 의해 달성된다. 전연 에지(W-EL)의 두 번 변경된 국지적 스윕 각도 때문에, 연속적으로 증가하는 전연 에지 스윕을 갖는 알려진 날개 팁 형상에 대해 본 발명에 따른 날개 팁 장치(W1, W2)의 길이 방향 연장은 상당히 연장될 수 있다. 그 결과, 유도된 드래그(drag) 및 프로파일 드래그에 관련된 공기 역학적 장점들이 길이 효과 및 젖은 표면에서의 감소 모두로부터 유도될 수 있다. 동시에, 본 발명에 의해 제공되는 날개 팁 장치(W1, W2)의 기하학적 형태의 결과로, 동일한 공기 역학적 효율성을 유지하면서도, 날개(F)에 걸리는 구조적 부담이 이전 해결책에 비해 보다 낮아질 수 있다.

반면, 만약 구조적 장점이 본 발명에 따른 날개 팁 장치(W) 상의 추가적인 기하학적 높이 및/또는 길이 연장에 의해 균형이 맞춰진다면, 보다 큰 젖은 표면에도 불구하고 조절된 공기 역학적 부담 배분이 알려진 날개 팁 장치에 비해 전체적으로 드래그 이득을 얻을 수 있다.

날개 팁 장치(W)는 고정 날개(T)에 직접 고정될 수 있다. 이 경우, 고정 날개(T) 및 날개 팁 장치(W)의 인접하는 표면들 혹은 라인들은 에지 라인 혹은 구부림(kink)을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 구체적으로, 국지적 날개 팁 장치 익현 방향(T-W)으로 연장되는 상기 날개 팁 장치 익현 및 국지적 날개 팁 장치 두께 방향(D-W)으로 연장되는 상기 날개 팁 장치 두께는 날개 팁 장치 종 방향(L)을 따라 연속적으로 감소한다.

본 발명에 따르면, 기초 량의 "연속적인" 감소 혹은 "연속적인" 증가는 기초 량, 즉 기 언급된 예에서 날개 팁 두께가 각 관련된 참조선을 따라 단조롭게 증가 혹은 감소하는 것을 의미한다. 상기 파라미터의 증가 혹은 감소의 진행은 역시 구부러짐(kink)을 보일 수도 있다.

이러한 목적에서, 본 발명에 따른 고정 날개는 고정 날개(T)의 전연 에지의 국지적 스윕이 날개 박스 어댑터 부(K20)의 영역에서 최대한 45도만큼 증가하도록 구성될 수 있다.

이와는 달리 혹은 이에 더하여, 고정 날개(T)의 후연 에지의 국지적 스윕이 날개 박스 어댑터 부(K20)의 영역에서 적어도 5도만큼 증가하도록 제공될 수도 있다.

이와는 달리 혹은 이에 더하여, 고정 날개(T)의 후연 에지의 국지적 스윕이 날개 박스 어댑터 부(K20)의 영역에서 적어도 20도만큼 증가하도록 제공될 수도 있다.

본 발명에 따른 날개 팁 장치(W)는 구체적으로 고정 날개(T)에 대한 구조적 변경 없이 혹은 단지 미미한 구조적 변경만으로 공기 역학적 성능이 개선될 필요가 있는 이미 존재하는 항공기의 새로운 장착 혹은 수리를 위해 사용될 수 있다.

도 7, 8 및 9는 본 발명에 따른 고정 날개의 일 실시예에 대한 다양한 사시도들을 도시하고 있으며, 상기 상반각 및 전연 에지 각도는 어댑터 부(20)를 위해 대략 30도만큼 증가한다. 또한, 어댑터 부(20)의 외곽 립에서 날개 익현은 상기 날개 박스의 외곽 에지 상에서 상기 날개 익현의 대략 49%로 측정된다.

Claims

절반-길이에 걸쳐(over a half-span) 연장되는 주 날개를 보이는(exhibits) 항공기의 날개로서,
날개 루트(wing root)로부터 보았을 때, 상기 주 날개(M)의 최외곽 립(rib)(R5)의 위치에서 상기 주 날개(M)의 날개 익현(chord)이 상기 주 날개(M)의 절반-길이의 5 내지 15%로 측정되고,
상기 주 날개(M)는 날개 베이스 영역(10)과, 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 주 날개(M)의 외단(outer end) 영역을 형성하고 날개 팁 장치(W1, W2, W3)를 고정하도록 고안된 날개 어댑터 부(20)를 포함하며,
상기 날개 어댑터 부(20)는 상기 날개 베이스 영역(10)의 외곽 립(R3)으로부터 그리고 상기 주 날개(M)의 절반-길이의 2 내지 10%에 걸쳐(over) 상기 주 날개(M)의 최외곽 립(R5)을 형성하는 상기 날개 어댑터 부(20)의 외곽 립(R5)까지 연장되고,
각 국지적 길이 방향(local spanwise direction)을 참조하는 상기 날개 어댑터 부(20)의 상반각(dihedral angle)이 상기 날개 베이스 영역(10)의 외곽 립(R3)으로부터 상기 날개 어댑터 부(20)의 최외곽 립(R5)까지 10 내지 60도만큼 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항에 있어서, 상기 날개 어댑터 부(20)는 상기 주 날개(M)에 내장된 부분(integral part)인 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항에 있어서, 상기 날개 어댑터 부(20)는 상기 주 날개(M)에 부착되는 분리된 부분(separate part)인 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 날개(M)는 상기 주 날개(M)의 길이 방향을 따라 연장하는 익형들(spars), 상기 길이 방향에서 보았을 때 하나가 다른 하나의 뒤에 배치되는 복수 개의 립들 및 외곽 스킨(outer skin)을 포함하는 날개 박스(K)를 구비하며,
상기 날개 루트로부터 보았을 때, 상기 주 날개(M)의 최외곽 립(R5)의 위치에서 상기 주 날개(M)의 상기 날개 익현이 상기 날개 박스(K)의 절반-길이의 5 내지 15%로 측정되고,
상기 날개 박스(K)는 날개 박스 베이스 부(K10)와, 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 날개 박스(K)의 외단 영역을 형성하고 상기 날개 팁 장치(W1, W2, W3)를 고정하도록 고안된 날개 박스 어댑터 부(K20)를 포함하며,
상기 날개 박스 어댑터 부(K20)는 상기 날개 박스 베이스 부(K10)의 외곽 립(R2)으로부터 그리고 상기 날개 박스(K)의 절반-길이의 2 내지 10%에 걸쳐(over) 상기 주 날개의 최외곽 립(R5)을 형성하는 상기 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외곽 립(R5)까지 연장되고,
각 국지적 길이 방향을 참조하는 상기 날개 어댑터 부(20)의 상반각이 상기 날개 박스 베이스 부(K10)의 외곽 립(R2)으로부터 상기 날개 어댑터 부의 최외곽 립(R5)까지 10 내지 60도만큼 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 날개의 전연 에지(leading edge)의 국지적 스윕(local sweep)은 명목 구성 상태(nominal state of construction)에서 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 10 내지 45도만큼 증가하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 날개 박스 어댑터 부(K20)의 외단은 날개 팁 장치를 고정하기 위한 연결 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 날개 박스의 외단 영역을 형성하는 상기 날개 박스 어댑터 부는 날개 팁 장치를 부착하기 위해 디자인되며, 내곽 립을 갖는 상기 날개 팁 장치는 상기 날개 박스 베이스 부(K10)의 외곽 립에 결합되는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 연결 장치는 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 외단 상에 양의 잠금 부분(positive-locking part)으로 디자인되어, 상기 날개 박스 어댑터 부에 결합될 상기 날개 팁 장치를 상기 날개 박스 어댑터 부에 양으로(positively) 부착하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 날개의 전연 에지의 국지적 스윕은 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 최대 45도만큼 증가하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 날개의 후연 에지의 국지적 스윕은 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 최대 5도만큼 증가하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 날개의 후연 에지의 국지적 스윕은 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 최대 20도만큼 증가하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 날개 루트로부터 보았을 때 상기 날개 박스 베이스 부(K10)의 외단은 이에 인접한 상기 날개 박스 어댑터 부(K10)의 내단(inner end)과 함께 각각 상기 날개 박스 어댑터 부를 상기 날개 박스 베이스 부(K10)에 결합시키기 위한 결합 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 12 항에 있어서, 상기 결합 장치는 상기 결합 장치를 형성하기 위하여, 상기 날개 박스 베이스 부(K10)의 외곽 립과 상기 날개 박스 어댑터 부의 내곽 립 각각이 시추공(boreholes)을 가지며, 상기 외곽 립을 상기 내곽 립에 고정하기 위해 연결 요소들이 제공되어 상기 날개 박스 베이스 부(K10)를 상기 날개 박스 어댑터 부에 결합시키는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 13 항에 있어서, 상기 결합 장치는 상기 연결 요소들을 파괴함으로써 분리되는 방식으로 디자인되는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 13 항에 있어서, 상기 결합 장치는 파괴 없이 분리되는 방식으로 디자인되도록 상기 결합이 구성되는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 날개 박스 어댑터 부의 내곽 립 및 상기 날개 박스 베이스 부(K10)의 외곽 립은 서로 고정될 때 양으로 딱 들어맞아(positively intermesh) 결합되도록 디자인되는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 날개의 날개 익현은 상기 날개 박스 베이스 부(K10)로부터 상기 날개 박스 어댑터 부의 최외곽 립까지 상기 날개 박스 어댑터 부의 영역에서 적어도 95% 최대 45%만큼 감소하는 것을 특징으로 하는 항공기 날개.