KR20130030248A - 전개가능한 날개 선행 에지 부재들을 구비한 저소음 날개 슬랫 시스템 - Google Patents

전개가능한 날개 선행 에지 부재들을 구비한 저소음 날개 슬랫 시스템 Download PDF

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Abstract

여기에서 설명된 개념들과 기술들은 저소음의 항공기 날개 슬랫 시스템을 위해 제공된다. 여기에서 제공되는 본 명세서의 일 측면에 따르면, 코브가 채워진 날개 슬랫(202)이 항공기 날개의 이동가능한 선행 에지 부재(402, 502)와 함께 사용되어 고양력 시스템을 제공한다. 이동가능한 선행 에지 부재는 항공기 날개 안으로 후퇴하여 코브가 채워진 슬랫을 수납 위치에 수용하는 원피스형 패널(402) 또는 투피스형 패널(502)을 포함할 수 있다. 코브가 채워진 슬랫의 전개시, 이동가능한 선행 에지 부재는 바깥쪽으로 전개되어 날개와 함께 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성한다.

Description

전개가능한 날개 선행 에지 부재들을 구비한 저소음 날개 슬랫 시스템{LOW NOISE WING SLAT SYSTEM WITH DEPLOYABLE WING LEADING EDGE ELEMENTS}
본 발명은 고양력 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전개가능한 날개 선행 에지 부재들을 구비한 저소음 날개 슬랫 시스템에 관한 것이다.
공항 환경과 관련하여 소음 레벨을 감소시키는 것은 항공기 산업 내에서 점진적으로 더 높은 우선 순위가 되어 왔다. 그러나, 점점 더 엄격한 소음 규제는 항공 교통의 비효율 증가와 공항의 생산성 감소를 야기하였다. 예를 들어, 많은 공항에서, 현재 수용능력(current capacity)은 소음 공해를 방지하거나 완화시키기 위하여 일반적으로 주로 낮시간으로 국한되는 작동 시간에 의해 크게 제어된다. 항공기의 이륙, 접근, 및 착륙 작동하는 동안에, 소음은 많은 부분이 항공기 엔진과 기체 구성요소들에 의해 발생된다. 높은 바이패스비(bypass ratio)의 엔진이 출현함에 따라, 엔진 소음에서의 상당한 감소가 계속된 발전이 이루어지면서 달성되어 왔다.
기체 소음의 상당한 원인은 항공기의 고양력 시스템으로부터 기인한다. 구체적으로, 슬롯형의 선행 에지 슬랫은 전개된 선행 에지 날개 슬랫의 후면 상에 위치된 코브 영역에서 발생하는 기류 재순환으로 인해 높은 소음 레벨을 발생시킨다. 종래의 날개 슬랫은 항공기 날개의 선행 에지와 정합하도록 구성되어 슬랫이 날개의 선행 에지를 향하여 후퇴된 때에 각각의 슬랫과 날개는 함께 소정의 에어포일 형태를 형성한다. 이에 따라, 종래의 슬랫은 실질적으로 날개의 선행 에지와 같은 형태로 형성된 선행 에지를 가질 수 있되, 날개의 일반적으로 볼록한 선행 에지와 정합하도록 형태가 형성됨에 따라 일반적으로 형태가 오목한 후면을 갖는다. 슬랫이 고양력 작동을 위해 전방으로 뻗고 하방으로 회전되는 때에, 슬랫 후면의 오목한 형태는 슬랫 주위에 흐르는 주위 기류가 재순환하여 소음을 생성하는 코브를 형성한다.
여기에서의 개시된 내용은 이러한 고려 및 다른 것들에 대하여 제안된 것이다.
본 요약은 아래 상세한 설명에서 더 설명되는 개념들 중에서 선택한 것을 단순화된 형태로 소개하기 위하여 제공되는 것으로 인식되어야 한다. 본 요약은 청구되는 요지의 범위를 제한하기 위하여 사용되는 것으로 의도되지 않는다.
여기에서 설명되는 개념들과 기술들은 항공기 고양력 시스템에 관련하여 공기역학적 소음 레벨을 감소시키는 것을 가능케 한다. 여기에서 제공되는 본 명세서의 일 측면에 따르면, 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법은 슬랫을 항공기 날개의 선행 에지로부터 전개하는 단계를 포함한다. 다음, 날개의 선행 에지 부재는 날개 안쪽의 수납 위치로부터 전개 위치로 재위치된다. 전개 위치에서, 선행 에지 부재는 날개의 상부면 및 하부면과 함께 연속적인 외부 몰드 라인 단면 형태를 형성한다.
다른 측면에 따르면, 고양력 시스템은 전개가능한 선행 에지 날개 슬랫 및 선행 에지 부재를 포함한다. 항공기 날개의 선행 에지 부재는 날개 안쪽의 수납 위치와 날개 바깥쪽의 전개 위치 사이에서 이동가능하다. 전개가능한 선행 에지 날개 슬랫이 뻗게 되는 때에, 날개의 선행 에지 부재는 수납 위치로부터 전개 위치로 이동하고, 이때 날개와 함께 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 항공기 날개와 관련된 고양력 시스템은 주 날개 부재, 경성의 선행 에지 부재, 및 선행 에지 날개 슬랫을 포함한다. 주 날개 부재는 상부 날개면과 하부 날개면을 포함한다. 경성의 선행 에지 부재는 주 날개 부재에 연결되고 그리고 이동가능하게 형성되어 경성의 선행 에지 부재가 전개 위치에 있는 때에 항공기 날개의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성하고 상부 날개면과 하부 날개면의 외부 에지들의 뒤로 수납 위치로 이동한다. 또한, 선행 에지 날개 슬랫은 주 날개 부재에 연결되고 그리고 슬랫이 수납 위치로 후퇴된 때에 상부 날개면과 하부 날개면의 외부 에지들에 접하여 항공기 날개의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성한다.
설명된 특징, 기능, 및 장점은 본 명세서의 다양한 실시예들에서 독립적으로 달성될 수 있고 또는 다음의 상세한 설명과 도면들을 참조하여 알 수 있는 이 이상의 상세들과 또 다른 실시예들에서 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 전개가능한 날개 선행 에지 부재들을 구비한 저소음 날개 슬랫 시스템에 의하면, 코브가 채워진 선행 에지 슬랫을 이용하여 공기 재순환과 이에 상응하는 소음 그리고 재순환에 의해 야기되는 성능 저하를 감소시키거나 제거할 수 있다.
도 1은 슬랫 코브 안에서 해당하는 소음이 감소한 기류 재순환을 갖도록 전개되고 수납된 배치상태에 있는 종래의 선행 에지 슬랫을 나타내는 종래의 고양력 시스템의 단면도이다;
도 2는 여기에서 제시된 다양한 실시예들에 따른 전개되고 수납된 배치상태에 있는 코브가 채워진 선행 에지 슬랫을 나타내는 고양력 시스템의 단면도이다;
도 3은 전개 배치상태에 있는 종래의 선행 에지 슬랫을 나타내는 종래의 고양력 시스템의 단면도이다;
도 4는 여기에서 제시된 다양한 실시예들에 따른 전개되고 수납된 배치상태에 있는 원피스형의 선행 에지 부재를 나타내는 고양력 시스템의 단면도이다;
도 5는 여기에서 제시된 다양한 실시예들에 따른 전개되고 수납된 배치상태에 있는 투피스형의 선행 에지 부재를 나타내는 고양력 시스템의 단면도이다;
도 6은 종래의 고양력 시스템, 여기에서 제시된 다양한 실시예들에 따른 전개 작동하는 동안의 원피스형의 선행 에지 부재를 이용하는 고양력 시스템, 및 투피스형의 선행 에지 부재를 이용하는 고양력 시스템을 나타내는 그래픽형 도면이다; 그리고
도 7은 여기에서 제시된 다양한 실시예들에 따른 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법을 나타내는 순서도이다.
아래의 상세한 설명은 종래의 선행 에지 날개 슬랫들과 관련된 소음을 발생시키는 공기 재순환을 제거하거나 감소시키 위해 코브가 채워진(cove-filled) 선행 에지 날개 슬랫들을 이용하는 고양력 시스템을 제공하기 위한 시스템들과 방법들에 대하여 이루어진다. 아래의 상세한 설명에서, 참조는 여기에서 일부분을 형성하는 것으로, 실례, 특정 실시예들, 또는 예들로 도시된 첨부된 도면들로 이루어진다. 동일한 숫자들은 여러 도면들에서 동일한 부재들은 나타낸다. 이하, 도 1을 참조하여, 종래의 고양력 시스템(100)이 설명될 것이다.
종래의 고양력 시스템(100)은 항공기 날개(104)의 형태를 변하게 하여 추가의 공기역학적 양력을 생성하기 위하여 함께 작동하는 종래의 선행 에지 슬랫(102)과 플랩(108)을 포함할 수 있다. 종래의 선행 에지 슬랫(102)은 항공기 날개(104)의 선행 에지와 정합하도록 구성되어 도시된 바와 같이 종래의 슬랫(102)이 수납(stowed) 배치상태에 위치되면서 종래의 슬랫(102)과 날개(104)는 함께 소정의 에어포일(airfoil) 형태를 형성한다. 종래의 슬랫(102)과 날개(104)는 종래의 슬랫(102)이 항공기 날개(104)의 선행 에지를 향하여 후퇴되어 수납 배치상태에 있는 때에 소정의 에어포일 형태를 형성하여야 하게 때문에, 그리고 항공기 날개(104)는 종래의 슬랫(102)이 전개(deployed) 배치상태로 뻗어진 때에 에어포일 형태를 유지하여야 하기 때문에, 전통적으로, 종래의 슬랫(102)의 후면은 종래의 슬랫(102)이 수납된 때에 두개의 면이 정합하는 것이 가능토록 항공기 날개(104)의 선행 에지의 볼록한 형태에 실질적으로 일치하는 오목한 형태를 가진다.
한편, 상기에서 설명된 바와 같이, 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 슬랫(102)의 후면의 오목한 형태는 기류가 종래의 슬랫(102) 주위를 흐름에 따라 주위 기류의 재순환(106)을 발생시키는 코브(cove) 영역을 생성한다. 이러한 주위 기류의 재순환(106)은 이륙과 착륙 작동하는 동안에 상당한 크기의 소음의 원인이 된다. 종래의 슬랫(102)의 코브 영역에 의해 발생되는 소음에 추가하여, 코브 영역 안에서의 공기 재순환(106)은 공기역학적으로 최적이지 아니한 것으로, 양력(lift)의 양을 감소시키고, 항력(drag)의 양력을 증가시켜, 이러한 재순환(106)이 제거된다면 발생할 수 있는 상응하는 항공기 성능 이득(performance benefit)을 감소시킨다.
도 2는 코브가 채워진 선행 에지 슬랫(202)을 이용하여 공기 재순환(106)과 이에 상응하는 소음 그리고 재순환(106)에 의해 야기되는 성능 저하를 감소시키거나 제거하는 고양력 시스템(200)을 도시하고 있다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 선행 에지 날개 슬랫은 코브가 채워진 형태의 슬랫(202)으로서, 이때 코브 영역(204)은 채워져 종래의 슬랫(102)과 공통인 슬랫의 후면의 볼록한 부분을 제거한 것이다. 채워진 코브 영역(204)은 주위 기류를 위한 부드럽고, 점진적인 굴곡부(turn)를 제공하여, 종래의 슬랫들에 의해 제공되는 재순환(106)과 관련된 소음을 실질적으로 감소시키는 실질적으로 연속적인 기류(206)를 형성한다. 실질적으로 연속적인 기류(206)는 고양력 시스템(200)의 정확한 설계 특성과 이와 상응하는 어떤 주어진 경우에서의 비행 특성에 따라 층류, 난류, 또는 이들을 조합한 것을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 코브가 채워진 선행 에지 슬랫(202)은 실질적으로 종래의 슬랫(102)의 코브 안에서 제공되는 상당한 정도의 재순환(106)을 감소시키기나 제거하는 것으로, 이는 이러한 재순환(106)과 관련된 기체 소음을 실질적으로 감소시킨다.
코브가 채워진 슬랫(202)은 특정의 적용과 이에 상응하는 바람직한 공기역학적 속성들에 따라 형태와 크기가 형성될 수 있다. 여기에서 설명되는 다양한 실시예들에 따라, 코브가 채워진 슬랫은 코브가 채워진 슬랫(202)의 후면이 유연하지 않거나 부풀릴 수 있지 않도록 경성으로 형성되어, 전개된 때에도 수납된 때와 동일한 단면 형태를 유지한다. 코브가 채워진 슬랫(202)에 대하여 다양한 구현례들과 더 상세한 내용들은 2010년 3월 31일에 본 출원과 함께 접수된 발명의 명칭이 "경성의 코브가 채워진 슬랫을 구비한 저소음 날개 슬랫 시스템"인 함께 심사 중인 미국특허출원 제12/751,468호에서 설명되어 있는데, 이것은 여기에서 전체가 참조로서 포함된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코브가 채워진 슬랫(202)의 수납 배치상태는 코브 영역(204)이 일반적인 항공기 날개(104)의 선행 에지(210)와 겹쳐지거나 간섭하는 오버랩 영역(208)을 형성한다. 여기에서 설명되는 개념과 기술들을 활용하여, 이러한 오버랩 영역(208)은 코브가 채워진 슬랫(202)과 협동하여 들어가고 전개하는 이동형 선행 에지 부재에 의해 수용된다. 코브가 채워진 슬랫(202)이 수납 위치로 후퇴됨에 따라, 선행 에지 부재가 항공기 날개의 안쪽의 수납 위치로 후퇴하여 코브가 채워진 슬랫(202)의 코브 영역(204)을 수용한다. 마찬가지로, 코브가 채워진 슬랫(202)이 날개로부터 항공기 날개의 전방으로 고양력 위치로 내밀어짐에 따라, 선행 에지 부재는 날개 안쪽의 수납 위치로부터 날개의 상면과 하면과 함께 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 완전하게 하는 전개 위치로 전개된다. 항공기 날개(104)의 고정된 선행 에지를 이용하여 오버랩 영역(208)을 해결하기 위한 방법들은 2010년 3월 31일에 본 출원과 함께 접수된 발명의 명칭이 "고정된 날개 선행 에지와 전개가능한 연결 패널들을 구비한 저소음 날개 슬랫 시스템"인 함께 심사 중인 미국특허출원 제12/751,514호에서 설명되어 있는데, 이것은 여기에서 전체가 참조로서 포함된다.
코브가 채워진 슬랫(202)과 이에 해당하는 고양력 시스템(200)과 관련된 다양한 실시예들을 설명하기 전에, 종래의 고양력 시스템(100)이 비교를 위해 도 3과 관련하여 더 상세하게 설명될 것이다. 도 3을 살펴보면, 종래의 슬랫(102)은 전개된 상태에서 실선으로 나타내져 있다. 종래의 슬랫(102)은 수납 위치에서는 파선으로 도시되어 있다. 수납 위치에서 보는 바와 같이, 종래의 슬랫(102)의 후면은 일반적으로 항공기 날개(104)의 일반적인 볼록한 선행 에지와 대응하도록(compliment) 오목하게 형성된다. 가이드 레일(302)은 일반적인 슬랫(102)을 날개보(wing spar)(304) 또는 항공기 날개(104)의 다른 구조상 구성요소에 연결한다. 회전 구동기(actuator) 및 피니언 기어(306)는 가이드 레일(302) 상의 일반적인 슬랫(102)을 전개 위치와 수납 위치 사이에서 뻗게 하고 들어가게 하도록 작동한다.
가이드 레일(302)이 바닥 플레이트(308)를 매개로 일반적인 슬랫(102)에 연결될 수 있는 것을 볼 수 있다. 이러한 바닥 플레이트(308)는 가이드 레일(302)을 위한 연결 지점을 제공할 뿐만 아니라, 슬랫이 수납 위치로 구성된 때에 주위 기류를 일반적인 슬랫(102)과 항공기 날개(104)의 하부면을 따라 안내함에 따라, 일반적인 슬랫(102)의 바닥면과 항공기 날개(104)의 하부면 사이의 공기역학적인 변이(transition)를 제공한다. 한편, 종래의 슬랫(102)이 전개 위치로 구성된 때에는, 슬랫 후면의 오목한 형태와 결합되는 바닥 플레이트(308)는 소음을 생성시키는 공기 재순환(106)이 주위 기류가 슬랫의 바닥 주위에서 흐름에 따라 발생하는 코브를 형성한다.
이제, 도 4를 참조하여, 저소음 고양력 시스템의 제1 실시예가 설명될 것이다. 이러한 실시예에 따르면, 고양력 시스템(400)은 코브가 채워진 슬랫(202), 주 날개 부재, 및 선행 에지 부재를 포함한다. 주 날개 부재는 항공기 날개(104) 내부의 구조상 및 다른 구성요소들 뿐만 아니라 상부 날개면(408)과 하부 날개면(410)을 포함한다. 이러한 실시예에 따르면, 선행 에지 부재는 수납 위치와 전개 위치 사이에서 이동가능한 원피스형(one-piece) 패널(402)을 포함한다.
원피스형 패널(402)은 주 날개 부재 및/또는 코브가 채워진 슬랫(202)과 동일한 구조상의 및 항공기 외판(skin)의 재료로 만들어질 수 있다. 원피스형 패널(402)은 일반적으로 볼록하게 형성되고 코브가 채워진 슬랫(202)이 고양력 위치로 전개된 때에 항공기 날개의 소정 단면의 외부 몰드 라인 형태를 따라 형태가 형성되는 외면을 갖는다. 즉, 원피스형 패널(402)이 전개 위치로 배치된 때, 원피스형 패널이 주 날개 부재의 선행 에지가 되도록 패널의 상단 에지는 상부 날개면(408)에 인접하고 패널의 하단 에지는 하부 날개면(410)에 인접한다. 전개 위치에서의 원피스형 패널(402)을 구비한 항공기 날개의 단면은 소정의 에어포일 형태를 나타내는 연속적인 외부 몰드 라인을 보여준다.
원피스형 패널(402)이 수납 위치로 구성된 때에는, 패널은 상부 날개면과 하부 날개면의 외부 에지들의 뒤로(aft) 주 날개 부재 안쪽에 놓여 있다. 원피스형 패널(402)을 전개 위치의 뒤로 이동시킴에 따라, 상기에서 설명된 오버랩 영역(208)을 위하여 공간이 날개 안쪽에서 이용가능하게 된다. 따라서, 항공기 날개에 이동가능한 선행 에지 부재를 활용함에 따라, 여기에서 개시된 선행 에지 슬랫은 종래의 고양력 시스템(100)에 속하는 경우와 같이 오목한 후면을 갖는 것으로 제한되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 원피스형 패널(402)은 선형 구동기(404)를 사용하여 수납 위치와 전개 위치 사이에서 이동한다. 회전 구동기 및 피니언 기어는 모든 유형의 유압, 공압, 또는 전기적 구동기를 포함하여 어떠한 다른 유형의 구동기가 대안적으로 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 원피스형 패널(402)을 전개 위치와 수납 위치 사이에서 적절하게 이동시키는 것을 돕기 위하여, 가이드(406)가 패널을 제자리로 이동시키고/이동시키거나 회전시키는 데에 이용될 수 있다. 또는, 하나 이상의 트랙이 배치상태들 사이에서 원피스형 패널을 가이드하기 위하여 사용될 수 있다.
이제, 도 5를 참조하여, 저소음 고양력 시스템의 제2 실시예가 설명될 것이다. 이러한 실시예에 따르면, 고양력 시스템(500)은 도 4에 대하여 상기에서 설명된 바와 같이 코브가 채워진 슬랫(202), 주 날개 부재, 및 선행 에지 부재를 포함한다. 그러나, 고양력 시스템(500)에 따르면, 원피스형 패널(402)을 포함하는 선행 에지 부재 대신에, 선행 에지 부재는 투피스형(two-piece) 패널(502)로 구성되어 있다. 투피스형 패널(502)은 상부 패널(502A)과 하부 패널(502B)을 포함한다. 투피스형 패널(502)의 각 패널은 전개 위치와 수납 위치 사이에서 독립적으로 움직인다.
일 실시예에 따르면, 상부 패널(502A)은 패널의 상부 에지에서 힌지와 구동기(506)를 매개로 주 날개 부재에 부착된다. 코브가 채워진 슬랫(202)이 전개되는 때에, 상부 패널(502A)은 전개 위치로 바깥쪽으로 회전한다. 반대로, 코브가 채워진 슬랫(202)이 후퇴되는 때에는, 상부 패널(502A)은 수납 위치로 안쪽으로 회전한다. 하부 패널(502B)은 코브가 채워진 슬랫(202)과 상부 패널(502A)의 전개와 후퇴와 함께 하부 패널(502B)을 전개 위치로 바깥쪽으로 밀고 하부 패널(502B)을 수납 위치로 안쪽으로 당기도록 작동하는 횡방향 구동기를 매개로 주 날개 부재에 부착된다. 수납 위치에서, 상부 패널(502A)과 하부 패널(502B)은 서로 겹쳐진다. 이러한 구성은 선행 에지 부재를 위한 주 날개 부재 내부의 수용(stowage) 공간이 최소화되어야 할 때 원피스형 패널(402)을 구비한 고양력 시스템(400)보다 이점을 제공할 수 있다. 투피스형 패널(502)의 오버랩하는 설계로 인하여, 원피스형 패널(402)을 구비한 고양력 시스템(400)에 비해 날개보(304)의 상류에서 날개 내부에 더 적은 공간이 선행 에지 부재의 후퇴와 수용을 위해 필요하게 된다.
고양력 시스템(500)의 완전한 전개시에, 코브가 채워진 슬랫(202)은 고양력 배치상태로 뻗으면서 하방으로 회전되고, 한편 상부 패널(502A)은 전개 위치로 바깥쪽으로 회전되고 하부 패널(502B)은 전개 위치로 바깥쪽으로 밀어진다는 것은 도 5에 도시된 고양력 시스템(500)의 도면으로부터 명백할 것이다. 전개 위치에서, 상부 및 하부 패널(502A, 502B)은 상부 날개면(408)과 하부 날개면(410)의 고정된 날개 외판 패널과 결합되어 주 날개 외형 또는 외부 몰드 라인 형태를 형성한다. 이러한 외부 몰드 라인 형태는 종래의 고양력 시스템(100)의 외부 몰드 라인 형태와 유사하거나 동일할 수 있되, 코브가 채워진 슬랫(202)의 사용을 가능케 한다. 전개된 고양력 시스템(500)의 부드럽고 연속적인 외부 몰드 라인 형태의 결합은 코브가 채워진 슬랫(202)의 전면으로부터 코브가 채워진 슬랫의 후면까지의 부드러운 변이와 연결되어 고양력 시스템(500)을 통과하는 부드러운 기류와 이에 상응하는 소음 감소를 가능케 한다.
여기에서 설명되는 원피스형 패널(402)과 투피스형 패널(502)은 슬랫이 넣어지는 때에 날개의 내부 공간 안으로 후퇴함에 따라 코브가 채워진 슬랫(202), 또는 해당하는 항공기 날개(104)의 선행 에지(202)와 일치하는 후면을 갖지 않는 어떤 슬랫을 수용하는 것으로 이해되어야 한다. 다양한 실시예들은 본 명세서의 선행 에지 부재를 전개하거나 후퇴시키기 위한 어떠한 특별한 메커니즘으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 실시예들은 선형 구동기, 회전 구동기, 및/또는 피니언 기어를 활용하는 것으로 설명될 수 있지만, 이러한 이동 메커니즘들의 어떠한 조합 또는 어떠한 다른 유형의 이동 메커니즘들이 본 명세서의 범위 내에서 활용될 수 있다.
도 6을 참조하여, 종래의 고양력 시스템(100), 원피스형 패널(402)을 포함하는 이동가능한 선행 에지 부재를 이용하는 고양력 시스템(400), 및 투피스형 패널(502)을 포함하는 이동가능한 선행 에지 부재를 이용하는 고양력 시스템(500)의 점진적인 단계들을 나타내는 실례가 되는 일련의 다이어그램들이 설명될 것이다. 많은 개수와 상대적으로 작은 크기의 여러 다이어그램들을 고려하여 단순성을 위해, 도 6의 다이어그램들은 여러 구성요소들을 도면부호들로 식별하지 않고서 도시되어 있으나, 도면부호들은 명료성을 위해 본 상세한 설명에서 사용될 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 3개의 시스템은 비교를 위해 나란하게 도시되어 있다. 상단에서 시작하여 하방으로 이동함에 따라, 시스템들은 수납 배치상태에서 시작하여 슬랫과 선행 에지 부재가 적용되는 경우 고양력 위치로 완전히 전개되는 때까지 전개 과정을 거쳐 진행된다. 종래의 고양력 시스템(100)의 전개는 종래의 슬랫(102)의 뻗음과 하방으로의 회전을 포함하는 것을 볼 수 있다. 상기한 바와 같이, 종래의 슬랫(102)은 수납된 때에 항공기 날개(104)의 선행 에지와 접하고 일치하도록 설계되기 때문에, 슬랫의 후면은 오목하게 형성되어 공기 재순환(106)을 유도하고 바람직하지 못한 소음을 생성하는 코브를 형성한다.
원피스형 패널(402)은 상단 중앙에 있는 다이어그램에서 항공기 날개(140) 내부로 수납 위치에 있는 것을 볼 수 있다. 이러한 수납 배치상태에서, 코브가 채워진 슬랫(202)은 상부 및 하부 날개면(408, 410)의 외부 에지와 접하여 코브가 채워진 슬랫(202), 상부 날개면(408), 및 하부 날개면(410)은 함께 에어포일의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성한다. 여러 구성요소들 사이를 구분하는 명료성을 위해, 다이어그램들에서 갭(gap)들이 슬랫이 수납된 때에 코브가 채워진 슬랫(202)과 상부 및 하부 날개면(408, 410) 사이에서, 그리고 이동가능한 선행 에지 부재가 전개된 때에 이동가능한 선행 에지 부재와 상부 및 하부 날개면(408, 410) 사이에서 보여지는 것으로 이해되어야 한다. 그러나, 실제로는, 인접한 면들은 서로 접하여 어떠한 갭들 없이 에어포일의 부드럽고 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성할 수 있다.
전개하는 동안, 코브가 채워진 슬랫(202)은 뻗고 바깥쪽으로 하방으로 회전하는데, 이때 원피스형 패널(402)은 패널의 외부 에지들이 상부 날개면(408)과 하부 날개면(410)의 에지들과 인접할 때까지 바깥쪽으로 밀어진다. 이러한 전개 위치에서, 하단 중앙 다이어그램에서 도시된 바와 같이, 코브가 채워진 슬랫(202)은 슬랫의 하부 후면 둘레를 따라 부드럽고 점진적으로 돌아가는 반경을 제공하여 공기 재순환(106)을 제거하고 이와 관련된 소음을 감소시키며, 이때 원피스형 패널(402)은 상부 날개면(408)과 하부 날개면(410)과 나란하게 정렬되어 에어포일의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성한다.
투피스형 패널(502)은 상단 오른쪽 다이어그램에서 항공기 날개(104) 내부로 수납 위치에 있는 것을 볼 수 있다. 원피스형 패널(402)과 마찬가지로, 수납 배치상태에서, 고양력 시스템(500)의 코브가 채워진 슬랫(202)은 상부 및 하부 날개면(408, 410)의 외부 에지와 접하여 코브가 채워진 슬랫(202), 상부 날개면(408), 및 하부 날개면(410)은 함께 에어포일의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성한다. 전개하는 동안, 코브가 채워진 슬랫(202)은 바깥쪽으로 하방으로 뻗으면서 회전하는데, 이때 전개 위치로 하부 패널(502A)은 바깥쪽으로 회전하고 하부 패널(502B)은 바깥쪽으로 밀어진다. 이러한 전개 위치에서, 하단 오른쪽 다이어그램에서 도시된 바와 같이, 코브가 채워진 슬랫(202)은 슬랫의 하부 후면 둘레를 따라 부드럽고 점진적으로 돌아가는 반경을 제공하여 공기 재순환(106)을 제거하고 이와 관련된 소음을 감소시키며, 이때 투피스형 패널(502)은 상부 날개면(408)과 하부 날개면(410)과 나란하게 정렬되어 에어포일의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성한다.
이제, 도 7을 참조하여, 항공기 이륙과 착륙 작동을 위한 감소된 소음의 고양력 시스템을 제공하기 위한 실례가 되는 순서도(routine)(700)가 상세하게 설명될 것이다. 도면들에서 보여지고 여기에서 설명되는 것보다 많거나 적은 작동들이 수행될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이러한 작동들은 여기에서 설명된 것과 다른 순서로 수행될 수 있다.
순서도(700)는 고양력 시스템(400, 500)이 가동되는 작동(702)에서 시작한다. 가동은 코브가 조정석 스위치를 통해 또는 채워진 슬랫(202)의 전개가 바람직하고 적절하다는 것을 나타내는 비행 기준(criteria)의 어떠한 양과 유형의 탐지와 분석에 따라 비행 컴퓨터 시스템에 의해 시작될 수 있다. 고양력 시스템(400, 500)의 가동시, 순서도(700)는 실질적으로 동시에 작동들(704, 706)로 계속된다. 작동(704)에서, 코브가 채워진 슬랫(202)은 수납 위치로부터 고양력 위치로 뻗게 된다. 작동(706)에서, 선행 에지 부재는 전개되어 항공기 날개(104)의 상부 날개면(408)과 하부 날개면(410)과 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 완성한다. 상기에서 상세하게 설명된 바와 같이, 선행 에지 부재는 원피스형 패널(402) 또는 투피스형 패널(502)일 수 있다. 선행 에지 부재는 어떤 개수와 유형의 전개 메커니즘들을 갖는 어떤 개수의 패널들을 대안적으로 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 도시되어 있지는 않지만, 코브가 채워진 슬랫(202)의 전개는 항공기 날개(104)에 의해 생성되는 양력을 증가시키는 플랩(108)의 전개와 동시에 일어날 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
고양력 시스템(400, 500)이 더 이상 필요하지 않은 때에는, 작동(708)에서 가동이 정지된다. 가동과 마찬가지로, 가동 정지는 스위치 또는 토글의 수동적인 선택을 통해 이루어질 수 있거나, 또는 현재의 비행 기준에 따라 바행 컴퓨터에 의해 자동적으로 이루어질 수 있다. 고양력 시스템(400, 500)의 가동 정지시, 순서도(700)는 실질적으로 동시에 작동들(710, 712)로 계속된다. 작동(710)에서, 코브가 채워진 슬랫(202)은 항공기 날개(104)의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 완성하는 위치에 있도록 슬랫이 상부 및 하부 날개면(408, 410)의 외부 에지들에 인접할 때까지 후퇴된다. 작동(712)에서, 원피스형 패널(402) 또는 투피스형 패널(502)은 항공기 날개(104)의 전방 공동부(cavity) 내부의 수납 위치로 후퇴되어, 순서도(700)가 끝나게 된다. 도시되지는 않았지만, 또한 코브가 채워진 슬랫(202)의 후퇴는 플랩(108)의 접음(retraction)과 동시에 일어날 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
상기의 개시된 내용으로부터 여기에서 제시된 개념들은 종래의 슬랫(102)이 이륙과 착륙 작동하는 동안에 소음의 생성에 따라 갖는 부정적인 영향에 대한 해결책을 제공하는 것으로 이해되어야 한다. 종래의 슬랫(102)의 코브 영역에서의 재순환(106)과 관련된 소음을 감소시키는 것에 더하여, 코브가 채워진 슬랫(202) 및 이에 상응하는 이동가능한 선행 에지 부재(402, 502)의 사용은 항공기의 이륙 성능을 향상시키는 이점을 갖는다.
종래의 슬랫(102)의 코브 영역을 채워 공기 재순환(106)을 제거함에 따라, 공기 재순환(106)과 관련된 항력이 상당히 감소된다. 항력에서의 감소는 증가된 항공기 유료 하중, 항공기 범위(range)에서의 증가, 감소된 활주로 거리, 및/또는 비행기 항력을 극복하기 위해 더 작은 추력(thrust)을 필요로 함으로 인해 더 작은 엔진을 가능케 한다. 엔진 크기 및/또는 추력 출력의 감소는 항공기 중량, 연료 소비, 및 일반적인 환경 친화에 대해 직접적이고 바람직한 영향을 갖는다.
전술한 내용을 바탕으로, 저소음 고양력 시스템을 제공하기 위한 기술들이 여기에서 설명되어 있는 것으로 인식되어야 한다. 첨부된 청구항들에서 한정된 본 발명은 여기에서 설명된 특정 형상(feature), 구성, 작동(act), 또는 수단(media)으로 반드시 제한되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 오히려, 특정 형상, 구성, 작동 및 수단은 청구항들을 구현하는 예시적인 형태로서 개시된 것이다.
상기에서 설명된 요지는 단지 실례로서 제공된 것이지 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 다양한 수정례들과 변형례들이, 도시되고 설명된 예시적인 실시예들과 적용례들을 따르지 않으면서, 그리고 다음의 청구항들에서 제시되는 본 명세서의 본질적인 사상과 범위로부터 벗어나지 않으면서, 여기에서 설명된 요지에 따라 만들어질 수 있다.
200, 300, 400 ... 고양력 시스템 202 ... 선행 에지 슬랫
204 ... 코브 영역 210 ... 항공기 날개의 선행 에지
402 ... 원피스형 패널 408, 410 ... 상부, 하부 날개면
502 ... 투피스형 패널 502A, 502B ... 상부, 하부 패널

Claims (20)

  1. 슬랫을 항공기 날개의 선행 에지로부터 고양력 위치로 전개하는 단계; 및
    적어도 하나의 선행 에지 부재를 항공기 날개 안쪽의 수납 위치로부터 상부 날개면, 상기 적어도 하나의 선행 에지 부재, 및 하부 날개면에 의해 형성되는 항공기 날개의 연속적인 외부 몰드 라인 단면 형태를 형성하는 전개 위치로 재위치시키는 단계;를 포함하는 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 원피스형 패널을 포함하고 상기 원피스형 패널을 재위치시키는 단계는 상기 원피스형 패널을 상기 원피스형 패널의 상단 에지가 상기 상부 날개면에 인접하고 상기 원피스형 패널의 하단 에지가 상기 하부 날개면에 인접하는 전개 위치로 바깥쪽으로 선형으로 이동시키는 단계를 포함하는 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원피스형 패널을 선형으로 이동시키는 단계는 상기 원피스형 패널에 연결된 선형 구동기를 신장시키는 단계를 포함하는 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 상부 패널과 후바 패널을 갖는 투피스형 패널을 포함하고, 상기 투피스형 패널을 재위치시키는 단계는 상기 상부 패널의 상단 에지가 상기 상부 날개면에 인접하고 상기 상부 패널의 하단 에지가 상기 하부 패널의 상단 에지에 인접하며, 상기 하부 패널의 하단 에지가 상기 하부 날개면에 인접하도록 상기 상부 패널을 전개 위치로 바깥쪽으로 회전시키고 상기 하부 패널을 전개 위치로 바깥쪽으로 선형으로 이동시키는 단계를 포함하는 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬랫을 상기 고양력 위치로부터 상기 항공기 날개의 선행 에지로 후퇴시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재를 상기 항공기 날개의 연속적인 외부 몰드 라인 단면 형태를 형성하는 전개 위치로부터 상기 항공기 날개 안쪽의 수납 위치로 재위치시키는 단계;를 더 포함하는 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 원피스형 패널을 포함하고, 상기 원피스형 패널을 재위치시키는 단계는 상기 원피스형 패널을 상기 원피스형 패널의 상단 에지가 상기 상부 날개면에 인접하고 상기 원피스형 패널의 하단 에지가 상기 하부 날개면에 인접하는 전개 위치로부터 상기 항공기 날개 내측의 수납 위치로 안쪽으로 선형으로 이동시키는 단계를 포함하는 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 상부 패널과 후바 패널을 갖는 투피스형 패널을 포함하고, 상기 투피스형 패널을 재위치시키는 단계는 상기 상부 패널을 전개 위치로터 상기 항공기 날개 내부의 수납 위치로 상기 항공기 날개의 내부 안쪽으로 회전시키고 상기 하부 패널을 전개 위치로부터 상기 항공기 날개 내부의 수납 위치로 안쪽으로 선형으로 이동시키는 단계를 포함하는 고양력 시스템과 관련된 항공기 소음을 감소시키기 위한 방법.
  8. 전개가능한 선행 에지 날개 슬랫; 및
    항공기 날개 내부의 수납 위치와 상기 항공기 날개 외부의 전개 위치 사이에서 이동가능한 적어도 하나의 선행 에지 부재를 포함하여,
    상기 전개가능한 선행 에지 날개 슬랫이 전개된 때에, 상기 적어도 하나의 선행 에지 부재가 상기 수납 위치로부터 상기 전개 위치로 이동하여 상기 항공기 날개와 함께 실질적으로 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성토록 구성되는 고양력 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 원피스형 패널을 포함하는 고양력 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 항공기 날개 내부에 장착되고 상기 원피스형 패널에 부착되는 선형 구동기를 더 포함하되, 상기 선형 구동기는 상기 선행 에지 날개 슬랫의 전개시 상기 원피스형 패널을 상기 항공기 날개 안쪽의 수납 위치로부터 상기 항공기 날개 바깥쪽의 전개 위치로 이동시키도록 구성되는 고양력 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 투피스형 패널을 포함하는 고양력 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 투피스형 패널은 상부 패널과 하부 패널을 포함하고, 상기 고양력 시스템은 상기 항공기 날개 내부에 장착되고 상기 하부 패널에 부착되는 횡방향 구동기를 더 포함하되, 상기 횡방향 구동기는 상기 선행 에지 날개 슬랫의 전개시 상기 하부 패널을 상기 항공기 날개 내부의 수납 위치로부터 상기 항공기 날개 바깥쪽의 전개 위치로 이동시키고 상기 선행 에지 날개 슬랫의 후퇴시 상기 하부 패널을 상기 전개 위치로부터 상기 수납 위치로 후퇴시키도록 구성되는 고양력 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상부 패널은 상단 에지에서 상기 항공기 날개의 상부 날개면에 회전가능하게 연결되어 상기 상부 패널은 상기 전개 위치로 상기 상단 에지 주위에서 바깥쪽으로 회전하고 상기 수납 위치로 상기 상단 에지 주위에서 안쪽으로 회전토록 작동되는 고양력 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 항공기 날개는 상부 날개면, 하부 날개면, 및 상기 적어도 하나의 선행 에지 부재를 포함하여 상기 상부 날개면, 상기 하부 날개면, 및 상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 상기 전개가능한 선행 에지 날개 슬랫이 전개된 때에는 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성하고 상기 전개가능한 선행 에지 날개 슬랫이 수납 위치로 후퇴된 때에는 불연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성하는 고양력 시스템.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 선행 에지 부재는 적어도 하나의 경성 구조물을 포함하고, 상기 적어도 하나의 경성 구조물을 이동시키는 것은 적어도 하나의 구동기를 매개로 상기 적어도 하나의 경성 구조물을 기계적으로 이동시키는 것을 포함하는 고양력 시스템.
  16. 상부 날개면과 하부 날개면을 포함하는 주 날개 부재를 포함하고;
    상기 주 날개 부재에 이동가능하게 연결되는 경성의 선행 에지 부재를 포함하되, 상기 경성의 선행 에지 부재가 전개 위치에 구성된 때에 상기 경성의 선행 에지 부재는 상기 상부 날개면의 외부 에지와 상기 하부 날개면의 외부 에지에 접하여 상기 항공기 날개의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성하고, 상기 경성의 선행 에지 부재가 수납 위치에 구성된 때에 상기 경성의 선행 에지 부재는 상기 상부 날개면의 외부 에지와 상기 하부 날개면의 외부 에지의 뒤로 위치되며; 그리고
    상기 주 날개 부재에 작동가능하게 연결되는 선행 에지 날개 슬랫을 포함하되, 상기 선행 에지 날개 슬랫이 수납 위치로 후퇴된 때에 상기 선행 에지 날개 슬랫은 상기 상부 날개면의 외부 에지와 상기 하부 날개면의 외부 에지에 접하여 상기 항공기 날개의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성하는 항공기 날개와 관련된 고양력 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 경성의 선행 에지 부재는 원피스형 패널을 포함하는 항공기 날개와 관련된 고양력 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 경성의 선행 에지 부재는 상기 항공기 날개의 연속적인 외부 몰드 라인 형태를 형성토록 전개 위치로 전방으로 선형으로 이동하고, 수납 위치로 상기 주 날개 부재 안 뒤로 선형으로 이동토록 구성되는 항공기 날개와 관련된 고양력 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 경성의 선행 에지 부재는 투피스형 패널을 포함하는 항공기 날개와 관련된 고양력 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 투피스형 패널은 상부 패널과 하부 패널을 포함하고, 상기 상부 패널은 상기 상부 날개면의 외부 에지에 회전가능하게 연결되고 그리고 전개 위치로 전방으로 회전하고 수납 위치로 상기 주 날개 부재 안 뒤로 회전토록 구성되며, 상기 하부 패널은 상기 전개 위치로 전방으로 선형으로 이동하고 상기 수납 위치로 상기 주 날개 부재 안 뒤로 선형으로 이동토록 구성되는 항공기 날개와 관련된 고양력 시스템.
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