带有密封结构的扭力管装置以及具有该扭力管装置的飞机的制作方法

1.本发明属于民用飞机领域，具体涉及对飞机襟翼的带有密封结构的扭力管装置的改进。


背景技术：

2.在民用飞机、尤其是民用大飞机的机翼上通常设置有襟翼。襟翼可安装在机翼的后缘或前缘，能够上下偏转和/或前后滑动，从而在飞机飞行的过程中增加升力。襟翼的偏转和/滑动运动通常通过扭力管等装置来实现。扭力管连接到控制襟翼运动的机构中，通过扭力管的转动使得襟翼进行转动和滑动等运动。在此过程中，扭力管会沿着扭力管槽移动。
3.扭力管装置通常延伸飞机机身的侧面中，并且扭力管装置还包括密封结构，例如密封板等，以在襟翼处于收起位置时将扭力管槽关闭，从而实现对扭力管的密封。
4.扭力管密封结构的设置需要实现与扭力管之间适当的间隙，该间隙不能过小而导致对扭力管的运动产生妨碍，但若间隙过大，则保持飞机外形完整的作用会不足。
5.现有技术中提出了多种扭力管密封结构的设计。例如，在美国专利公开us2006/0145013a1(申请号us11/323,291)中公开了一种包括两个半部的密封件，这两个密封件半部为柔性可压缩的，从而在扭力管附近的区域两个密封件半部互相分开，而在其它区域，这两个密封件半部始终互相闭合在一起。对于这种扭力管密封结构，需要对密封件的结构和材料进行特殊设计，其成本较高。并且，此种密封件为消耗件，需要定期维护和更换，因而维护成本较大。
6.美国专利公开us4576347(申请号us06/666,524)公开的扭力管密封结构包括两块相交地布置的盖板，该盖板通过铰链与机身相连接，且在铰链处设置有扭簧，以用于将盖板置于常闭状态。此种密封结构面临的一个问题是，由于湍流的存在，在扭力管附近的气动载荷条件较复杂，而扭簧的扭矩很大，需要对结构进行加强。这样，会增加整体结构的重量，且提高了维护成本。
7.美国专利公开us4979702(申请号us07/342,615)公开的用于开关扭力管槽的结构包括通过拉链装置连接的柔性材料，随着扭力管穿过该柔性材料，其两侧的拉链打开和关闭，实现密封作用。这种密封结构要求用特殊的材料来制造密封件，并且对拉链的可靠性也有较高的要求。
8.wo2018/138034a1中公开了一种可动后缘襟翼组件，其分为前后两部分，每部分由上下两瓣密封组件所组成。该密封结构由特殊的压缩装置使其闭合，分区轮流打开和关闭。其中，压缩装置的结构比较复杂，并且对分界区域之间对接的设计难度也较大。
9.因此，对于飞机襟翼的扭力管装置，存在进一步进行改进的需要，以简化其密封装置的结构，并且结构紧凑，能够可靠运行。


技术实现要素：

10.本发明是为了解决以上所述现有技术中存在的问题而作出的。本发明的目的是提
供一种飞机襟翼的扭力管装置，该扭力管装置结构简单且紧凑，能够可靠地实现对扭力管槽的密封。
11.本发明提供了一种扭力管装置，该扭力管装置用于飞机的襟翼，扭力管装置包括扭力管，扭力管的一端固定连接于襟翼，且扭力管的另一端上固定安装有扭力管接头，从而扭力管和扭力管接头能够随着襟翼的运动而运动。其中，扭力管装置还包括：密封板，密封板安装在飞机机身上；以及拉杆，拉杆的一端可转动地连接在密封板上，拉杆的另一端可转动地连接在扭力管接头上。密封板包括活动段和固定段，固定段固定安装在飞机机身上，拉杆的一端连接在活动段上，从而扭力管和扭力管接头随襟翼的运动能够经由拉杆传递给活动段，从而使活动段能够随着扭力管的运动而靠近或远离固定段地运动。
12.该扭力管装置将密封板分成活动段和固定段，其活动段的运动通过拉杆与襟翼的运动相关联，从而能够可靠地实现对扭力管槽的密封作业，且其动作过程简单。
13.在一种具体的结构中，在活动段上固定安装有第一拉杆接头，拉杆的一端可转动地连接在第一拉杆接头上，从而当扭力管和扭力管接头一起沿前后方向移动时，通过拉杆使活动段靠近或远离固定段地运动。
14.并且，在扭力管接头的后上方处设置有第二拉杆接头，拉杆的另一端可转动地连接在第二拉杆接头上，从而当扭力管和扭力管接头一起转动时，通过拉杆使活动段靠近或远离扭力管地运动。
15.较佳地，在活动段的指向扭力管的一端上形成有第一缺口，在固定段的指向扭力管的一端上形成有第二缺口，第一缺口和第二缺口的形状与扭力管的形状相匹配，当活动段运动到与固定段相连接的位置时，第一缺口和第二缺口包围扭力管。这样，当活动段与固定段相连接时，能够有效地密封扭力管。还可在缺口周围布置适当的密封件，填充扭力管和密封板之间的间隙，实现更佳的密封效果。
16.较佳地，拉杆的两端中的至少一端呈球形关节的形式。从而，可实现拉杆与扭力管接头和密封板的可转动连接。当然，其它实现可转动连接的方式也可应用于拉杆。
17.在一种较佳的结构中，拉杆包括第一杆端件、第二杆端件和连接在第一杆端件和第二杆端件之间的中间连杆，中间连杆的两端可相对转动地分别与第一杆端件和第二杆端件连接，通过中间连杆相对于第一杆端件和第二杆端件的转动，能够调节拉杆的长度。该结构使得拉杆的长度可调节，从而拉杆可补偿飞机各个零件的制造误差。
18.较佳地，在第一杆端件和中间连杆之间和/或在第二杆端件和中间连杆之间设置有锁紧构件，用于锁定中间连杆相对于第一杆端件和/或第二杆端件的转动。
19.其中，锁定构件可包括：
20.设置在第一杆端件和/或第二杆端件上的凹槽，以及
21.锁定销，锁定销连接在中间连杆上，并能够配合到凹槽中，以阻止中间连杆相对于第一杆端件和/或第二杆端件转动。
22.进一步地，锁定构件还可包括至少一个螺母，用于将锁定销固定在凹槽中。
23.较佳地，作为活动段和固定段各自指向扭力管的一端上的缺口的附加结构或替代结构，在活动段的指向所述扭力管的一端上形成有第一密封件，和/或在所述固定段的指向所述扭力管的一端上形成有第二密封件。第一和第二密封件可由例如橡胶等的弹性材料制成，其能够提高对扭力管的密封效果。
24.本发明还提供了一种飞机，该飞机具有襟翼，其中，飞机还包括如上所述的扭力管装置，该扭力管装置与襟翼相连接。
附图说明
25.从附图所示的结构中可以更加清楚地了解本发明的具体实施方式，其中，在附图中：
26.图1示出了一种飞机的局部立体图，其中示出了安装在飞机的飞机襟翼上的本发明的扭力管装置。
27.图2示出了安装有扭力管装置的飞机襟翼的另一种立体图，其中将飞机的机身整流罩去除，以更清楚地显示出扭力管装置的扭力管与飞机襟翼之间的连接。
28.图3示出了本发明的扭力管装置的侧视图。
29.图4示出了扭力管装置的拉杆的正视图。
30.图5示出了图4中的拉杆的分解图。
31.图6a-6c以扭力管槽的关闭过程为例示出了本发明的扭力管装置的工作原理。
32.图7示出了扭力管装置的一种变型结构，其中在密封板的活动段和固定段各自面对扭力管的一端上分别设置有第一和第二密封件。
33.(符号说明)
34.100扭力管装置
35.110扭力管
36.120拉杆
37.121第一杆端件
38.122第二杆端件
39.123中间连杆
40.124锁紧构件
41.125锁定销
42.126凹槽
43.127锁定螺母
44.130密封板
45.131第一拉杆接头
46.132活动段
47.133固定段
48.134导轨
49.135第一密封件
50.136第二密封件
51.140扭力管接头
52.141第二拉杆接头
53.200飞机襟翼
具体实施方式
54.下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当了解，附图中所示的仅仅是本发明的较佳实施例，其并不构成对本发明的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本发明进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，这些都落在本发明的保护范围之内。
55.在以下的对本发明的具体描述中，所使用的诸如“上”、“下”、“前”、“后”之类的表示方向和朝向的用语是以飞机通常所采用的朝向、例如飞行时的朝向为基准的，可以了解的是，在必要时，飞机的朝向可能会有改变。
56.图1示出了一种飞机的局部立体图，具体是飞机的飞机襟翼200的一部分，该飞机襟翼200上安装有本发明的扭力管装置100。扭力管装置100具有扭力管110，该扭力管110穿过飞机的机身整流罩连接到扭力管装置100上。扭力管装置100还包括拉杆120和密封板130，拉杆120的一端连接在扭力管110上，另一端连接在密封板130上。具体来说，拉杆120的一端可转动地连接在扭力管110的扭力管接头140上，另一端也是可相对转动地连接在密封板130上。
57.图2示出了安装有扭力管装置100的飞机的另一个局部立体图，其中去除了飞机机身整流罩，以更清楚地显示出扭力管装置100的扭力管110与飞机的飞机襟翼200之间的连接。如图2所示的，扭力管110的一端固定连接在飞机襟翼200上，扭力管接头140则安装在扭力管110的另一端上。这样，扭力管110和安装在扭力管110上的扭力管接头140可以随着飞机襟翼200的运动同步地运动，例如可随着飞机襟翼200的偏转而转动，随着飞机襟翼200的前后滑动而前后移动。
58.回到图1，在密封板130上固定安装有第一拉杆接头131，拉杆120的一端可转动地连接在该第一拉杆接头131上，例如拉杆120的一端呈球形关节的形式连接在第一拉杆接头131上。在扭力管接头140上设置有第二拉杆接头141，例如该第二拉杆接头141设置在扭力管接头140的后上方，如图3中所示的。拉杆120的另一端可转动地连接在第二拉杆接头141上。与连接在第一拉杆接头131上的一端类似，拉杆120的连接在第二拉杆接头141上的那一端也可以呈球形关节的形式与第二拉杆接头141相连接。
59.当然，除了图中所示的形式之外，拉杆120的两端也可以通过其它现有技术中已知的可转动连接方式与第一拉杆接头131和第二拉杆接头141相连接。
60.图4和5中示出了拉杆120的一种较佳的结构。拉杆120包括第一杆端件121、第二杆端件122和连接在第一杆端件121与第二杆端件122之间的中间连杆123。
61.较佳地，中间连杆123的两端分别可相对转动地与第一杆端件121和第二杆端件122相连接。例如，可以在中间连杆123的两端上分别形成外螺纹部，在第一杆端件121和第二杆端件122的与中间连杆123相连接的一端中形成内螺纹部，通过外螺纹部和内螺纹部之间的啮合实现中间连杆123与第一杆端件121和第二杆端件122的连接。并且，通过相对于第一杆端件121和第二杆端件122转动中间连杆123，可以调节拉杆120的长度，从而该拉杆120可以补偿飞机的各个零件、特别是飞机的飞机襟翼200以及扭力管装置100的各部件的制造误差。
62.拉杆120还包括锁紧构件124，当通过转动中间连杆123将拉杆120调节到所需要的长度之后，通过锁紧构件124使中间连杆123相对于第一杆端件121和第二杆端件122锁紧，
使其不能继续相对转动。如图5中所示的，在第一杆端件121和中间连杆123以及在第二杆端件122和中间连杆123之间分别设置锁紧构件124。锁紧构件124包括锁定销125，该锁定销125能够与第一杆端件121和第二杆端件122中的凹槽126相配合，以阻止转动。进一步地，锁紧构件124还包括锁定螺母127，该锁定螺母127用于将锁定销125固定在凹槽126中。
63.本领域技术人员可知，除了以上所描述的较佳结构之外，拉杆120也可以采取其它的形式，例如拉杆120可以是单根一体形成的拉杆，或者可以由两段可相对转动的杆连接而成，以上所述的锁紧构件124也是可选的结构。
64.回到图3，扭力管装置100的密封板130包括活动段132和固定段133，其中固定端133固定安装在飞机上，例如安装在飞机机身的整流罩上，活动段132则可在机身上沿着靠近和远离第一拉杆接头131的方向运行。例如，在飞机的机身上安装有导轨134，活动段132沿着该导轨134运动。密封板130的固定段133和活动段132分别位于扭力管110的两侧，例如，在图中所示的结构中，活动段132位于扭力管110的后方，固定段133位于扭力管110的前方。当然，活动段132和固定段133的位置也可互换。并且，活动段132和固定段133各自面对扭力管110的一端上设置有形状与扭力管110相匹配的缺口，从而当活动段132运动到与固定段133相连接的位置时，密封板130的活动段132和固定段133从两侧将扭力管110密封。
65.此外，与拉杆120的一端相连的第一拉杆接头131固定安装在活动段132上，从而当扭力管110随着飞机襟翼200运动时，可带动活动段132远离或靠近固定段133地运动。
66.下面，将参照图6a-6c对本发明的扭力管装置100的工作方式进行详细说明。图6a-6c以密封板130关闭扭力管槽的过程为例示出了扭力管装置100的工作原理。
67.图6a示出了关闭扭力管槽的过程中的初始状态，此时飞机襟翼200处于着陆位置，密封板130的活动段132与扭力管110和扭力管接头140一起位于与固定段133分隔开的位置。
68.在此之后，飞机襟翼200开始收起。在飞机襟翼200收起的过程中，扭力管110连同扭力管接头140一起随着飞机襟翼200转动和移动，在图6a中具体表现为沿着扭力管槽向前移动，且同时顺时针转动。此时，密封板130的活动段132将在拉杆120的作用下随着扭力管110向前移动，靠近固定段133。并且，由于扭力管110的顺时针转动，将使第二拉杆接头141的位置向上且向前，从而拉杆120同时将活动段132朝着靠近扭力管110的方向拉动。图6b和6c示出了活动段132靠近固定段133以及靠近扭力管110运动的过程。
69.最终，当飞机襟翼200到达了收起位置之后，活动段132到达与固定段133相连接的位置，从而将扭力管槽关闭，并且活动段132和固定段133各自指向扭力管110的那一端上的缺口将扭力管110包围和密封。该状态如图1中所示的。
70.通过与以上所述相反的过程可将扭力管槽打开。
71.可以看到，以上所述的扭力管装置100结构简单，其密封板130能够可靠地将扭力管槽关闭，而在打开扭力管槽时，在密封板130和扭力管110之间又能够留出足够的间隙。
72.本领域技术人员可知，密封板130的活动段132和固定段133的设置位置以及拉杆120的连接方式可根据不同的飞机襟翼200作适应性的修改。例如，若在飞机襟翼200收起过程中扭力管110和扭力管接头140是逆时针旋转的，则第二拉杆接头141可设置在密封板130的后下方。
73.而若飞机襟翼200收起时扭力管110和扭力管接头140向后移动，则将活动段132设
置在扭力管110的前方，将固定段133设置在扭力管110的后方。并且在此情况下，当飞机襟翼200收起时扭力管110和扭力管接头140顺时针旋转，则第二拉杆接头141设置在密封板130的前下方，而若此时扭力管110和扭力管接头140是逆时针旋转的，则第二拉杆接头141设置在密封板130的前上方。
74.另外较佳地，为了实现更好的密封效果，还可在活动段132和固定段133上设置额外的密封件，以密封扭力管110。具体地，如图7中示意性地示出的，在活动段132的面对扭力管110的那一端的缺口处设置第一密封件135，并且在固定段133的面对扭力管110的那一端的缺口处设置第二密封件136。当活动段132运动到与固定段133相连接的位置时，第一密封件135和第二密封件136将从两侧对扭力管110进行密封。
75.此处，第一密封件136和第二密封件135可由诸如橡胶之类的弹性材料制成。这样，当与扭力管110接触时，第一密封件136和第二密封件135将变形，以与扭力管110的形状相匹配。
76.由此进一步地，可变形的第一密封件136和第二密封件135可以作为如图中所示的活动段132和固定段133上的缺口的替代结构。