用于飞行器机翼的缝翼装置的制作方法

1.本发明涉及用于飞行器机翼的缝翼装置、用于飞行器的机翼以及具有这种缝翼装置的飞行器。


背景技术：

2.飞行器机翼上的可动部件、例如缝翼或襟翼、通常能够在完全缩回位置与至少一个且优选地多个伸出位置之间移动。在缩回位置，应当尽可能地防止在相应可动部件与机翼的相邻部段之间存在间隙。这使表面质量得到改善从而减少空气动力学冲击。对于像自然层流或混合层流的特定技术，与空气动力学表面有关的公差是非常严格的。为了在流体部的邻近表面部段之间提供平滑过渡，通常使用填充材料和表面平滑化制造步骤。然而，对于像缝翼或类似物的移动部件而言，这是不可能的。
3.us 9,422,050 b2公开了一种布置在飞行器的翼型件上的前缘缝翼，其中，该缝翼设置在主翼的前部。该缝翼包括后缘，该后缘借助于产生接触力的装置被加载，以用于与缝翼的后缘形成接触。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种前缘缝翼，该前缘缝翼能够在飞行器机翼上移动并且在缩回位置允许实现与机翼的周围部分的非常平滑的过渡。
5.该目的通过根据权利要求1所述的缝翼装置来实现。在从属权利要求和以下描述中给出了有利的实施方式和进一步的改进。
6.提出了一种用于飞行器机翼的缝翼装置，该装置具有可动的前缘缝翼和连接部段，其中，前缘缝翼包括缝翼前缘和缝翼后缘，其中，连接部段包括用于接纳缝翼后缘的接纳开口，其中，连接部段包括具有自由端部的悬伸部，其中，缝翼后缘设计成在悬伸部下方平移，并且其中，缝翼的尾部区域构造成当缝翼后缘移动到接纳开口中时借助悬伸部而弹性变形。
7.前缘缝翼是流体部(flow body)，其能够与飞行器的基准翼联接并且能够从缩回位置移动至一个或更多个伸出位置。缝翼和基准翼优选地包括互补设计，使得在缩回位置，缝翼和基准翼形成闭合表面。为此目的，基准翼可以包括机翼前缘，该机翼前缘包括翼弦方向凹陷部，缝翼可以移动到该翼弦方向凹陷部中。
8.缝翼可以包括通常的形状，其可以包括由缝翼蒙皮覆盖的加强元件。该缝翼包括轮廓件和鼻部，其将至少在伸出位置被直接置于气流中。此外，缝翼包括后缘，当缝翼装置附接至机翼时，该后缘指向基准翼。
9.连接部段将被解释为零件、部件、集成部段或者集成到基准翼的部件或组件的区域。连接部段基本上设置有接纳开口，后缘可以移动到该接纳开口中。接纳开口在其上侧部处可以由悬伸部界定。悬伸部又可以是基准翼的蒙皮的一部分，或者悬伸部可以是能够附接至基准翼的单独部分。悬伸部固定地定位在基准翼上并且不能移动。悬伸部仅允许将缝
翼后缘移动到其之下。
10.缝翼后缘设计成在悬伸部下方平移。这意味着，后缘具有允许将后缘移动到接纳开口中并移动到悬伸部之下的形状。后缘在上表面处可以包括允许将悬伸部平滑地搁置在其上的几何特征。因此，悬伸部和缝翼在缩回位置提供闭合的上表面，在飞行期间气流在该上表面上行进。为了提供后缘与悬伸部的特别精确的对准以在彼此的上部外表面之间形成非常平滑的过渡，缝翼的尾部区域构造成借助悬伸部而弹性变形。通过将后缘移动到接纳开口中，尾部区域可以变形。使后缘按压到悬伸部的内部的、面向下的侧部上可能是可行的。使悬伸部至少沿翼弦方向按压到尾部区域内可能也是可行的。由此，尾部区域和悬伸部紧密地配合到彼此之上，并且可以以最大程度减少间隙和阶梯部。尾部区域的受压允许将因移动缝翼的定位公差而存在的间隙和阶梯部闭合。通过将尾部区域迫压到固定的悬伸部，接口部的公差减小到缝翼后缘和连接部段的部件公差。
11.在有利的实施方式中，悬伸部包括比前缘缝翼的尾部区域更大的刚度。通过在悬伸部处提供较大的刚度，悬伸部显然比缝翼的尾部区域更不易变形。悬伸部可以提供施加到尾部区域上的足够大的力以使尾部区域根据需要变形。为了实现尾部区域的充分变形，平衡尾部区域和悬伸部的刚度是合理的。这可以例如通过适当的材料选择和/或相应部件的特定细节设计来实现。
12.此外，上边缘部件可以布置在缝翼后缘的尾部区域的上侧部上。上边缘部件于是可以是提供与悬伸部的表面接触的唯一部件。上边缘部件可以包括足够坚固的表面，以承受缝翼的较大数量的伸出运动、优选地是与缝翼的预期寿命相对应的数量。例如，上边缘部件可以涂覆有减少摩擦的涂层和/或可以由至少与悬伸部一样硬的材料制成。
13.如果上边缘部件由金属材料制成则也可能是有利的。例如，上边缘部件可以包括钛、铝合金和钢、优选地不锈钢。上边缘部件可以焊接、螺栓连接、胶合或铆接至缝翼的其余结构。为了以最大程度减小重量，上边缘部件可以包括仅是后缘厚度的一小部分的厚度。通过机加工工艺制造上边缘部件是特别优选的。
14.根据有利的实施方式，上边缘部件的横向截面轮廓包括阶梯部以接纳悬伸部。阶梯部优选地设计成与悬伸部的外端部相对应。当将后缘移动到接纳开口中时，悬伸部与阶梯部齐平接触。阶梯部优选地包括与悬伸部的厚度或高度相对应的高度。因此，在缝翼与悬伸部之间实施有平滑过渡。
15.在有利的实施方式中，上边缘部件包括用于接纳悬伸部的接纳表面，其中，悬伸部沿比接纳表面更大的翼弦长度延伸。因此，悬伸部总是可以到达上边缘部件上的机械止挡部。因此，总是可以防止在悬伸部与上边缘部件之间存在间隙。当悬伸部到达所设定的机械止挡部时，缝翼的运动可以适于略微压缩缝翼的尾部区域。这意味着，缝翼的运动可以略微超出所需的运动以使悬伸部到达机械止挡部。
16.此外，尾部区域可以包括延伸部件，该延伸部件在后缘处界定缝翼并且在翼展方向上沿缝翼的一部分延伸。该延伸部件可以设计成负责该尾部区域的变形行为。延伸部件可以由允许压缩、偏转或弯曲的合适的可变形材料制成。
17.在另一有利的实施方式中，延伸部件可以由塑料材料制成。塑料材料可以包括热塑性材料。热塑性材料以可示例性地包括聚偏二氟乙烯(pvdf)，聚酰胺(pa)，聚四氟乙烯(ptfe)，聚醚酮酮(pekk)，聚醚醚酮(peek)等。然而，该材料不限于此。
18.如果上边缘部件布置在延伸部件的上侧部上则是优选的。延伸部件面向由悬伸部施加的导致变形的一定的力。仅上边缘部件与悬伸部机械地相互作用并将力直接传递到延伸部件中。因此保护延伸部件免于磨损或其它裂化效果。通过将上边缘部件附接到延伸部件上，相对于缝翼的其余部分相对较软的材料的使用得到支持。
19.在又一有利的实施方式中，该延伸部件包括用于接纳该上边缘部件的至少一个翼展方向阶梯部。第一阶梯部支承上边缘部件。通过布置阶梯部以减小延伸部件在后部翼弦方向上的高度，延伸部件可以支持上边缘部件的放置，因为当将后缘移动到接纳开口中时，上边缘部件将被推靠在延伸部件上。
20.根据又一有利的实施方式，前缘缝翼包括外蒙皮，该外蒙皮封围延伸部件的至少一部分。因此，延伸部件支承尾部区域使其作为两个蒙皮部段之间的加强元件或桥接件。缝翼在尾部区域中的刚度因此由延伸部件支承。
21.如果延伸部件被预张紧成在处于缝翼的伸出位置时沿向上方向偏转则可能是可行的。因此，延伸部件朝向悬伸部的方向向上推压。因此，有助于提供与悬伸部的齐平表面接触。
22.该装置可以附加地包括弹簧元件，该弹簧元件构造成使延伸部件向上偏转。作为上述预张紧的替代或补充，也可以使用弹簧元件来使延伸部件向上偏转。沿翼弦线分布的若干弹簧元件可以附接至尾部区域。
23.本发明还涉及一种用于飞行器的机翼，该机翼具有基准翼，该基准翼具有基准翼前缘，该机翼还包括至少一个根据以上描述的缝翼装置，其中，连接部段布置在基准翼前缘上。
24.此外，悬伸部可以是基准翼的机翼蒙皮的一部分。在基准翼中，可以在悬伸部的前方设置凹陷部。因此，悬伸部略微到达凹陷部上方以限定接纳开口，这允许后缘移动到其之下。
25.此外，本发明还涉及一种飞行器，该飞行器包括至少一个根据以上描述的缝翼装置和/或至少一个如上所述的机翼。
附图说明
26.本发明的其它特征、优点和潜在应用由附图中所示的示例性实施方式的以下描述产生。在这方面，所有描述和/或图示说明的特征也单独地和以任意组合形成本发明的目的，而不管它们在各个权利要求中的组成或它们对其它权利要求的引用。此外，相同或相似的客体在附图中用相同的附图标记表示。
27.图1以示意性侧向概略图示出了缝翼装置。
28.图2在截面图中示出了处于伸出位置时的后缘和连接部段的细节。
29.图3示出了处于缩回位置时的图2的细节。
30.图4示出了具有这种缝翼装置的飞行器。
具体实施方式
31.图1以示意性截面图示出了处于伸出位置的用于飞行器机翼的缝翼装置2。这里，缝翼装置2包括可动的前缘缝翼4和连接部段6。前缘缝翼4可以沿基准翼8的大致翼弦部段
延伸。前缘缝翼4可以从缩回位置——其在图1中用虚线指示——移动到多个伸出位置。基准翼8包括基准翼前缘9，在基准翼前缘9处设置有基准翼凹陷部11以用于接纳缝翼4。当将缝翼4从缩回位置移动至伸出位置时，缝翼4进行平移运动并结合轻微的旋转。然而，这可能取决于安装有缝翼4的飞行器的类型。
32.连接部段6可以是基准翼8的一部分。与缝翼前缘5反向布置的缝翼后缘10包括允许将后缘10移动到悬伸部(在该图示中未示出)之下的形状。缝翼4和基准翼8于是提供齐平且平滑的过渡部。在图2中进一步详细示出了连接部段6和后缘10的细节。
33.连接部段6包括悬伸部12，其可以是基准翼8的蒙皮14的一部分。悬伸部具有自由端部13，该自由端部从基准翼8突出到接纳开口16上方。因此，接纳开口16形成并由开口12界定以用于接纳后缘10。
34.缝翼4包括尾部区域18，尾部区域18包括后缘10。尾部区域18构造成当后缘10移动到接纳开口16中时受到悬伸部12压缩和/或借助悬伸部12而变形。尾部区域18进一步由比缝翼4的尾部区域18的刚度更大的悬伸部12支承。可以通过在尾部区域18中将延伸部件20安装至缝翼4来减小尾部区域18的刚度。为此，延伸部件20可以由合适的塑料材料、特别地热塑性材料制成，或者由合适的金属材料、如铝合金制成。因此，当将后缘10移动到接纳开口16中时，后缘10由刚度更大的悬伸部12推入到受压或偏转位置。
35.延伸部件20可以沿缝翼4的整个翼展范围延伸。延伸部件20还可以在缝翼4的两个端面之间延伸，在该图示中未详细示出这两个端面。为了将延伸部件20紧固至缝翼4，延伸部件20包括凸缘或舌状件22，该凸缘或舌状件布置在缝翼蒙皮28的两个部段24和26之间。凸缘22包括与蒙皮28齐平接触的第二阶梯部30。安装螺栓32以固定蒙皮28和凸缘22。可以将衬套33绕螺栓32插入以附加地支承缝翼蒙皮28的部段24和26并保持其精确位置。
36.上边缘部件34恰好在后缘10处布置在尾部区域18的上侧部上。实际上，在该示例中，上边缘部件34附接至延伸部件20的上侧部。上边缘部件34由金属材料制成，并且也可以在缝翼4的翼展方向上沿大致完整的长度延伸。上边缘部件34可以包括比延伸部件20更高的刚度，并且可以用于保护延伸部件20。此外，上边缘部件34包括第三阶梯部36，该第三阶梯部36界定接纳表面38。接纳表面38接纳悬伸部12，悬伸部12可以包括比接纳表面38更大的翼弦宽度wo，接纳表面38在翼弦方向上具有宽度wr。因此，当后缘10移动到悬伸部12之下时，悬伸部12在延伸部件20变形的情况下沿接纳表面38行进。悬伸部12到达第三阶梯部36，使得在上边缘部件34与悬伸部12之间实现平滑且均匀的过渡。
37.延伸部件20还包括用于接纳上边缘部件34的第四阶梯部40。因此，上边缘部件34可以精确地附接至延伸部件20，而不会产生间隙。为此，还设置有一系列螺栓32，这些螺栓可以沿翼展方向分布。
38.如果后缘10被按压到悬伸部12的内侧部上则是有利的。这可以通过使延伸部件20沿向上方向42挠曲来支承。例如，这能够通过延伸部件20的预张紧来实现，使得其总是朝向向上方向42轻微地推压。然而，以所示的方式在缝翼4的下侧部处设置弹簧元件44可能也是可行的。具有第一接合部48的第一附接凸缘46可以设置在后缘10的正下方以接纳弹簧元件44。在更靠前的一位置处，该位置可以是尾部区域18的稍前方，示出有第二附接凸缘50，第二附接凸缘50具有第二接合部52以保持弹簧元件44。因此，弹簧元件44可以施加按压力，该按压力将第一接合部48朝向向上方向42推压并且作为结果将后缘10朝向向上方向42推压。
因此，当后缘10移动到在悬伸部12之下时，确保上边缘部件34与悬伸部12的齐平接触。
39.在图3中进一步示出了缩回位置。为了说明性目的，即为了清楚地示出不同的元件，所示的所有元件与邻近元件封围有较小的间隙。然而，应当理解，所有元件彼此齐平接触。这里可以看到后缘10与接纳开口16之间的微小中间空间54，接纳开口16允许在不接触开口16的后端部的情况下完全接纳后缘10。悬伸部12与上边缘部件34和第三阶梯部36齐平表面接触。因此，提供有用于气流56的光滑表面。
40.图4示出了具有机翼60的飞行器58，这种缝翼装置2附接至机翼60。
41.另外，应当指出，“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一种”不排除复数。此外，应当指出，已经参考以上示例性实施方式之一描述的特征或步骤也可以与以上描述的其他示例性实施方式的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不被解释为限制。
42.附图标记
43.2 缝翼装置
44.4 可动的前缘缝翼
45.5 缝翼前缘
46.6 连接部段
47.8 基准翼
48.9 基准翼前缘
49.10 后缘
50.11 基准翼凹陷部
51.12 悬伸部
52.13 自由端部
53.14 基准翼的蒙皮
54.16 接纳开口
55.18 尾部区域
56.20 延伸部件
57.22 凸缘
58.24 缝翼蒙皮的部段
59.26 缝翼蒙皮的部段
60.28 缝翼蒙皮
61.30 第二阶梯部
62.32 螺栓
63.33 衬套
64.34 上边缘部件
65.36 第三阶梯部
66.38 接纳表面
67.40 第四阶梯部
68.42 向上方向
69.44 弹簧元件
70.46 第一附接凸缘
71.48 第一接合部
72.50 第二附接凸缘
73.52 第二接合部
74.54 中间空间
75.56 气流
76.58 飞行器
77.60 机翼
78.w
o 悬伸部的宽度
79.w
r 接纳表面的宽度