專利名稱：飛機(jī)后緣裝置,包括具有前置鉸接線的裝置和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基本上針對(duì)飛機(jī)后緣裝置，包括具有前置鉸接線的裝置以及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代高速飛機(jī)基本上具有薄機(jī)翼，能在高速飛行或巡航過(guò)程中提供低阻力曲線。這些飛機(jī)的機(jī)翼通常包括各種可移動(dòng)的表面以提供飛機(jī)控制和/或設(shè)置飛機(jī)低速下的操作(例如起飛和著陸)。例如，除了攜帶燃料，高速運(yùn)輸飛機(jī)的機(jī)翼一般包括副翼表面，擾流片表面，前緣裝置，以及后緣襟翼表面。這些可移動(dòng)表面通常位于或鄰近機(jī)翼的前緣和后緣，并且每一個(gè)都能在收回位置和多個(gè)展開(kāi)位置之間移動(dòng)，實(shí)際取決于飛機(jī)的特定飛行條件。
圖1A是飛機(jī)10a的部分示意圖(這里是波音767飛機(jī))，該飛機(jī)具有一機(jī)身11和帶有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置的高升力裝置的機(jī)翼20。高升力裝置包括相對(duì)機(jī)翼20前緣的可展開(kāi)的縫翼21，以及相對(duì)機(jī)翼20后緣的多個(gè)后緣裝置。后緣裝置可以包括一外側(cè)副翼34、一外側(cè)襟翼32a、一內(nèi)側(cè)副翼60a以及一內(nèi)側(cè)襟翼31a。內(nèi)側(cè)和外側(cè)副翼60a、34一般可用于飛機(jī)10a的滾轉(zhuǎn)控制，內(nèi)側(cè)和外側(cè)襟翼31a、32a可用于控制飛機(jī)10a低速(例如起飛和著陸)下的升力。副翼60a、34是簡(jiǎn)單鉸接的裝置，它們之間處于展開(kāi)位置時(shí)沒(méi)有縫隙。相反，當(dāng)內(nèi)側(cè)和外側(cè)襟翼31a、32a展開(kāi)時(shí)，它們向后移動(dòng)打開(kāi)相對(duì)機(jī)翼20的縫隙。這種向后的運(yùn)動(dòng)分別通過(guò)運(yùn)動(dòng)路徑41a和42a表示。因?yàn)閮?nèi)側(cè)襟翼運(yùn)動(dòng)路徑41a與外側(cè)襟翼運(yùn)動(dòng)路徑42a會(huì)合，位于內(nèi)側(cè)襟翼31a和外側(cè)襟翼32a之間的內(nèi)側(cè)副翼60a展開(kāi)時(shí)不向后移動(dòng)(如路徑43a所示)，以避免干涉到相鄰的襟翼31a、32a。
圖1B是內(nèi)側(cè)副翼60a的橫截面視圖，表示鉸接線61的位置，內(nèi)側(cè)副翼60a繞鉸接線61相對(duì)于機(jī)翼20樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)殂q接線61設(shè)置在內(nèi)側(cè)副翼60a的前端，并且在內(nèi)側(cè)副翼60a的輪廓之內(nèi)，因此當(dāng)內(nèi)側(cè)副翼向上或向下偏轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)側(cè)副翼60a和機(jī)翼之間不會(huì)打開(kāi)縫隙。而內(nèi)側(cè)副翼60a的前緣71保持與機(jī)翼20的后向凹圓37緊密相鄰。
圖1C是另一架飛機(jī)10b(這里是波音777飛機(jī))一部分的部分示意圖，該飛機(jī)有一機(jī)身11和一帶有根據(jù)另一項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置的高升力裝置的機(jī)翼20。后緣裝置可包括一內(nèi)側(cè)襟翼31b、一外側(cè)襟翼32b、以及一襟副翼60b，所有這些部件都能在展開(kāi)過(guò)程中向后移動(dòng)以打開(kāi)相對(duì)機(jī)翼20的相應(yīng)縫隙。因此，內(nèi)側(cè)襟翼31b可以沿內(nèi)側(cè)襟翼運(yùn)動(dòng)路徑41b向后移動(dòng)，外側(cè)襟翼32b可沿基本平行的外側(cè)襟翼運(yùn)動(dòng)路徑42b移動(dòng)。因?yàn)閮?nèi)側(cè)和外側(cè)襟翼運(yùn)動(dòng)路徑41b、42b基本平行，襟副翼60b也可以沿基本平行于內(nèi)側(cè)和外側(cè)襟翼運(yùn)動(dòng)路徑41b、42b的襟副翼運(yùn)動(dòng)路徑43b向后移動(dòng)到有縫隙的位置。內(nèi)側(cè)擾流片51和外側(cè)擾流片52可用作減速板和/或控制機(jī)翼20和襟翼31b、32b之間縫隙的大小。
圖1C所示的設(shè)置與圖1A和1B所示的設(shè)置相比優(yōu)點(diǎn)在于，由于襟副翼60b和機(jī)翼20之間打開(kāi)了縫隙，襟副翼60b向后運(yùn)動(dòng)使得它能展開(kāi)到更大的偏轉(zhuǎn)位置而不會(huì)引起氣流分離。因此，襟副翼60b可在更高的偏轉(zhuǎn)速率下操作以進(jìn)行滾轉(zhuǎn)控制，以及在更高的偏轉(zhuǎn)角度下進(jìn)行升力控制。然而，這種設(shè)置的潛在缺點(diǎn)是一般都需要復(fù)雜的機(jī)構(gòu)以將襟副翼60b展開(kāi)到向后的外形，尤其是當(dāng)該機(jī)構(gòu)設(shè)置成裝配在狹窄的機(jī)翼截面內(nèi)以減小外部整流罩的大小時(shí)。另一方面，簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)(例如簡(jiǎn)單的鉸鏈)容易遠(yuǎn)離機(jī)翼截面的輪廓延伸，這需要相對(duì)大的、重的鉸鏈支撐以及會(huì)產(chǎn)生阻力的相關(guān)整流罩。因此需要改進(jìn)的、輕重量的后緣裝置。

發(fā)明內(nèi)容
以下發(fā)明內(nèi)容只是為了方便讀者，并不在于以任何方式限制由權(quán)利要求所闡述出的本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的飛機(jī)系統(tǒng)包括機(jī)翼和與機(jī)翼連接的后緣裝置，該后緣裝置可相對(duì)于機(jī)翼在收回位置和展開(kāi)位置之間移動(dòng)。后緣裝置具有前緣、后緣、上表面和下表面，上表面在后緣裝置處于收回位置時(shí)與機(jī)翼有一交匯點(diǎn)。后緣裝置相對(duì)于機(jī)翼的運(yùn)動(dòng)包括圍繞位于交匯點(diǎn)前端的鉸接線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且氣流縫隙在后緣裝置處于展開(kāi)位置時(shí)可定位于機(jī)翼后緣和后緣裝置的前緣之間。
根據(jù)其它特別的方面，鉸接線包括第一鉸接線，機(jī)翼可包括位于后緣裝置前端的擾流片，擾流片可繞第二鉸接線相對(duì)于機(jī)翼樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。交匯點(diǎn)可位于擾流片與后緣裝置的上表面的交界點(diǎn)。
在另一方面內(nèi)容中，展開(kāi)位置可包括第一展開(kāi)位置，在該位置上后緣裝置相對(duì)于收回位置向下偏轉(zhuǎn)，后緣裝置可移動(dòng)到第二展開(kāi)位置，在該位置上后緣裝置相對(duì)于收回位置向上偏轉(zhuǎn)。例如，后緣裝置可相對(duì)于收回位置向上轉(zhuǎn)動(dòng)到30°的角度。當(dāng)處于收回位置時(shí)，可由機(jī)翼的一部分(例如導(dǎo)流片)以后緣裝置弦長(zhǎng)的20％或更少重疊后緣。
另一方面針對(duì)一種操作飛機(jī)機(jī)翼的方法。一種這樣的方法包括通過(guò)繞位于后緣裝置和機(jī)翼之間的交匯點(diǎn)前端的鉸接線轉(zhuǎn)動(dòng)后緣，將機(jī)翼后緣裝置從收回位置移動(dòng)到展開(kāi)位置，從而打開(kāi)機(jī)翼和后緣裝置前緣之間的氣流縫隙。該方法進(jìn)一步可包括當(dāng)后緣裝置處于展開(kāi)位置時(shí)允許自由來(lái)流空氣通過(guò)縫隙。更具體地，與機(jī)翼相鄰的后緣裝置外露在自由來(lái)流的流動(dòng)表面基本上是剛性的，以及移動(dòng)后緣裝置不包括改變流動(dòng)表面的形狀。


圖1A-1C表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置的飛機(jī)機(jī)翼。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例設(shè)置的帶后緣裝置的機(jī)翼的飛機(jī)正等軸視圖。
圖3是如圖2所示的機(jī)翼之一的放大俯視平面圖。
圖4A是圖3所示的機(jī)翼一部分的放大平面視圖。
圖4B表示處于收回和展開(kāi)位置的圖4A所示的機(jī)翼后緣裝置。
圖5A-5C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的處于收回和展開(kāi)位置的中間后緣裝置的側(cè)視圖。
圖5D表示鉸接點(diǎn)的位置，該位置經(jīng)過(guò)后緣裝置弦長(zhǎng)無(wú)量綱化，并相對(duì)于機(jī)翼和根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例的后緣裝置之間的交匯點(diǎn)定位。
圖6A和6C是圖4A-4C所示中間后緣裝置的局部側(cè)視圖，進(jìn)一步示出了該裝置的特征。
具體實(shí)施例方式
本公開(kāi)文本對(duì)飛機(jī)后緣裝置進(jìn)行說(shuō)明，所述裝置包括具有非平行運(yùn)動(dòng)路徑的裝置及相關(guān)方法。本發(fā)明的一些具體細(xì)節(jié)將在以下說(shuō)明書(shū)和圖2-6C中闡述，以給出對(duì)本發(fā)明的某些實(shí)施例的徹底理解。但是，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以有其它實(shí)施例，本發(fā)明的其它實(shí)施例的實(shí)施可以不具備以下所描述的某些特定特征。
圖2是飛機(jī)210的正等軸視圖的部分示意圖，該飛機(jī)具有機(jī)身211和裝有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例設(shè)置的后緣裝置230的機(jī)翼220。飛機(jī)210還包括尾翼212，它帶有水平尾翼213和垂直尾翼215。水平尾翼213帶有升降舵214，垂直尾翼215可帶有方向舵216。在控制系統(tǒng)217(如圖2所示)指定的方向下，飛機(jī)210可通過(guò)致動(dòng)后緣裝置230、升降舵214、方向舵216受到控制。后緣裝置230的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在下面結(jié)合圖3-6C進(jìn)行說(shuō)明。
圖3是上面一開(kāi)始結(jié)合圖2的說(shuō)明的飛機(jī)210的左機(jī)翼220的俯視平面圖。機(jī)翼220可以包括可展開(kāi)的前緣裝置，如縫翼221，位于或靠近機(jī)翼220的前緣222。后緣裝置230位于前緣222的后部并形成復(fù)合后緣280。后緣裝置230可以包括朝向機(jī)翼外端定位的副翼234、朝向機(jī)翼220內(nèi)端定位的內(nèi)側(cè)后緣裝置231(例如內(nèi)側(cè)襟翼)、外側(cè)后緣裝置232(例如外側(cè)襟翼)，以及位于內(nèi)側(cè)和外側(cè)后緣裝置231、232之間的中間后緣裝置260(如襟副翼)。每個(gè)后緣裝置230可相對(duì)于機(jī)翼220在一個(gè)收回位置(如圖3所示)和一個(gè)或多個(gè)展開(kāi)位置之間移動(dòng)。在該實(shí)施例的一方面，副翼234展開(kāi)時(shí)相對(duì)于機(jī)翼220不形成縫隙，而內(nèi)側(cè)、外側(cè)和中間后緣裝置231、232、260則形成縫隙。內(nèi)側(cè)、外側(cè)和中間后緣裝置(統(tǒng)稱“縫隙后緣裝置238”)的運(yùn)動(dòng)在下面將作更加詳細(xì)的說(shuō)明。
內(nèi)側(cè)后緣裝置231可沿第一運(yùn)動(dòng)路徑241移動(dòng)，外側(cè)后緣裝置232可沿第二運(yùn)動(dòng)路徑242移動(dòng)，中間后緣裝置260可沿第三運(yùn)動(dòng)路徑243移動(dòng)。每條運(yùn)動(dòng)路徑在從飛機(jī)210側(cè)面觀察時(shí)可以是純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。任何一種情況，每條運(yùn)動(dòng)路徑的部件都帶著相應(yīng)的縫隙后緣裝置238相對(duì)于機(jī)翼220向后和向下運(yùn)動(dòng)，從而在機(jī)翼220和后緣裝置238之間形成縫隙。第一運(yùn)動(dòng)路徑241能相對(duì)于飛機(jī)的縱向軸223定向于第一角度A1。在圖3所示的實(shí)施例的一個(gè)具體方面，第一角度A1可以取接近零度的值。第二運(yùn)動(dòng)路徑242可相對(duì)于縱向軸223定向于第二角度A2，第三運(yùn)動(dòng)路徑243的方位可以定向于具有處在A1和A2之間的一個(gè)數(shù)值的第三角度A3。因此，運(yùn)動(dòng)路徑241、242和243在向后方向上朝向彼此會(huì)合。
機(jī)翼220可進(jìn)一步包括靠近縫隙后緣裝置238定位的擾流片250。擾流片250可包括若干外側(cè)擾流片252、若干內(nèi)側(cè)擾流片251以及中間擾流片253。擾流片250可以展開(kāi)成與縫隙后緣裝置238一致以對(duì)靠近后緣縫隙的氣流提供進(jìn)一步控制。擾流片250也可以獨(dú)立于縫隙后緣裝置238的運(yùn)動(dòng)而展開(kāi)，例如，提供減速功能。本實(shí)施例的一個(gè)具體方面，每個(gè)導(dǎo)流片250為相對(duì)于機(jī)翼220向下和向上轉(zhuǎn)動(dòng)(例如以標(biāo)準(zhǔn)副翼方式)的簡(jiǎn)單鉸接裝置。向下轉(zhuǎn)動(dòng)的完成可以不打開(kāi)相對(duì)于機(jī)翼220的額外縫隙，向上轉(zhuǎn)動(dòng)則可能產(chǎn)生小縫隙。當(dāng)擾流片250位于收回位置(如圖3所示)或者向下展開(kāi)時(shí)，擾流片250的后緣都可以排列形成基本上單調(diào)變化的輪廓。
圖4A是圖3所示的機(jī)翼220一部分的俯視平面圖，基本上居中于中間后緣裝置260。機(jī)翼220可以包括后梁290，機(jī)翼油箱位于后梁290前方，縫隙后緣裝置238就位于后梁290后方。每個(gè)縫隙后緣裝置238可以包括至少一個(gè)用于在折疊和展開(kāi)位置之間移動(dòng)后緣裝置的致動(dòng)器。因此，內(nèi)側(cè)后緣裝置231可與內(nèi)側(cè)致動(dòng)器244連接。外側(cè)后緣裝置232可連接到外側(cè)致動(dòng)器245，中間后緣裝置260可連接到中間致動(dòng)器265。為了便于圖示，示出了與每個(gè)縫隙后緣裝置238連接的單個(gè)致動(dòng)器，但所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解每個(gè)裝置238在別的實(shí)施例中可連接多個(gè)致動(dòng)器。在這些實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例中，如果中間后緣裝置260用于滾轉(zhuǎn)控制(除了低速時(shí)增加升力)，而內(nèi)側(cè)和外側(cè)后緣裝置231、232一般只用于低速增升，則中間致動(dòng)器265可以比內(nèi)側(cè)致動(dòng)器244和/或外側(cè)致動(dòng)器245具有更高的最大致動(dòng)速率。因此，中間致動(dòng)器265能提供適于執(zhí)行副翼功能的響應(yīng)時(shí)間。
每個(gè)縫隙后緣裝置238可包括與機(jī)翼220相鄰的前緣，以及末梢后緣。因此，內(nèi)側(cè)后緣裝置231可包括第一前緣271和第一后緣281。外側(cè)后緣裝置232可包括第二前緣272和第二后緣282。中間后緣裝置260可包括第三前緣273和第三后緣283。前緣271、272和273可形成復(fù)合裝置前緣270，后緣281、282和283可形成復(fù)合后緣280。在本實(shí)施例的一個(gè)具體方面中，每個(gè)縫隙后緣裝置238可通過(guò)繞基本上與相應(yīng)前緣平行的鉸接線轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，第一運(yùn)動(dòng)路徑241可大致與第一前緣271垂直，第二運(yùn)動(dòng)路徑242可大致與第二前緣272垂直，第三運(yùn)動(dòng)路徑243可大致與第三前緣273垂直。
當(dāng)縫隙后緣裝置238位于收回位置時(shí)(如圖4A所示)，相應(yīng)的后緣281、282、283可形成大致連續(xù)的復(fù)合后緣280，它定義了一個(gè)單調(diào)變化的函數(shù)。在這種設(shè)置下，前緣271、272、273可各自位于相應(yīng)的擾流片251、252、253之下，如圖4A的短劃線所示。每個(gè)前緣271、272、273可相對(duì)于機(jī)翼220的橫軸224依次(沿翼展方向)以更大角后掠。因此，第一前緣271可以第一角度L1后掠，第二前緣272可以第二角度L2后掠，第三前緣273可以L1和L2之間的第三角度L3后掠。同樣如圖4A所示，當(dāng)縫隙后緣裝置238處在收回位置時(shí)，第一、第二和第三前緣271、272、273相對(duì)于彼此可呈階梯狀設(shè)置。這樣不會(huì)產(chǎn)生不利的氣動(dòng)結(jié)果，因?yàn)楫?dāng)縫隙后緣裝置238處在收回位置時(shí)，各前緣位于相應(yīng)的擾流片下方。
圖4B是圖4A所示部分機(jī)翼220的放大示意圖，所示縫隙后緣裝置238位于收回和選定的展開(kāi)位置。實(shí)線表示縫隙后緣裝置238收回時(shí)的總體輪廓，短劃線表示裝置部分展開(kāi)時(shí)的輪廓(對(duì)應(yīng)于起飛時(shí)的位置)，點(diǎn)劃線表示裝置完全展開(kāi)時(shí)的輪廓(對(duì)應(yīng)于著陸時(shí)的位置)。如上所述，當(dāng)縫隙裝置238處在收回位置時(shí)，后緣281、282，和283形成復(fù)合后緣280并形成基本單調(diào)變化的函數(shù)。雖然相鄰裝置238的各邊之間可能有小的間隙，但整個(gè)復(fù)合后緣280不包括明顯的臺(tái)階。相反，復(fù)合前緣270(包括第一前緣271、第二前緣272、第三前緣273)為臺(tái)階狀并不形成基本單調(diào)變化的函數(shù)。當(dāng)縫隙后緣裝置238從收回位置移動(dòng)到展開(kāi)位置時(shí)，復(fù)合后緣280的臺(tái)階形狀變得更明顯，而復(fù)合前緣270的臺(tái)階形狀則變?nèi)?。例如，如圖4B的短劃線所示，當(dāng)縫隙后緣裝置238處在部分展開(kāi)位置時(shí)(用短劃線表示)，前緣271、272、273彼此排列更加緊密，而后緣281、282和283則偏離大致單調(diào)變化的復(fù)合后緣280。當(dāng)縫隙后緣裝置238移動(dòng)到完全展開(kāi)位置(圖4B中用點(diǎn)劃線表示)，復(fù)合前緣270可以描述一個(gè)大致單調(diào)變化的函數(shù)，而復(fù)合后緣280則呈臺(tái)階狀。因此，雖然在復(fù)合前緣270上縫隙后緣裝置238相鄰的邊緣之間可能存在間隙，但復(fù)合前緣270的整個(gè)輪廓基本上是單調(diào)的和沒(méi)有臺(tái)階的。
根據(jù)本發(fā)明若干實(shí)施例設(shè)置的縫隙后緣裝置238的一個(gè)布局特征是，所有三個(gè)裝置238移動(dòng)到它們的展開(kāi)位置時(shí)都可構(gòu)成氣動(dòng)縫隙。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是裝置238比沒(méi)有縫隙時(shí)有可能展開(kāi)到更大的偏轉(zhuǎn)角，這樣反過(guò)來(lái)又能更便于飛機(jī)控制和降低飛機(jī)著陸速度。
前面至少一些實(shí)施例的另一個(gè)特征是它們包括一個(gè)中間縫隙后緣裝置260，它基本上為梯形平面形狀，位于兩個(gè)附加的縫隙后緣裝置231、232之間。梯形形狀使中間后緣裝置260可以裝配在位于具有無(wú)后掠或小后掠飛機(jī)的機(jī)翼220部分的內(nèi)側(cè)后緣裝置231與位于具有明顯后掠角的飛機(jī)機(jī)翼220部分的外側(cè)后緣232之間。此外，中間后緣裝置260可沿在內(nèi)側(cè)和外側(cè)后緣裝置231、232的運(yùn)動(dòng)路徑之間對(duì)齊的一條運(yùn)動(dòng)路徑相對(duì)于機(jī)翼220向后移動(dòng)。這種設(shè)置使中間后緣裝置260可以向下移動(dòng)和在某些情況下向后移動(dòng)(至少短距離)，而不會(huì)影響到同樣也向后移動(dòng)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)后緣裝置231、232。結(jié)果，中間后緣裝置260可形成相對(duì)于機(jī)翼220的縫隙，這在不影響相鄰裝置的同時(shí)還增加了其在大偏轉(zhuǎn)角下的效率。這種設(shè)置的整體效果是與現(xiàn)有后緣裝置設(shè)置相比，能更好地利用后緣裝置238。
至少上述設(shè)置的某些實(shí)施例的特征還在于它們包括后緣裝置，收回時(shí)該后緣裝置前面部分有20％(或更少)被導(dǎo)流片或其它機(jī)翼部件覆蓋。這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)后緣裝置展開(kāi)時(shí)，需要更少的向后運(yùn)動(dòng)以在機(jī)翼和后緣之間打開(kāi)一條合適的縫隙。
圖5A-5C示意性示出中間后緣裝置260，包括后緣裝置260更易于與上述相鄰后緣裝置231、232相結(jié)合的特征。首先參照?qǐng)D5A，中間后緣裝置260可有距第三前緣273向前距離為F的鉸接點(diǎn)261。鉸接點(diǎn)261也可以位于中間后緣裝置260的上表面269和下表面268的下方。在一特定實(shí)施例中，鉸接點(diǎn)261位于下表面268向下距離為D處。另一實(shí)施例中，鉸接點(diǎn)261的位置可通過(guò)參考機(jī)翼220部分和中間后緣裝置260的上表面269之間的交點(diǎn)I來(lái)確定。圖5A所示的實(shí)施例中，交點(diǎn)I可以是中間擾流片253的最后端點(diǎn)，其它實(shí)施例中(例如那些機(jī)翼220不包括擾流片的實(shí)施例)，交點(diǎn)I可以在機(jī)翼220的另一部分。在任意一個(gè)實(shí)施例中，鉸接點(diǎn)261可位于距離交點(diǎn)I向下為D1，且距離交點(diǎn)I向前為F1處。
通過(guò)將鉸接點(diǎn)261設(shè)置在前緣273前端(和/或交點(diǎn)I)，以及中間后緣裝置260下較淺深度D(D1)處，中間后緣裝置260在展開(kāi)時(shí)的運(yùn)動(dòng)對(duì)相鄰后緣裝置運(yùn)動(dòng)的干涉可能更小。特別地，這種設(shè)置允許中間后緣裝置260在展開(kāi)時(shí)(如圖5B所示)，其顯著部分的移動(dòng)將會(huì)向下(除了向后之外)。例如，在這種設(shè)置下，由于鉸接點(diǎn)261相對(duì)于前緣273靠前，中間后緣裝置260的前緣273可向下移動(dòng)顯著的幅度。這不像許多現(xiàn)有的鉸接點(diǎn)位于后緣或在后緣之后的后緣裝置。這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是中間后緣裝置260在沿中間襟翼運(yùn)動(dòng)路徑243(如圖3所示)移動(dòng)時(shí)可形成氣動(dòng)性能明顯的縫隙262，而不影響相鄰后緣裝置的運(yùn)動(dòng)。
中間后緣裝置260的表面(例如下表面268和上表面269)在至少一個(gè)實(shí)施例中可以是基本上剛性的，因此當(dāng)中間后緣裝置260展開(kāi)時(shí)不會(huì)明顯改變形狀。這不像其它一些在展開(kāi)過(guò)程中會(huì)改變形狀的后緣裝置。本實(shí)施例的一個(gè)方面是鉸接點(diǎn)261的位置可允許中間后緣裝置260在展開(kāi)時(shí)打開(kāi)縫隙262，而不需要撓性流動(dòng)表面。
縫隙262的大小至少部分可由中間擾流片253控制。中間擾流片253能繞擾流片鉸接點(diǎn)254轉(zhuǎn)動(dòng)，以及當(dāng)后緣裝置260向下偏轉(zhuǎn)時(shí)(如圖5B所示)可以跟隨(至少部分)后緣裝置260的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)后緣裝置260向上偏轉(zhuǎn)時(shí)(如圖5C所示)，擾流片253也可以隨之運(yùn)動(dòng)以消除或幾乎消除縫隙262。因此，擾流片253可沿著大致封閉其和后緣裝置260的路徑運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)使擾流片253實(shí)際上與后緣裝置260摩擦。在其它一些實(shí)施例中，這種摩擦是允許的，只要它不損壞擾流片253或后緣裝置260。這種設(shè)置允許后緣裝置260向上偏轉(zhuǎn)以進(jìn)行滾轉(zhuǎn)控制和/或減輕機(jī)翼載荷。中間擾流片253也能獨(dú)立于后緣裝置260操作(如圖5A點(diǎn)劃線所示)，以作為擾流片和/或減速裝置。在具體實(shí)施例中，后緣裝置260可相對(duì)收回位置向上偏轉(zhuǎn)至少10°，在另一特定實(shí)施例中，后緣裝置260可向上偏轉(zhuǎn)到30°。
如以上結(jié)合圖4A的討論，中間擾流片253可與中間后緣裝置260重合，當(dāng)兩個(gè)部件各自都處于收回位置時(shí)。在具體實(shí)施例中，重合距離O(如圖5所示)可以是中間后緣裝置260的弦長(zhǎng)C(圖5A)的20％或更少。實(shí)施例這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是中間后緣裝置260為了從中間擾流片253移開(kāi)并打開(kāi)縫隙時(shí)不需要向后移動(dòng)顯著的距離。
在具體實(shí)施例中，參照?qǐng)D5A的上述距離F1和D1可以有具體的數(shù)值范圍，當(dāng)二者相互和/或相對(duì)于中間后緣裝置260的弦長(zhǎng)C作了無(wú)量綱化以后。例如，圖5D表示畫(huà)在無(wú)量綱網(wǎng)格上的相應(yīng)的各鉸接點(diǎn)261。點(diǎn)I(原點(diǎn))標(biāo)示機(jī)翼220和中間后緣裝置260的上表面269的交點(diǎn)。X-刻度標(biāo)示鉸接點(diǎn)261的前/后位置，經(jīng)過(guò)中間后緣裝置260的弦長(zhǎng)C作無(wú)量綱化。Y-刻度標(biāo)示鉸接點(diǎn)261的上/下位置，也經(jīng)過(guò)弦長(zhǎng)C的無(wú)量綱化。根據(jù)本發(fā)明的具體內(nèi)容的鉸接點(diǎn)261位于線259的前端和上方。因此，這些鉸接點(diǎn)261可描述成位于分別用點(diǎn)258a-258e標(biāo)示的、一系列經(jīng)過(guò)x，y坐標(biāo)(.5，-.5)，(.1，-.2)，(.2，-.3)，(.5，-.4)和(1.0，-.5)的線段的前端和上方。
回到圖5A，后梁290可定位于中間后緣裝置260的相對(duì)較遠(yuǎn)的前部。例如，后梁290可位于第三前緣273前部距離為S處。S同局部流向弦長(zhǎng)C的比值大約為0.5。某些情況下，這個(gè)比值可以更高。雖然這個(gè)比值用在中間后緣裝置260上(具體地，在中間后緣裝置260的外邊緣)，但它也可以在沿圖3所示的外側(cè)后緣裝置232的展向的任意一點(diǎn)處作用在該外側(cè)后緣裝置232上。
前述比值(例如用在外側(cè)后緣裝置232)不像S/C的比值在大約0.2到大約0.32之間變化的許多現(xiàn)有設(shè)置。本實(shí)施例如圖5A所示這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是它能容許鉸接點(diǎn)261(以及相應(yīng)致動(dòng)機(jī)構(gòu))的位置向前，而不明顯影響總油量。這反過(guò)來(lái)能改進(jìn)外側(cè)后緣裝置232的整體性。
圖6A-6C進(jìn)一步表示中間后緣裝置260的操作的具體細(xì)節(jié)。圖6A表示中間后緣裝置260處于收回位置。除了上述部件，飛機(jī)機(jī)翼220可包括下端凹形門263，其控制沿后緣裝置260下表面的氣流。如圖6B所示，中間后緣裝置260移動(dòng)到較低的展開(kāi)位置以打開(kāi)前緣273和機(jī)翼220之間的縫隙262。因此，致動(dòng)器265向后驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器連桿266使中間后緣裝置260沿其運(yùn)動(dòng)路徑243移動(dòng)。下部的凹形門263可機(jī)械地連接到致動(dòng)器265和中間后緣裝置260之間的連接裝置，以轉(zhuǎn)動(dòng)讓開(kāi)通道并打開(kāi)縫隙262，使空氣(箭頭A表示)從中流過(guò)。中間擾流片253也可機(jī)械連接到中間后緣裝置260的運(yùn)動(dòng)以向下轉(zhuǎn)動(dòng)并控制縫隙262的大小。在另一個(gè)實(shí)施例中，下部凹形門263和/或中間擾流片253的運(yùn)動(dòng)可以其它方式控制，例如，通過(guò)獨(dú)立的液壓或電子控制系統(tǒng)。圖6C表示向上偏轉(zhuǎn)的中間后緣裝置260和中間擾流片253，例如，當(dāng)執(zhí)行滾轉(zhuǎn)控制或減輕機(jī)翼載荷功能時(shí)。同樣如圖6C所示，使鉸鏈261的深度較淺能減小或消除在機(jī)翼220下表面處對(duì)大型或者巨大整流裝置的需求。縫隙后緣裝置與下垂擾流片的結(jié)合提高了高度提升系統(tǒng)及其所在機(jī)翼的氣動(dòng)性能。
在具體實(shí)施例中，如圖6A-6C所示的設(shè)置可包括將中間擾流片253連接到中間后緣裝置260的凸輪軌道291以及相關(guān)連桿，以控制這兩個(gè)裝置之間的間隙262。通過(guò)設(shè)計(jì)凸輪軌道291的凸輪表面的輪廓，中間擾流片253相對(duì)于中間后緣裝置260的位置在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍可被高度精確地指定。凸輪軌道291可在其它實(shí)施例中增加具體的優(yōu)點(diǎn)，如液壓或電子致動(dòng)器，或者曲拐機(jī)構(gòu)。例如，致動(dòng)器(液壓或者電子)可以比凸輪軌道291更重，和/或更昂貴。曲拐雖然重量和可靠性方面與凸輪軌道291相近，但在操縱縫隙262上卻不如凸輪軌道291的靈活性和適應(yīng)性。在圖6A-6C所示的實(shí)施例的具體方面，凸輪軌道291能改進(jìn)擾流片253整流處于收回位置中間后緣裝置260的能力。對(duì)于給定向下位置的中間后緣裝置260(例如起飛位置和著陸位置)，凸輪軌道291在某一數(shù)值也可輔助設(shè)置縫隙262。凸輪軌道291還能對(duì)具體移動(dòng)方式提供控制。例如，當(dāng)中間后緣裝置260從巡航(收回)位置向下移動(dòng)時(shí)，凸輪軌道291可成形為使導(dǎo)流片253暫停，從而使縫隙262隨中間后緣裝置260向下移動(dòng)而迅速增大。類似地，當(dāng)中間后緣裝置260從巡航(收回)位置向上移動(dòng)時(shí)，擾流片253能迅速向上移動(dòng)，從而不接觸上升的中間后緣裝置260。
縱上所述，在這里已經(jīng)出于示例的目的對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了說(shuō)明，但在不背離本發(fā)明的前提下還可以有多種改變。例如，在某些實(shí)施例中，中間后緣裝置可以安裝在內(nèi)外后緣裝置之間并具有由不同于附圖所示的結(jié)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的、有縫隙的展開(kāi)結(jié)構(gòu)。后緣裝置，包括中間后緣裝置，可以展開(kāi)以控制機(jī)翼的展向升力分布。某些實(shí)施例中的后緣裝置的運(yùn)動(dòng)包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在至少一些實(shí)施例中，后緣裝置的運(yùn)動(dòng)還可包括其它運(yùn)動(dòng)(例如，線性運(yùn)動(dòng))。根據(jù)具體實(shí)施例描述的本發(fā)明的幾個(gè)特征可以結(jié)合或者不出現(xiàn)在其它實(shí)施例中。例如，根據(jù)三個(gè)縫隙后緣裝置描述的本發(fā)明的各個(gè)方面可以擴(kuò)展到其它實(shí)施例的更多個(gè)縫隙后緣裝置。進(jìn)一步，盡管本發(fā)明某些實(shí)施例的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)是在這些實(shí)施例中進(jìn)行說(shuō)明的，但在其它實(shí)施例中也可能同樣存在，不是所有實(shí)施例必須表現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)從而落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，除了由權(quán)利要求限定之外，本發(fā)明不受限制。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)系統(tǒng)，具有機(jī)翼；以及連接到機(jī)翼的后緣裝置，所述后緣裝置可以在收回位置和展開(kāi)位置之間相對(duì)于機(jī)翼移動(dòng)，該后緣裝置具有前緣、后緣、上表面以及下表面，該上表面當(dāng)后緣裝置位于收回位置時(shí)與機(jī)翼有一交匯點(diǎn)；其中后緣裝置相對(duì)于機(jī)翼的運(yùn)動(dòng)包括繞位于交匯點(diǎn)前端的鉸接線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；并且其中當(dāng)后緣裝置位于展開(kāi)位置時(shí)，機(jī)翼的后緣和后緣裝置的前緣之間有一氣流縫隙。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中后緣裝置在后緣裝置的前緣和后緣之間有弦長(zhǎng)C；并且其中在示出交匯點(diǎn)沿X軸方向的前后位置，以及交匯點(diǎn)沿Y軸方向的上下位置的圖上，鉸接點(diǎn)位于一系列基本上直的線段的前方和上方，這些線段經(jīng)過(guò)以下坐標(biāo)點(diǎn)(0.5*C，-0.5*C)，(0.1*C，-0.2*C)，(0.2*C，-0.3*C)，(0.5*C，-0.4*C)和(1.0*C，-0.5*C)。
3.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中鉸接線是第一鉸接線，并且其中機(jī)翼包括位于后緣裝置前端的擾流片，擾流片可繞第二鉸接線相對(duì)于機(jī)翼樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以從中間位置向上和向下跟隨后緣裝置的運(yùn)動(dòng)，并且其中交匯點(diǎn)位于擾流片和后緣裝置上表面交界的點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中展開(kāi)位置是第一展開(kāi)位置，在該位置后緣裝置相對(duì)于收回位置向下偏轉(zhuǎn)，并且其中后緣裝置可移動(dòng)到第二展開(kāi)位置，在該位置后緣裝置相對(duì)于收回位置向上偏轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中后緣裝置相對(duì)于收回位置可向上轉(zhuǎn)動(dòng)30°的角度。
6.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中后緣裝置具有一弦長(zhǎng)，并且其中當(dāng)后緣裝置處于收回位置時(shí)，機(jī)翼的一部分與后緣裝置重疊弦長(zhǎng)的20％或更少。
7.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中后緣裝置不包括與機(jī)翼相鄰的外露在自由來(lái)流中的撓性流動(dòng)表面，并且當(dāng)后緣從收回位置移動(dòng)到展開(kāi)位置時(shí)不改變形狀。
8.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中鉸接線位于后緣裝置的前緣的前端。
9.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中鉸接線是第一鉸接線，并且其中機(jī)翼包括位于后緣裝置前端的擾流片，擾流片可繞第二鉸接線相對(duì)于機(jī)翼樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其中交匯點(diǎn)位于擾流片和后緣裝置的上表面交界的點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中擾流片機(jī)械連接到后緣裝置以隨后緣裝置協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求9所述的飛機(jī)系統(tǒng)，還包括與機(jī)翼下表面相鄰的連接到機(jī)翼的門，該門可相對(duì)于后緣裝置在收回位置和展開(kāi)位置之間移動(dòng)，在收回位置上門在機(jī)翼的下表面和后緣裝置的前緣之間提供密封，在展開(kāi)位置上門與后緣裝置的前緣間隔開(kāi)來(lái)。
12.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，還包括與機(jī)翼下表面相鄰的連接到機(jī)翼的門，該門可相對(duì)于后緣裝置在收回位置和展開(kāi)位置之間移動(dòng)，在收回位置上門在機(jī)翼的下表面和后緣裝置的前緣之間提供密封，在展開(kāi)位置上門與后緣裝置的前緣間隔開(kāi)來(lái)。
13.如權(quán)利要求12所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中該門機(jī)械連接到后緣裝置以隨后緣裝置協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中后緣裝置包括襟副翼，并且其中該系統(tǒng)還包括與襟副翼相鄰的連接到機(jī)翼的襟翼，該襟翼可在收回位置和展開(kāi)位置之間相對(duì)于機(jī)翼移動(dòng)；連接在機(jī)翼和襟副翼之間的第一致動(dòng)器，該第一致動(dòng)器具有第一最大致動(dòng)速率；以及連接在機(jī)翼和襟翼之間的第二致動(dòng)器，該第二致動(dòng)器具有第二最大致動(dòng)速率，該第二最大致動(dòng)速率小于第一最大致動(dòng)速率。
15.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)系統(tǒng)，其中該機(jī)翼包括第一機(jī)翼，并且其中該系統(tǒng)還包括第二機(jī)翼；連接到第一和第二機(jī)翼的機(jī)身；以及連接到機(jī)身的尾翼。
16.一種飛機(jī)，其包括機(jī)身；連接到機(jī)身的尾翼；機(jī)翼；以及連接到機(jī)翼的后緣裝置，該后緣裝置具有前緣、后緣、從前緣向后緣延伸的基本上為剛性的上表面、從前緣向后緣延伸的基本上為剛性的下表面和在上表面和下表面之間從前緣向后緣延伸的弦長(zhǎng)C，該后緣裝置可在收回位置、第一展開(kāi)位置和第二展開(kāi)位置之間相對(duì)于機(jī)翼移動(dòng)，在第一展開(kāi)位置后緣裝置從收回位置向下移動(dòng)，在第二展開(kāi)位置后緣裝置從收回位置向上移動(dòng)；位于后緣裝置前端的擾流片，該擾流片可繞第二鉸接線相對(duì)于機(jī)翼樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以隨著后緣裝置的運(yùn)動(dòng)從收回位置向上和向下運(yùn)動(dòng)；其中當(dāng)后緣裝置位于收回位置時(shí)，上表面與導(dǎo)擾流片有一交匯點(diǎn)；后緣裝置相對(duì)于機(jī)翼的運(yùn)動(dòng)包括繞位于交匯點(diǎn)前端(a)和交匯點(diǎn)下方(b)的第一鉸接線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；在示出交匯點(diǎn)沿X軸方向的前后位置，以及交匯點(diǎn)沿Y軸方向的上下位置的圖上，鉸接點(diǎn)位于一系列基本上直的線段的前方和上方，這些線段經(jīng)過(guò)以下坐標(biāo)點(diǎn)(0.5*C，-0.5*C)，(0.1*C，-0.2*C)，(0.2*C，-0.3*C)，(0.5*C，-0.4*C)和(1.0*C，-0.5*C)；并且其中當(dāng)后緣裝置位于至少一個(gè)展開(kāi)位置時(shí)，一氣流縫隙位于機(jī)翼的后緣和后緣裝置的前緣之間。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中第一鉸接線位于后緣裝置的前緣前端。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中擾流片機(jī)械連接到后緣裝置以隨后緣裝置協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，并且其中該系統(tǒng)還包括定位成引導(dǎo)后緣裝置運(yùn)動(dòng)的凸輪軌道。
19.一種操作飛機(jī)機(jī)翼的方法，包括通過(guò)使后緣裝置繞位于交匯點(diǎn)前端的鉸接線轉(zhuǎn)動(dòng)，將機(jī)翼后緣裝置從收回位置移動(dòng)到展開(kāi)位置，該交匯點(diǎn)在后緣裝置和機(jī)翼上表面之間，這樣在前緣和機(jī)翼之間打開(kāi)一條氣流縫隙；以及當(dāng)后緣裝置處于展開(kāi)位置時(shí)，允許自由來(lái)流空氣經(jīng)過(guò)縫隙。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中轉(zhuǎn)動(dòng)后緣裝置包括繞位于后緣裝置的前緣的前端的鉸接線轉(zhuǎn)動(dòng)后緣裝置。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中移動(dòng)后緣裝置包括從收回位置向下轉(zhuǎn)動(dòng)后緣裝置，并且其中該方法還包括從收回位置向上轉(zhuǎn)動(dòng)后緣裝置。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中還包括通過(guò)偏轉(zhuǎn)后緣裝置來(lái)主動(dòng)地控制飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中通過(guò)偏轉(zhuǎn)后緣裝置來(lái)主動(dòng)地控制機(jī)翼上的展向升力分布。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其中后緣裝置具有一裝置弦長(zhǎng)，并且其中該方法還包括通過(guò)使機(jī)翼以后緣裝置弦長(zhǎng)的20％或更少重疊所述后緣裝置來(lái)定位后緣裝置，從而收回后緣裝置。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于與機(jī)翼相鄰的外露在自由來(lái)流中的后緣裝置的流動(dòng)表面基本上是剛性的，并且其中移動(dòng)后緣裝置不包括改變所述表面的形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛機(jī)后緣裝置，包括具有位于前端的鉸接線的裝置以及相關(guān)方法。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的飛機(jī)系統(tǒng)包括機(jī)翼和連接到機(jī)翼的后緣裝置。后緣裝置可相對(duì)于機(jī)翼在收回位置和展開(kāi)位置之間移動(dòng)，后緣裝置具有前緣、后緣、上表面以及下表面。上表面在后緣裝置處于收回位置時(shí)與機(jī)翼有一交匯點(diǎn)。后緣裝置相對(duì)于機(jī)翼的運(yùn)動(dòng)可包括繞位于交匯點(diǎn)前端的鉸接線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)后緣裝置位于展開(kāi)位置時(shí)，機(jī)翼后緣和后緣裝置前緣之間可有一條縫隙。
文檔編號(hào)B64C9/20GK1982157SQ200610064210
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者道格拉斯·S·萊西, 簡(jiǎn)·A·科戴爾, 約翰·V·多維, 邁克爾·A·巴爾澤, 塞亞·薩庫(kù)萊, 尼爾·V·休恩 申請(qǐng)人:波音公司