一种飞行器翼尖设备(107)，其包括一体的、单块的前缘抗扭翼盒，该前缘抗扭翼盒由聚合物基纤维增强材料形成。前缘抗扭翼盒包括限定连续的、不间断的外模线表面的蒙皮(160)，该外模线表面从小翼前缘向后延伸至少大约60％的局部弦长的距离。前缘抗扭翼盒(172)还包括在蒙皮的相对内部表面之间延伸并在此处整体成形的至少一个内部部件(162)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
通过有效地增加机翼后缘的长度，小翼提供了减小提升引起的机翼阻力的负作用的手段。后缘的长度的有效增加可以分散漩涡的分布，当机翼飞过空中时该漩涡由后缘和翼尖散布。漩涡的再分布可以减少来自提升引起的阻力/诱导阻力的空气动力损失。有利地，小翼可以提供有效的后缘长度的增加，而不需要增加机翼前缘长度。就此而言，通过向机翼添加小翼来取代传统方式中的增加翼展，可以避免与前缘提升增强装置(例如，缝翼、克鲁格襟翼)的加长关联的增加的重量、成本和复杂性。传统小翼被制造为由不同材料形成的部件的混合组件。例如，传统小翼可以由可以被联接至金属前缘和金属后缘的复合翼梁和蒙皮板组成，并且传统小翼可以包括金属附接配件。不幸的是，小翼部件的组装是耗时且耗力的过程，其需要大量的机械紧固件。大量的紧固件可以增加小翼的整体重量。此外，在紧固件安装期间，可能需要专门的工具来保持部件的相对位置。此外，安装在小翼的外模线(OML)表面中的紧固件可以干扰流过OML表面的空气流。空气流的扰动可以最小化在空气流变为紊流之前空气流被维持在层流状态的距离，从而导致空气动力阻力的增加。例如，在传统的小翼中，空气流为层流的距离可以被限制为大约10%的弦长，其中顺风空气流在小翼的剩余部分变为紊流。由于经过小翼的紊流空气流而导致的空气动力阻力的增加可以限制飞行器燃料效率的获益，而如果小翼弦长的较长部分上方的空气流被维持在层流状态，则该获益将是可能的。由此可见，本领域出现了对一种小翼配置的需要，该小翼配置在空气流变为紊流之前维持弦长的相当大的部分上方的空气流在层流状态。
技术实现思路
以上提到的关于诸如小翼的翼尖设备的需要将由本公开具体地解决和缓和，本公开提供了包括由聚合物基纤维增强材料形成的一体的、单块的前缘抗扭翼盒的飞行器翼尖设备。前缘抗扭翼盒可以包括蒙皮，该蒙皮可以限定连续的、不间断的外模线表面，该外模线表面从小翼前缘向后延伸大约60 %或更多的局部弦长的距离。前缘抗扭翼盒可以进一步包括在蒙皮的相对内部表面之间延伸并在此处整体成形的至少一个内部部件。在进一步的实施例中，所公开的是具有由聚合物基纤维增强材料形成的一体的、单块的前缘抗扭翼盒的翼尖设备。前缘抗扭翼盒可以包括蒙皮，该蒙皮可以限定连续的、不间断的外模线表面，该外模线表面可以从小翼前缘向后延伸至少60%或更多的局部弦长的距离。前缘抗扭翼盒可以进一步包括在蒙皮的相对内部表面之间延伸并在此处整体成形的内部部件。前缘抗扭翼盒可以包含蒙皮和内部部件的复合铺层的共固化组件。翼尖设备可以包括可以被联接至抗扭翼盒后端的后缘部分。所公开的还有维持翼尖设备上的层流的方法。该方法可以包括使空气流流过飞行器的翼尖设备的一体的、单块的前缘抗扭翼盒的OML表面。前缘抗扭翼盒可以由聚合物基纤维增强材料形成并可以包括在蒙皮的相对内部表面之间延伸的至少一个内部部件。该方法可以进一步包括维持从小翼前缘向后至所述翼尖设备的至少大约60%的局部弦长的距离的空气流处于层流状态。已讨论的这些特征、功能和优点可在本公开的各种实施例中被独立实现或者在又一些实施例中被组合。参考下面的【具体实施方式】和附图可了解实施例的进一步的细节。【附图说明】本公开的上述这些和其他特征参考附图将更加显而易见，所有图中，相同序号表示相同零件，并且其中:图1是具有小翼的飞行器的透视图；图2是具有由复合材料形成的一体的、单块的前缘抗扭翼盒的小翼的侧视图；图3是图2所示的小翼的前视图；图4是包括前缘抗扭翼盒和被附接至前缘抗扭翼盒的分开的后缘部分的小翼的分解侧视图；图5是蒙皮和内部翼梁的复合铺层的组件的截面侧视图，该组件可以被共固化为一体的、单块的前缘抗扭翼盒；图6是沿图2的线6截取的一体的、单块的前缘抗扭翼盒的截面侧视图，并图示说明了联接至前缘抗扭翼盒的后端的后缘部分；以及图7是图示说明可以被包括在维持流过翼尖设备的层流的方法中的一个或更多个操作的流程图。【具体实施方式】现在参阅附图，其中这些展示是为了说明本公开的优选的且不同的实施例，图1示出的是具有从飞行器100的机头延伸至飞行器100的尾部的机身102的飞行器100的透视图。尾部可以包括用于飞行器100的直接控制的一个或更多个尾翼表面。飞行器100还可以包括一对机翼106和可以被安装至机翼106的一对推进单元104。飞行器100可以包括被配置为翼尖设备107的一个或更多个空气动力结构152，且空气动力结构152可以由复合材料制成。在一种实施例中，翼尖设备107可以包含安装在机翼106的尖端的小翼108。有利地，本文公开的翼尖设备107包括一体的、单块的、整体成形的复合前缘抗扭翼盒172，该前缘抗扭翼盒172具有光滑的、连续的、不间断的外模线(OML)表面122，该OML表面122从小翼前缘114延伸到前缘抗扭翼盒172的后端174(图2)。一体的前缘抗扭翼盒172的连续的、不间断的OML表面122被配置成使得OML表面122上方的空气流146被维持在层流状态143，并距小翼前缘114至少大约60%的局部弦138长(图6)的距离。在本公开中，局部弦被限定为在前缘上的最前点至尾翼截面的后缘上的最后点之间延伸的线，该尾翼截面由大体平行于飞行器的前进方向取向的平面限定。尽管这里公开的翼尖设备107和前缘抗扭翼盒172在小翼108的背景下被描述，翼尖设备107可以不受限制地以任意尺寸、形状和配置被提供。例如，翼尖设备107可以被配置为倾斜翼尖(未示出)、具有上和下小翼的拆分小翼(未示出)或其他翼尖设备配置。参阅图2，其示出的是小翼108的实施例的侧视图。小翼108可以包括可以被联接至飞行器100的机翼106的小翼根112。小翼108可以进一步包括小翼尖110、小翼前缘114和小翼后缘116。前缘抗扭翼盒172可以从小翼前缘114延伸到抗扭翼盒后端174。小翼后缘116可以由单独附接的后缘部分180限定。在一种实施例中，小翼后缘部分180可以与小翼108分别形成并可以被附接至抗扭翼盒后端174，诸如通过以下所述的机械紧固和/或粘合剂粘结。在图2中，一体的复合前缘抗扭翼盒172可以具有大致中空的配置，其中三维几何机构126由复合蒙皮160和由复合材料形成的一个或更多个内部部件158组成。内部部件158可以包含在复合蒙皮160的内表面120之间延伸的复合加强筋162或复合翼梁164，用于增加小翼108的抗弯刚度和强度。然而，可以预期，后缘部分180和前缘抗扭翼盒172可以被整体成形为一体的、单块的复合结构，这样小翼108包含从小翼前缘114至小翼后缘116的单个的、整体的结构。尽管未示出从小翼前缘114至小翼后缘116的一体结构，这种布置可以导致小翼108具有基本连续的、不间断的外模线(OML)表面122，这可以导致层流143沿从小翼前缘114至小翼后缘116的距离的大部分。例如，从小翼前缘114至小翼后缘116的不间断的外模线(OML)表面122可以在距小翼前缘114比大约80%的局部弦138长(图6)大的距离上方产生层流143。可以使用工具系统(未示出)形成一体的、单块的前缘抗扭翼盒172，该工具系统包含外模线(OML)工具和一个或更多个内模线(ML)工具或设置在OML工具内的心轴。IML工具或心轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于飞行器(100)的翼尖设备(107)，其包含：一体的、单块的前缘抗扭翼盒，其由聚合物基纤维增强材料(157)形成并且包括：蒙皮，其限定连续的、不间断的外模线表面(122)，即OML表面(122)，所述外模线表面(122)从小翼前缘(114)向后延伸至少大约60％的局部弦(138)长的距离；以及至少一个内部部件，其在所述蒙皮的相对内部表面之间延伸并在此处整体成形。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·D·坎贝尔，B·I·莱昂斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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