包括可折叠空气动力学结构件和用于可折叠空气动力学结构件的铰接机构的飞行器制造技术

本发明专利技术提供一种飞行器，例如客机，该飞行器包括具有内部区域(5)和外部区域(3)的可折叠机翼。外部区域(3)相对于内部区域(5)在飞行构型、中间构型以及地面构型之间可移动。在飞行构型中，内部区域(5)和外部区域(3)经由用于传递载荷的多个连接器(11)锁定在一起。在中间构型中，外部区域(3)被移位，例如向前移位，使得连接被脱开接合以使外部区域(3)从内部区域(5)解锁。在中间构型中，外部区域(3)还经由铰链(18)连接至内部区域。在地面构型中，外部区域(3)绕铰链(18)旋转，使得机翼的翼展被减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种飞行器，该飞行器包括可折叠空气动力学结构件和用于所述结构件的铰接机构，并且本专利技术涉及折叠空气动力学结构件的方法。
技术介绍
存在越来越多的大型客机具有更高的工艺效能(例如燃油消耗减少)的趋势，其中，理想的是具有相应的大翼展。然而，最大的飞行器翼展受到机场运作规则的有效限制，该机场运作规则管理当在机场周围操纵时所需的各种离地高度(比如用于登机口和使用安全滑行道所需的翼展和/或离地高度)。大的飞行器还会造成由于其尺寸而导致的其他问题。例如，现有的基础设施，比如飞机库，的入口/出口会太小而不能允许飞行器通过，并且需要被修改。在一些公知的飞行器设计(通常为军用飞行器)中，飞行器的机翼中的每个机翼包括外部区域，该外部区域可以绕大致弦向铰链线在飞行构型与地面构型之间被折叠。这种装置使飞行器在地面时能够占相对小的空间，而在飞行期间仍然具有相对大的翼展。外部区域绕铰链的运动通常由致动器实现。在一些设计中，该致动器可以被锁定或具有专用的锁定致动器，该专用的锁定致动器实现锁定以便将外部区域保持就位。然而，这种设计需要锁定具有安全使用寿命(即，不会失效的部件)。一些替代性的设计包括多个锁定件以在飞行构型中将外部区域锁定就位。这样的优势在于，在外部区域与内部区域之间存在多个载荷传递路径，使得每个锁定件能够是自动防止故障的(即，一个或更多个锁定件的失效将不是灾难性的，因为由其他锁定件提供备
用方案)。然而，使用专用的锁定致动器以将锁定件锁定/解锁的设计(在致动器的数量和重量以及需要对机翼的折叠进行协调的控制/传感器装置两个方面)是相对复杂的。本专利技术试图缓解上文提到的问题中的至少一些问题。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种飞行器，该飞行器包括可折叠的空气动力学结构件，该空气动力学结构件包括内部区域和外部区域，外部区域能够相对于内部区域在下述构型之间移动：用于在飞行期间使用的飞行构型、中间构型、以及用于在基于地面的操作期间使用的地面构型。在飞行构型中，内部区域和外部区域经由多个连接器锁定在一起，连接器设置成将载荷从外部区域传递至内部区域；在中间构型中，外部区域相对于内部区域沿第一方向移位，移位使得由多个连接器执行的连接被脱开接合并且使得外部区域从内部区域解锁，并且在中间构型中，外部区域还经由外部区域能够绕着旋转的铰链连接至内部区域；以及在地面构型中，外部区域绕铰链旋转，使得空气动力学结构件的翼展被减小。通过提供外部区域从飞行构型(其中，内部区域与外部区域经由多个连接器锁定在一起)移位至中间构型(其中，由多个连接器执行的连接被脱开接合，并且外部区域从内部区域解锁)的布置，本专利技术使得在飞行构型中能够存在多个载荷传递路径(从而确保该结构是自动防止故障的)而不必需要用于锁定/解锁每个连接器的专用致动器，因为锁定/解锁功能能够由移位来实现。飞行器可以包括致动器，该致动器设置成实现外部区域在飞行构型与中间构型之间的运动。致动器还设置成实现外部区域在中间构型与地面构型之间的运动。因此，本专利技术的各实施方式优选地能够使用相同的单个致动器，以使结构件在飞行构型与地面构型之间移动并且将连接器锁定/解锁。这种布置是相对简单的，尤其是与现有技术的复杂的装置——存在专用的锁定致动器——相比是相对简单的。减少致动器的数量还倾向于增大装置作为整体的可靠性。移位优选地是平移运动。第一方向优选地是向前的。第一方向优
选地是大致弦向的。这种布置是优选的，因为如果在设备失效的情况下气动阻力(通常向后作用)将外部区域向后迫压至飞行构型中。每个连接器优选地设置成允许外部区域沿第一方向的运动。每个连接器可以设置成阻止外部区域沿垂直于第一方向的方向运动。例如，每个连接器可以设置成阻止沿翼展方向的运动。多个连接器优选地定位成偏离铰链线，使得在飞行构型中，多个连接器防止内部区域与外部区域之间的相对旋转。例如，多个连接器可以围绕空气动力学结构件中的将内部区域与外部区域分离的剖切面的周界定位。连接器优选地是自动防止故障的。因此，如果至少一个连接器失效，则剩余的连接器可以仍然适于将载荷从结构件的外部区域安全地传递至内部区域。每个连接器可以包括销和套接件，销与内部区域或外部区域相关联，套接件与对应的另一区域(外部区域或内部区域)相关联。当外部区域处于飞行构型时每个销可以被接合在对应的套接件中。销可以与第一方向对准以允许外部区域在飞行构型与中间构型之间运动。应当理解的是，每个连接器不必独立地需要形成锁定件，但多个连接器可以将内部区域和外部区域锁定在一起。在飞行构型中，内部区域和外部区域被锁定在一起。当锁定在一起时，连接器优选地设置成阻止内部区域与外部区域之间的相对旋转。飞行器可以包括在内部区域与外部区域之间的永久铰链。然而，更优选地，在飞行构型中，外部区域经由设置成将载荷从外部区域传递至内部区域的另外的连接器连接至内部区域，并且另外的连接器设置成使得当外部区域相对于内部区域沿第一方向移位时，另外的连接器变成铰链。因此，这种布置有利于在飞行构型中的附加的载荷路径，还提供了如下装置：当需要时，外部区域能够通过该装置旋转(即，在中间构型中)。飞行器可以包括铰接机构，该铰接机构可操作成实现外部区域在飞行构型、中间构型和地面构型之间的运动。铰接机构优选地能够由致动器操作。铰接机构优选地包括连杆和可枢转曲柄。连杆可以在其第一端部处连接至曲柄。连杆可以在其第二端部处连接至内部区域或者外部区
域。曲柄可以可枢转地连接至外部区域和内部区域中的另一者。连杆优选地具有固定长度。在飞行构型中，内部区域/外部区域与连杆之间的连接部、连杆与曲柄之间的连接部以及曲柄与外部区域/内部区域之间的连接部可以基本上在同一直线上。因此这种布置可以形成几何锁定。在包括用于实现从飞行构型至中间构型的运动的致动器的实施方式中，致动器可以设置成实现曲柄的旋转以形成和解除几何锁定。所述几何锁定还可以在不存在致动器的情况下通过弹性偏压装置(例如弹簧)的作用来保持。铰接机构可以设置成使得曲柄从其在飞行构型中的位置通过第一角度位移的旋转使外部区域沿第一方向移位，使得外部区域处于中间构型中。在旋转了第一角度位移之后，通过止挡件防止曲柄的进一步的旋转运动，从而防止了外部区域沿第一方向的进一步的移位。致动器的进一步的致动运动引起连杆围绕所述铰链线的旋转。连杆的第一端部可以位于铰链线上，使得在旋转期间不进行沿第一方向的进一步运动。当外部区域在地面构型与中间构型之间移动时，飞行器优选地设置成阻止沿与第一方向相反的方向的平移运动(例如，铰链可以包括阻挡件特征以阻止这种运动)。这种特征是有益的，因为其确保了当用于形成连接部的部件不对准时(例如当机翼折叠时)不发生平移运动(否则，该平移运动会通过多个连接器使连接部再次接合)。飞行器可以包括用于将外部区域锁定在地面构型中的一对锁定臂。在飞行构型中，锁定臂可以被收起。在地面构型中，锁定臂可以被展开使得锁定臂形成锁定支承件以将外部区域锁定在地面构型中。锁定臂可以在一个端部处可枢转地连接在一起。锁定臂可以在其相应的其它端部处分别可枢转地连接至内部区域和外部区域。飞行器可以设置成使得在飞行构型中一对锁定臂被折叠在一起，并且在地面构型中，锁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器，所述飞行器包括可折叠的空气动力学结构件，所述空气动力学结构件包括内部区域和外部区域，所述外部区域能够相对于所述内部区域在下述构型之间移动：a)用于在飞行期间使用的飞行构型，b)中间构型，以及c)用于在基于地面的操作期间使用的地面构型，其中，在所述飞行构型中，所述内部区域和所述外部区域经由多个连接器锁定在一起，所述连接器设置成将载荷从所述外部区域传递至所述内部区域；在所述中间构型中，所述外部区域相对于所述内部区域沿第一方向移位，所述移位使得由所述多个连接器执行的连接被脱开接合并且使得所述外部区域从所述内部区域解锁，并且在所述中间构型中，所述外部区域还经由所述外部区域能够绕着旋转的铰链连接至所述内部区域，以及在所述地面构型中，所述外部区域绕所述铰链旋转，使得所述空气动力学结构件的翼展被减小。

【技术特征摘要】
2015.03.09 GB 1503980.31.一种飞行器，所述飞行器包括可折叠的空气动力学结构件，所述空气动力学结构件包括内部区域和外部区域，所述外部区域能够相对于所述内部区域在下述构型之间移动：a)用于在飞行期间使用的飞行构型，b)中间构型，以及c)用于在基于地面的操作期间使用的地面构型，其中，在所述飞行构型中，所述内部区域和所述外部区域经由多个连接器锁定在一起，所述连接器设置成将载荷从所述外部区域传递至所述内部区域；在所述中间构型中，所述外部区域相对于所述内部区域沿第一方向移位，所述移位使得由所述多个连接器执行的连接被脱开接合并且使得所述外部区域从所述内部区域解锁，并且在所述中间构型中，所述外部区域还经由所述外部区域能够绕着旋转的铰链连接至所述内部区域，以及在所述地面构型中，所述外部区域绕所述铰链旋转，使得所述空气动力学结构件的翼展被减小。2.根据权利要求1所述的飞行器，还包括致动器，所述致动器设置成实现所述外部区域在所述飞行构型与所述中间构型之间的运动。3.根据权利要求2所述的飞行器，其中，所述致动器还设置成实现所述外部区域在所述中间构型与所述地面构型之间的运动。4.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，所述第一方向是沿着大致弦向方向向前。5.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，每个连接器包括销和套接件，所述销与所述内部区域或所述外部区域相关联，所述套接件与对应的另一外部区域或内部区域相关联，当所述外部区域处于所述飞行构型时所述销被接合在所述套接件中。6.根据权利要求5所述的飞行器，其中，每个连接器中的所述销和所述套接件与所述第一方向对准，以允许所述外部区域在所述飞行构型与所述中间构型之间运动，但所述多个连接器定位成偏离于铰链线，使得在所述飞行构型中所述多个连接器防止所述内部区域与所述外部区域之间的相对旋转。7.根据任一前述权利要求所述的飞行器，其中，在所述飞行构型中，所述外部区域还经由设置成将载荷从所述外部区域传递至所述内部区域的另外的连接器连接至所述内部区域，并且其中，所述另外的连接器设置成使得当所述外部区域相对于所述内部区域沿弦向方向向前移位时，所述另外的连接器变成所述铰链。8.根据任一前述权利要求所述的飞行器，包括铰接机构，所述铰接机构能够操作成实现所述外部区域在所述飞行构型、所述中间构型以及所述地面构型之间的运动。9.根据权利要求8所述的飞行器，其中，所述铰接机构包括连杆和可枢转曲柄，所述连杆在所述连杆的第一端部处连接至所述曲柄，并且在所述连杆的第二端部处连接至所述内部区域或者所述外部区域，并且所述曲柄可枢转地连接至所述外部区域和所述内部区域中的另一者。10.根据权利要求9所述的飞行...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·保罗·布里昂古，西尔万·博耶，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB