一种配置航空器的翼用于具体应用的方法以及其翼结构技术

一种配置航空器的翼用于具体应用的方法，以及一种翼结构，其中翼结构包括延伸过一半翼展的主翼，所述主翼带有翼盒，所述翼盒包括沿所述主翼的翼展方向延伸的翼梁、沿所述翼展方向观察其中一个位于另一个之后的多个翼肋、及外皮。所述翼盒包括翼盒主段(K10)和翼盒适配段(20)，所述翼盒适配段形成就从翼根观察而言所述翼盒的外端区域并且设计为固定翼尖装置(W)。在其构造的标称状态下，从所述翼盒主段(K10)的外翼肋(R3)到所述翼盒适配段(K20)的最外翼肋(R5)，所述翼盒适配段(K20)的参考各局部翼展方向的上反角连续增大至多60度。

Fixed wing of aircraft

A fixed wing aircraft, including extending over half span wing, the wing with wing box, the box along the main wing spanwise wings extending along the spanwise beam, observe one after another in a plurality of ribs, and skin. The box includes box main section (K10) and box adapter section (20), the box section formed from the adaptation of the root observation area and the outer end of the box designed for fixed wingtip device (W). In the nominal state of its structure, from the main wing box section (K10) of the wing rib (R3) to the adapter box section (K20) of the wing rib (R5), the box section adaptation (K20) reference to the local dihedral angle of the spanwise direction increases continuously up to 60 degrees.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年4月12日、申请号为201080067356.7、名称为“航空器的固定翼”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及航空器的固定翼。技术背景现有的固定翼带有不同几何形状及结构尺寸的非平面翼尖装置或翼尖形状，从而改进固定翼的空气动力学效率。DE 101 17 721 A1公开了一种延伸翼尖，其用于具有上表面和下表面以及前缘和后缘的机翼，所述延伸翼尖的几何形状为使得局部上反角(local dihedral angle)连续增大，前缘与后缘的后掠角稳定增大，并且延伸翼尖的在与机翼连接的连接区和尖端之间的翼弦连续缩短，并且所述几何形状使得连接区域中的延伸翼尖与机翼基本上连续相切地连接。上述专利文献提供了多种固定翼，其带有主要用以减小空气动力阻力的不同的翼形或翼尖小翼，从而增加空气动力效率。翼尖形状的界定可作为新固定翼或者整个航空器的设计过程的一部分，或者将现有的航空器改造成带有此类翼尖形状。后一种情况下，可使用另一种翼尖形状的几何形状来代替当前翼尖形状的几何形状。无论何种情况下，在设计翼尖形状的时候，必须针对任何变化对气动效率的提高进行平衡，该变化通常是利用翼根弯矩以简化方式表现出来的结构性负载的增加以及随之而来的所有与航空器重量有关的结果。根据不同的设计方案和边界条件，多种翼尖形状的取值可产生不同的结果。现有技术中有所谓的翼尖刀(WTF，wing tip fence)，其包括两个差不多尺寸的组件，并且沿几乎与机翼垂直的方向向上和向下延伸。为了使得机翼上的流动品质为最优，翼尖的形状已经实现为，主翼的翼尖形状所处的外端与翼尖形状之间的后掠角与上反角有连续的平滑过渡。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供带有这样适配部的固定翼，即，所述适配部相应地可容纳翼尖装置，可调整所述翼尖装置的尺寸或其他几何或空气动力学特性，以使得航空器具有较宽的性能范围。本专利技术的另一目的是提供带有这样适配部的固定翼，即，所述适配部可使得一种航空器类型的变形种类，例如一种航空器类型的货运或客运变种航空器的空气动力学性能得以改进。本专利技术的再一目的为提供适配部及带有该适配部的固定翼，其通过用于增进固定翼和航空器的空气动力学特性的翼尖装置对不同尺寸及/或性能范围的固定翼航空器进行改造。这一目的由权利要求1中的特征达成。其附属权利要求描述了其他实施例。根据本专利技术，固定翼具有翼盒，所述翼盒带有翼盒主区，所述翼盒主区沿翼展方向延伸覆盖所述固定翼的主要部分。所述翼盒主区包括固定翼的主翼的支撑结构。翼盒主区具有翼盒适配段，其形成所述翼盒的就从翼根观察而言的外端区域，并且构成所述固定翼的适配段的支撑结构。根据本专利技术，所述固定翼包括与多种翼尖装置或翼尖小翼附接的翼盒适配段或适配段，并且其自身具有经优化(即使是次优)的空气动力学特性。为了利用根据诸如US 5348253，WO 247979 A3或WO 2008/061739 A1之类的现有翼尖装置来达成业界需要的空气动力学效果，所述现有翼尖装置具有曲面的内区域和外区域，所述内区域包括到主翼的过渡，并且所述外区域尽可能地延伸，即，在翼尖装置翼展上方观察，上反角的变化较小。实现的结果是，可达成相对于翼尖装置的尺寸或翼展，即，相对于主翼的主要部分的纵向延伸，翼上的翼尖装置的最大可能结构高度。因此，对现有的机翼集成此类非常具体的翼尖装置实现了优化，以使它们沿沿翼展方向观察而言的、固定翼的主要部分与翼尖装置的外区域之间的过渡区域中的机翼主区域开始的过渡段的上反角有较大的变化，从而使得翼尖装置相对于主翼的就从翼厚度方向观察而言的外端具有较大的结构上的高度，同时仅使得翼尖装置的端部区域中的上反角的变化较小。翼尖装置的设计和配置过程中，由于翼尖装置通常在配置步骤中独立进行优化，现有技术要求将翼尖装置的配置开发、测试、及优化为尽可能地是平的或几乎是平的。在此所称的“尽可能地是平的或几乎是平的”系指各翼尖装置的上反角仅少有变化，如，沿翼展方向观察至多仅有约15度。这对较小和较大的翼尖形状都适用。与现有的实现形式相反，根据本专利技术的固定翼具有形成固定翼的翼尖装置或主翼尖装置的适配段，其上反角仅少有变化。由此，主翼尖装置的上反角连续增大20～45度。这样，主翼尖装置件在翼盒主段到主翼尖装置的翼盒段的最外翼肋之间延伸。根据本专利技术的固定翼设计为，可将使得航空器的空气动力学特性优化的翼尖装置放置在主翼尖装置上。因此，主翼尖装置就此而言相等于带有翼盒适配段的适配段，其上附接有对主翼或翼的主要区域进行优化的翼尖装置。由于根据本专利技术的主翼尖装置设计为，可将有优化作用的翼尖装置附接至主翼尖装置，以对整体固定翼的空气动力学特性进行优化，例如，对于某一航空器形态，带有主翼尖装置或适配段的固定翼因此具有次优的空气动力学特性。根据本专利技术对过渡区域进行配置使得固定翼特别适用于在跨音速范围内适用。根据本专利技术，翼盒适配段可将根据变形航空器或特定应用范围进行优化的翼尖装置固定其上。本专利技术的较佳实施例中，多种翼尖装置可固定至各个根据本专利技术的翼盒适配段。根据后者，可通过用特别适用于某一特定应用的相应翼尖装置替换已经附接至固定翼的翼尖装置，来对用于该特定应用的固定翼进行优化，从而为此仅需对固定翼稍作改装或无需改装。由于翼盒适配段的端部区域适于附接根据本专利技术的各种形状和尺寸的翼尖装置，因此所述固定翼也适于作为这样的固定翼，即，尽管就空气动力学而言只有次优的设计，但仍然通过相应地调整固定翼的设计允许在具体限制内进行空气动力学的优化。具体地，适配段的设计使得可安装多种翼尖装置。根据本专利技术，所述固定翼因此可在不带有翼尖装置的情况下进行飞行，其中，所述固定翼仍然具有比现有平面固定翼更优的空气动力学性能。此外，其使得可以附接相对较长及扩张的翼尖装置，并且其尺寸可变。作为示例描述下列尺寸：例如，相对于固定翼的一半翼展，翼尖装置的高度例如可从用于小翼尖装置的3％变化为用于极大翼尖装置的11％。因此，根据本专利技术的翼尖装置可实现为在主翼的外端固定至翼盒适配段的独立部件，并藉此达成优化的空气动力学效率，例如，在客运飞行中，如果需要的话，仅通过对需要的翼结构作很小且经济上较有利的变化。根据本专利技术的适配装置的特征可使得固定有翼尖装置的固定翼以及带有该固定翼的整个航空器的性能提高。根据本专利技术的适配装置的配置可容纳和集成入航行灯以及覆盖航行灯的罩子。当在改造过程中将适配装置附接至机翼，本专利技术的适配装置的实施例还可使得保持较低的额外结构负载作用在所述机翼上，并且通过根据各不同应用场合的情况相应地调整本专利技术的设计，将所述额外结构负载降低至可忽略不计的水平。这使得根据本专利技术的适配装置特别适用于在需要的情况下通过对机翼作非常小的改动而对现有航空器的机翼进行改造。具体地，本专利技术提供了一种航空器的固定翼，其包括延伸过一半翼展的主翼，所述主翼包括翼盒，所述翼盒包括沿所述主翼的翼展方向延伸的翼梁、沿所述翼展方向观察依次排列的多个翼肋、及外皮，其中位于所述主翼的在其就从翼根观察而言的最外翼肋处的翼弦为所述翼盒的一半翼展的5％～15％，并且其中所述翼盒包括翼盒主段和翼盒适配段，所述翼盒适配段形成就从翼根观察而言所述翼盒的外端区域并且设计为固定翼尖装置，其中所述翼盒适配段从所述翼盒主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配置航空器的翼用于具体应用的方法，其中，所述翼包括延伸过一半翼展的主翼，其中，所述主翼(M)在其就从翼根观察而言的最外翼肋(R5)处的翼弦为所述主翼(M)的一半翼展的5％～15％，所述主翼(M)包括翼主区域(10)和翼适配段(20)，所述翼适配段(20)形成就从翼根观察而言所述主翼(M)的外端区域并且设计为固定翼尖装置(W1，W2，W3)，所述翼适配段(20)从所述翼主区域(10)的外翼肋(R2)延伸过所述主翼(M)的一半翼展的2％～10％而至所述翼适配段(20)的外翼肋(R5)，所述翼适配段(20)的外翼肋(R5)形成所述主翼(M)的最外翼肋(R5)，其特征在于，从所述翼主区域(10)的外翼肋(R2)到所述翼适配段(20)的最外翼肋(R5)，所述翼适配段(20)的关于各局部翼展方向的上反角连续增大10～60度，并且所述方法包括以下步骤：从多种翼尖装置(W1，W2，W3)中选择特别适于所述具体应用的翼尖装置(W1，W2，W3)，所述多种翼尖装置(W1，W2，W3)具有不同的空气动力学特性并且各自适于选择性地固定至所述翼适配段(20)，并且将选择的翼尖装置(W1，W2，W3)固定至所述翼适配段(20)。...

【技术特征摘要】
1.一种配置航空器的翼用于具体应用的方法，其中，所述翼包括延伸过一半翼展的主翼，其中，所述主翼(M)在其就从翼根观察而言的最外翼肋(R5)处的翼弦为所述主翼(M)的一半翼展的5％～15％，所述主翼(M)包括翼主区域(10)和翼适配段(20)，所述翼适配段(20)形成就从翼根观察而言所述主翼(M)的外端区域并且设计为固定翼尖装置(W1，W2，W3)，所述翼适配段(20)从所述翼主区域(10)的外翼肋(R2)延伸过所述主翼(M)的一半翼展的2％～10％而至所述翼适配段(20)的外翼肋(R5)，所述翼适配段(20)的外翼肋(R5)形成所述主翼(M)的最外翼肋(R5)，其特征在于，从所述翼主区域(10)的外翼肋(R2)到所述翼适配段(20)的最外翼肋(R5)，所述翼适配段(20)的关于各局部翼展方向的上反角连续增大10～60度，并且所述方法包括以下步骤：从多种翼尖装置(W1，W2，W3)中选择特别适于所述具体应用的翼尖装置(W1，W2，W3)，所述多种翼尖装置(W1，W2，W3)具有不同的空气动力学特性并且各自适于选择性地固定至所述翼适配段(20)，并且将选择的翼尖装置(W1，W2，W3)固定至所述翼适配段(20)。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多种翼尖装置(W1，W2，W3)具有多种形状和尺寸。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，配置航空器的翼用于具体应用包括配置所述翼用于航空器的具体变形或改进空气动力学特性。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述多种翼尖装置(W1，W2，W3)包括附装至所述翼适配段(20)的第一翼尖装置和一个以上的第二翼尖装置(W1，W2，W3)，并且其中所述固定的步骤包括用第二翼尖装置中所选的一个替换所述第一翼尖装置。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述航空器的翼是第一翼，并且所述方法还包括将所述翼适配段附装至航空器已有的第二翼，以改装该已有的第二翼并制造所述第一翼。6.一种翼结构，其用于根据权利要求1所述的方法中，所述翼结构包括：航空器的翼，该翼包括延伸过一半翼展的主翼，其中所述主翼(M)在其就从翼根观察而言的最外翼肋(R5)处的翼弦为所述主翼(M)的一半翼展的5％～15％，所述主翼(M)包括翼主区域(10)和翼适配段(20)，所述翼适配段(20)形成就从翼根观察而言所述主翼(M)的外端区域并且设计为固定翼尖装置(W1，W2，W3)，所述翼适配段(20)从所述翼主区域(10)的外翼肋(R2)延伸过所述主翼(M)的一半翼展的2％～10％而至所述翼适配段(20)的外翼肋(R5)，所述翼适配段(20)的外翼肋(R5)形成所述主翼(M)的最外翼肋(R5)，其中，从所述翼主区域(10)的外翼肋(R2)到所述翼适配段(20)的最外翼肋(R5)，所述翼适配段(20)的关于各局部翼展方向的上反角连续增大10～60度，以及多种翼尖装置(W1，W2，W3)，具有不同的空气动力学特性并且各自适于选择性地固定至所述翼适配段(20)。7.如权利要求6所述的翼结构，其特征在于，所述翼适配段(20)为所述主翼(M)的一体形成部分。8.如权利要求6所述的翼结构，其特征在于，所述翼适配段(20)为附接至所述主翼(M)的独立部分。9.如权利要求6-8任一所述的翼结构，其特征在于，所述主翼(M)包括翼盒(K)，所述翼盒(K)包括沿所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德·海勒，亚历山大·布斯切尔，弗兰克·苏利奇，汤姆·吉布森，迈克尔·卡温，斯蒂芬·鲍威尔，
申请(专利权)人：空中客车运作有限责任公司，空客运作有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE