涡流发生器设备、气流控制系统和控制舵面上气流的方法技术方案

本发明专利技术涉及用于飞机的涡流发生器设备、气流控制系统、飞机和控制飞机的舵面上的气流的方法，所述涡流发生器设备包括：用于形成与在工作中的飞机周围的气流相互作用的气流表面的气流表面部件，其中所述表面部件包含开口；涡流产生装置，可在缩回位置和伸出位置之间移动；保持装置，用于将所述涡流产生装置保持在缩回位置；偏置装置，用于朝向伸出位置偏置所述涡流产生装置；和释放装置，用于从所述保持装置释放所述涡流产生装置，使得所述涡流产生装置可以向伸出位置移动。另外，提供了密封膜，以在涡流产生装置处于缩回位置时完全密封所述开口。所述涡流产生装置可以通过所述膜从缩回位置移动到伸出位置。

Vortex generator apparatus, airflow control system, and method of controlling airflow on a rudder surface

The present invention relates to a vortex generator equipment, aircraft control system, air flow control method of aircraft and aircraft rudder of the vortex generator equipment includes: for air surface airflow around the aircraft formation and facial parts in the work of the interaction, wherein the surface parts contain openings; the vortex generating device, movable between a retracted position and an extended position; holding device, used to produce the vortex device is maintained in the retracted position; biasing means for biasing the extended position toward the vortex generating device; and a release device, the holding device for the release of the vortex generator, the eddy current to the extended position of mobile device. In addition, a sealing film is provided to completely seal the opening when the vortex generating device is in a retracted position. The eddy current generating device can be moved from the retracted position to the projecting position through the film.

【技术实现步骤摘要】
涡流发生器设备、气流控制系统和控制舵面上气流的方法
本专利技术涉及一种用于飞机的涡流发生器设备。所述涡流发生器设备包括表面部件，其形成与在工作中的飞机周围的气流相互作用的气流表面。所述表面部件包含开口。所述涡流发生器设备还包括涡流产生装置，可在缩回位置和伸出位置之间移动。在伸出位置，所述涡流产生装置延伸穿过所述开口进入气流中，且在缩回位置，所述涡流产生装置不会延伸穿过所述开口进入气流中。此外，涡流发生器设备包括用于将所述涡流产生装置保持在缩回位置的保持装置、用于朝向伸出位置偏置所述涡流产生装置的偏置装置，和用于从所述保持装置释放所述涡流产生装置、使得所述涡流产生装置可以向伸出位置移动的释放装置。本专利技术还涉及一种包括用于飞机的垂直尾翼和控制单元的气流控制系统、一种包括气流控制系统的飞机和一种用于控制在飞机舵面上的气流的方法。
技术介绍
飞机的垂直尾翼和安装到垂直尾翼上的垂直舵主要提供方向稳定性和用于使飞机绕其垂直或偏航轴转动的偏航力矩。可以由舵产生的最大偏航力矩取决于垂直舵的大小和该舵可绕舵轴线偏转的程度。简单地说，可以用较大的舵或可绕更大的角度被偏转的舵来产生更大的偏航力矩。由于舵只能被偏转有限的角度以避免在所述舵处的气流失速，最大偏航力矩在很大程度上由舵的总体尺寸确定。由于在正常操作条件下从不需要最大偏航力矩，大部分可由垂直舵的产生偏航力矩在正常操作条件下是不会被使用的。换句话说，在正常操作条件下大部分垂直舵只产生拖曳力(drag)，且对于控制飞机是不需要的。在拖曳力增大时，燃料消耗增加，这降低了飞机的最大范围航程，因此应当避免任何不必要的拖曳力。专利
技术实现思路
考虑到上述情况，可以认为是本专利技术的一个目的是改善垂直尾翼和垂直舵的气流，而无需必然增大垂直尾翼的尺寸。在第一个方面，本专利技术提供了上述类型的涡流发生器设备，它还包括密封装置，用于在涡流产生装置处于缩回位置时完全密封所述开口。此外，所述密封装置适于使得在从缩回位置移动到伸出位置时所述涡流产生装置可以永久破坏所述密封装置对所述开口的密封。换句话说，在第一方面，本专利技术涉及一种涡流发生器设备，它被提供用于在垂直尾翼以及特别是在垂直舵处降低失速的风险，如果垂直舵被偏转以产生最大可用偏航力矩的话。因此，当根据本专利技术的涡流发生器设备被部署在垂直尾翼时，带有涡流发生器设备的垂直尾翼的总体尺寸可以减小为较小尺寸的尾翼，其可以产生与不含根据本专利技术的涡流发生器设备的较大尾翼同样大的偏航力矩。所述涡流发生器设备包括一个表面部件，它可以例如形成飞机的垂直稳定器的外表面或气流表面的一部分。所述表面部件包括一个开口，所述涡流产生装置例如叶片可以穿过所述开口在缩回位置和伸出位置之间移动。在缩回位置，所述涡流产生装置被设置在表面部件的不受飞机周围的气流吹到的一侧上，其中使用了涡流发生器设备。所述涡流产生装置可以例如被设置在垂直尾翼内。因此在缩回位置，所述涡流产生装置不受飞机周围的气流所影响，并且特别是不产生额外的拖曳力。所述涡流发生器设备包括一个保持装置，它将涡流产生装置保持在缩回位置，并防止其意外运动到伸出位置。例如，当需要涡流发生器设备的支撑件用于降低在垂直舵处失速的风险时，所述涡流产生装置可以移动穿过在表面部件中的开口到伸出位置，在所述伸出位置其产生附加涡流，所述附加涡流改善了在垂直舵处的气流。在缩回和伸出位置之间的运动可以是例如沿着纵向方向的线性运动或者其中所述涡流产生装置绕一个旋转轴旋转的旋转运动。设置了一个偏置装置，例如弹簧的形式，用于将所述涡流产生装置从缩回位置移动到伸出位置。所述弹簧可以是例如用于沿着直线路径移动涡流产生装置的卷簧，或者用于将所述涡流产生装置绕旋转轴线旋转的扭力弹簧。利用弹簧或其他机械偏置装置具有的优点是提供了用于在缩回和伸出位置之间移动所述涡流产生装置的特别坚固的驱动装置，因为不需要外部的电力或液压动力源。为使涡流产生装置从缩回位置移动到伸出位置，设置了一个释放装置，它将所述涡流产生装置从保持装置断开或释放。释放装置可以是例如致动器，它将保持装置从第一位置移动到第二位置，在第一位置所述保持装置抵靠由偏置装置施加的力而将所述涡流产生装置保持在缩回位置，和在第二位置所述偏置装置不再将涡流产生装置保持在缩回位置并使能朝向伸出位置的运动。所述释放装置和偏置装置不需要是不同单元或元件。最后，该涡流发生器设备包括一个密封装置，用于在所述涡流产生装置处于缩回位置时密封所述表面部件中的开口。所述密封装置可以由一个膜来提供。所述密封装置有利地防止了任何气流和例如水或污垢的任何其它环境影响可能进入涡流发生器设备内部。为此，所述密封装置最好形成为单件式，其永久性地附着在围绕所述开口的表面部件的边缘。所述密封装置进一步有利地消除了将由表面部件中的开口产生的额外的拖曳力，如果开口将未被覆盖的话。所述密封装置还设计成由所述涡流产生装置破坏或者至少永久地从涡流发生器组件脱离，当涡流产生装置穿过所述开口从缩回位置移动到伸出位置时。涡流产生装置可以是例如将所述密封装置或密封膜切割成两片或多片或者将所述密封装置推到开口之外。因此，一旦所述涡流发生器设备已经通过将涡流产生装置移动到伸出位置而被激活，它就不能简单地被停用，因为至少由密封装置提供的密封被永久破坏。因此，涡流发生器设备不包括任何装置用于将涡流产生装置从伸出位置返回到缩回位置。一旦被激活，所述涡流发生器设备只能由维修人员来更换或维修，例如通过恢复密封装置和手动地将涡流产生装置返回到缩回位置。根据本专利技术的涡流发生器设备仅准备用于在需要使用最大偏航力矩的情况下。当伸出时，所述涡流发生器设备防止了垂直舵的失速，使得垂直舵可以比常规的操作条件下被进一步偏转。有利的是，一旦它已经被激活，所述涡流发生器设备仅产生额外的拖曳力。但是，这种额外的拖曳力的量不很高，使得飞机可以在不受约束下操作，即使涡流发生器设备已被激活。因此，如果意外激活根据本专利技术的一个或多个涡流发生器设备，所述飞机可以继续其正常的操作且所述涡流发生器设备不必立即更换或修理。在所述开口被密封装置从环境完全密封时，其在涡流产生装置伸出时将被破坏或移除，所述涡流发生器设备的内部，且具体地说所述偏置装置、所述保持装置和释放装置被可靠地固定以避免例如水或污垢的任何环境影响。因此，提供了根据本专利技术的涡流发生器设备的可靠和低维护操作。在一个优选实施方案中，所述密封装置是密封膜，它在涡流产生装置从缩回位置移动到伸出位置时可由涡流产生装置破坏。所述密封膜可以是例如适于在所述涡流产生装置从缩回位置移动到伸出位置而被碰到时由涡流产生装置切割成两片或多片或者爆裂成多个片。可替代地或另外地，当涡流产生装置从缩回位置移动到伸出位置时，所述密封膜或密封装置优选地是可由涡流产生装置从涡流发生器设备拆卸的。所述密封膜可以例如通过压力配合被连接到表面部件上，且该压力配合的保持力比所述涡流产生装置在向伸出位置移动时施加在密封膜上的力弱。所述密封膜随后将简单地被涡流产生装置从所述开口向外推开。可替代地或另外地，所述密封膜可使用粘合剂粘附到表面部件上，且该粘合剂的粘合力可能比由涡流产生装置所施加的力小。所述密封膜随后将简单地从围绕所述开口的表面部件脱落。压力配合和粘接剂的组合也是可行的。可被破坏或拆卸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机(51)的涡流发生器设备(1)，包括:‑表面部件(5)，用于形成与在工作中的所述飞机(51)周围的气流相互作用的气流表面，其中所述表面部件(5)包含开口(7)，‑涡流产生装置(11)，能在缩回位置(13)和伸出位置(15)之间移动，其中在所述伸出位置(15)，所述涡流产生装置(11)延伸穿过所述开口(7)到气流中，且在所述缩回位置(13)，所述涡流产生装置(11)不延伸穿过所述开口(7)到气流中，‑保持装置(19，29)，用于使所述涡流产生装置(11)保持在所述缩回位置(13)，‑用于使所述涡流产生装置(11)朝向所述伸出位置(15)偏置的偏置装置(17)，和‑用于从所述保持装置(19，29)释放所述涡流产生装置(11)的释放装置(23，33)，使得所述涡流产生装置(11)能够朝所述伸出位置(15)移动，其特征在于‑提供了密封装置(25)，以在当所述涡流产生装置(11)处于所述缩回位置(13)时完全密封所述开口(7)，和‑所述密封装置(25)适于使得所述涡流产生装置(11)能够在从所述缩回位置(13)向所述伸出位置(15)移动时通过所述密封装置(25)永久地破坏所述开口(7)的密封。...

【技术特征摘要】
2015.10.01 EP 15187918.61.一种用于飞机(51)的涡流发生器设备(1)，包括:-表面部件(5)，用于形成与在工作中的所述飞机(51)周围的气流相互作用的气流表面，其中所述表面部件(5)包含开口(7)，-涡流产生装置(11)，能在缩回位置(13)和伸出位置(15)之间移动，其中在所述伸出位置(15)，所述涡流产生装置(11)延伸穿过所述开口(7)到气流中，且在所述缩回位置(13)，所述涡流产生装置(11)不延伸穿过所述开口(7)到气流中，-保持装置(19，29)，用于使所述涡流产生装置(11)保持在所述缩回位置(13)，-用于使所述涡流产生装置(11)朝向所述伸出位置(15)偏置的偏置装置(17)，和-用于从所述保持装置(19，29)释放所述涡流产生装置(11)的释放装置(23，33)，使得所述涡流产生装置(11)能够朝所述伸出位置(15)移动，其特征在于-提供了密封装置(25)，以在当所述涡流产生装置(11)处于所述缩回位置(13)时完全密封所述开口(7)，和-所述密封装置(25)适于使得所述涡流产生装置(11)能够在从所述缩回位置(13)向所述伸出位置(15)移动时通过所述密封装置(25)永久地破坏所述开口(7)的密封。2.根据权利要求1所述的涡流发生器设备(1)，其中当所述涡流产生装置(11)从所述缩回位置(13)移动到所述伸出位置(15)时，所述密封装置(25)能够由所述涡流产生装置(11)破坏。3.根据权利要求1或2所述的涡流发生器设备(1)，其中当所述涡流产生装置(11)从所述缩回位置(13)移动到所述伸出位置(15)时，所述密封装置(25)能够通过所述涡流产生装置(11)从所述涡流发生器设备(1)拆卸下来。4.根据任一前述权利要求所述的涡流发生器设备(1)，其中所述密封装置(25)是密封膜(25)。5.根据任一前述权利要求所述的涡流发生器设备(1)，其中所述偏置装置(17)是弹簧(17)的形式。6.根据任一前述权利要求所述的涡流发生器设备(1)，其中，所述保持装置(19)由销(19)形成，其中，当所述销(19)在第一位置时，所述销(19)适于防止所述涡流产生装置(11)从所述缩回位置(13)移动到所述伸出位置(15)，和其中，所述销(19)能通过所述释放装置(23)从所述第一位置移动到第二位置以从所述保持装置(19)释放所述涡流产生装置(11)，其中在所述第二位置，所述销(19)不会阻止所述涡流产生装置(11)从所述缩回位置(13)移动到所述伸出...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁诺·施泰费斯，沃尔夫冈·爱康，埃里克·保罗，
申请(专利权)人：空中客车运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE