用于控制音爆幅度的系统和方法技术方案

一种用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法包括但不限于在超音速下和在非设计条件下操作超音速飞行器的步骤。超音速飞行器具有一对后掠翼，该后掠翼具有多个复合层片，该多个复合层片以角度定向以使得最大刚度的轴线非平行于该对后掠翼的每个翼的后翼梁。该方法还包括但不限于通过复合层片减少由超音速飞行器在超音速下在非设计条件下操作所导致的机翼扭转。此外该方法还包括但不限于通过减少机翼扭转而将音爆幅度最小化。

【技术实现步骤摘要】
用于控制音爆幅度的系统和方法本申请为申请日为2014年02月10日，申请号为201480008857.6，专利技术名称为“用于控制音爆幅度的系统和方法”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2013年2月14日提交的且题为“对音爆抑制进行主动控制的气动弹性剪裁(AeroelasticTailoringWithActiveControlForSonicBoomMitigation)”的共同未决的美国临时专利申请61/764,659号的权益，由此该美国临时专利申请以其整体通过援引加入本文。
本专利技术总体上涉及航空学，并且更具体地涉及用于控制由在超音速下超音速飞行器的非设计条件操作所引起的音爆幅度的系统和方法。
技术介绍
超音速飞行器设计成在预定的设计条件下操作，仅举两例，诸如设计条件重量和设计条件速度。当超音速飞行器在设计条件下操作时，超音速飞行器将具有相应的形状(“设计形状”)。设计形状将引起沿着超音速飞行器的相应的体积和升力分布。如果超音速飞行器的形状改变，则升力分布也将改变。由超音速飞行器所产生的音爆幅度(例如，由超音速飞行器在头顶上以超音速飞过所引起的在地面上所感知的响度)与体积和升力分布强相关。进一步，音爆幅度还与超音速飞行器的形状相关。当设计者计算由超音速飞行器在超音速飞行期间所引起的音爆幅度时，这些计算是基于设计形状的。在超音速飞行器的飞行期间，因为它的条件将改变，所以它的形状将与设计形状偏离。例如，当飞行器起飞时，其携带的燃料量可能引起超音速飞行器超过其设计条件重量。在飞行期间，超音速飞行器可以在设计条件速度之上或之下的超音速飞行。在飞行期间，超音速飞行器将消耗燃料，这样在飞行结束时，超音速飞行器的重量可能小于它的设计条件重量。超出设计条件重量和/或设计条件速度可以引起超音速飞行器的机翼向上偏转超出设计条件方位。类似地，以低于设计条件重量和/或速度操作超音速飞行器可以引起机翼向下偏转超出设计条件方位。此外，超音速飞行器上的机翼通常后掠以减少阻力。当后掠翼向上或向下偏转时，其由于机翼在机身处的受限条件和机翼在翼尖处的非受限条件引起机翼扭转。在幅度上机翼扭转在外侧方向上增加，并且在翼尖处最明显。当后掠翼在向上方向偏转时，机翼将在头部向下的方向上扭转。当后掠翼在向下方向上偏转时，机翼将在头部向上的方向上扭转。在超音速飞行器的形状中改变，并且特别是机翼经受的扭转量中的改变，将引起超音速飞行器上的升力分布从所需的升力分布而变化。这会负面地影响由超音速飞行器所产生的音爆幅度。希望控制音爆幅度，因此希望控制超音速飞行器在它飞行的超音速部分期间的形状和升力分布上的改变。因此，希望提供这样的系统，其可以抵消引起机翼扭转的力并且其引起升力分布沿着超音速飞行器变化。另外，希望提供用于抵消机翼扭转和在升力分布中的变化的方法。此外，其它期望的特征和特性从随后的
技术实现思路
和具体实施方式以及所附的权利要求，结合附图和前述的
和
技术介绍
将变得清楚。
技术实现思路
本文公开用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法。在第一非限制性实施方式中，该方法包括但不限于在超音速下和在非设计条件下操作超音速飞行器的步骤。超音速飞行器具有一对后掠翼，该后掠翼具有多个复合层片，该多个复合层片以角度定向以使得最大刚度的轴线非平行于该对后掠翼的每个翼的后翼梁。该方法还包括但不限于通过复合层片减少由超音速飞行器在超音速下在非设计条件下操作所导致的机翼扭转。此外该方法还包括但不限于通过减少机翼扭转而降低音爆幅度。在另一个非限制性的实施方式中，该方法包括但不限于将多个复合层片施加到一对后掠翼，使得最大刚度的轴线相对于该对后掠翼的每个翼的后翼梁以非平行角度定向。该方法还包括但不限于将该对后掠翼附接到超音速飞行器。此外该方法还包括但不限于在超音速下和在非设计条件下操作超音速飞行器。该方法还包括但不限于通过复合层片减少由超音速飞行器在超音速下在非设计条件下操作所导致的机翼扭转。此外该方法还包括但不限于通过减少机翼扭转而将超音速飞行器在非设计操作过程中的音爆幅度最小化。附图说明将在下文结合以下附图来对本专利技术进行描述，其中相同的附图标记表示相同的元件，以及：图1是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法的非限制性实施方式的流程图；图2是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法的另一非限制性实施方式的流程图；图3是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的系统的非限制性实施方式的示意图；图4是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的系统的另一非限制性实施方式的示意图；图5是示出图4的系统操作以降低由低于设计重量条件和/或高于设计条件的速度条件所引起的音爆幅度的示意图；图6是示出图4的系统操作以降低由高于设计重量条件和/或低于设计速度条件所引起的音爆幅度的示意图；图7是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法的另一非限制性实施方式的流程图；图8是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法的另一非限制性实施方式的流程图；图9至图10是示出复合层片(compositeplies)于配置成用于附接到超音速飞行器的一对机翼的上侧和下侧上的布置的示意图；图11是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的系统的另一非限制性实施方式的示意图；图12至图13是示出图11的系统操作以降低由引起头部向下机翼扭转的条件所引起的音爆幅度的示意性侧视图；图14至图15是示出图11的系统操作以降低由引起头部向上机翼扭转的条件所引起的音爆幅度的示意性侧视图；图16是示出用于控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法的另一非限制性实施方式的流程图。具体实施方式下面的具体实施方式在本质上仅仅是示例性的，并不意旨限制本专利技术或本专利技术的应用和用途。此外，并不意旨受到在前述
技术介绍
或以下的具体实施方式中所提出的任何理论的约束。为了图示的简便和清楚，附图描绘各种实施方式的一般结构和/或构建方式。众所周知的特征和技术的描述和细节可被省略，以避免不必要地模糊其它特征。附图中的元件不一定按比例绘制：一些特征的尺寸可相对于其它元件被夸大以协助/改善对示例性实施方式的理解。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的列举术语可用于在类似的元件之间进行区分，并且不一定用于描述特定的空间或时间顺序。因此在使用时这些术语在适当情况下是可互换的。本文所述的本专利技术实施方式例如能够除了本文图示的或以其它方式描述的那些之外的顺序使用。术语“包括(comprise)”、“包含(include)”、“具有(have)”和其任何变化可同义地使用以表示非排它性的包括。术语“示例性的”在“实施例”的意义上使用，而不是“理想的”。在本文中教导了各种方法和系统，其用以控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度。在一个示例性的解决方案中，教导了这样的方法和系统，其用于移动燃料进出超音速飞行器的机翼并且用于将燃料在超音速飞行器的机翼内重新分布以抵消引起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法，所述方法包括下述步骤：操作步骤，在超音速下和在非设计条件下操作超音速飞行器，该超音速飞行器具有升力产生组件，该升力产生组件具有多个复合层片，所述多个复合层片中的所有复合层片以角度定向以使得最大刚度的轴线定向成与该升力产生组件的翼梁之间的角度为10至30度，并且该升力产生组件没有任何复合层片具有以平行于升力产生组件的翼梁的方式定向的最大刚度的轴线；通过复合层片减少由超音速飞行器在超音速下在非设计条件下操作所导致的所述升力产生组件的扭转；以及通过减少所述升力产生组件的扭转而将音爆幅度最小化。

【技术特征摘要】
2013.02.14 US 61/764,6591.一种控制由超音速飞行器在超音速下的非设计条件操作所引起的音爆幅度的方法，所述方法包括下述步骤：操作步骤，在超音速下和在非设计条件下操作超音速飞行器，该超音速飞行器具有升力产生组件，该升力产生组件具有多个复合层片，所述多个复合层片中的所有复合层片以角度定向以使得最大刚度的轴线定向成与该升力产生组件的翼梁之间的角度为10至30度，并且该升力产生组件没有任何复合层片具有以平行于升力产生组件的翼梁的方式定向的最大刚度的轴线；通过复合层片减少由超音速飞行器在超音速下在非设计条件下操作所导致的所述升力产生组件的扭转；以及通过减少所述升力产生组件的扭转而将音爆幅度最小化。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述操作步骤包括在超音速下操作所述超音速飞行器，而该升力产生组件具有设置于所述升力产生组件的上表面和下表面两者上的多个复合层片。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述升力产生组件包括控制表面。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述翼梁包括后翼梁。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述操作步骤包括在超音速下操作所述超音速飞行器，而复合层片定向成使得最大刚度的轴线在所述升力产生组件的翼梁的前方或后方旋转。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述操作步骤包括在超音速下操作所述超音速飞行器，而所述升力产生组件具有设置于所述升力产生组件的上表面和下表面两者上的多个复合层片，同时每个复合层片的最大刚度的轴线定向成使得最大刚度的轴线在所述升力产生组件的翼梁的前方或后方旋转。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述操作步骤包括在超音速下操作所述超音速飞行器，而所述升力产生组件具有设置于上表面和下表面两者上的多个复合层片，所述复合层片定向成使得最大刚度的轴线在所述升力产生组件的翼梁的前方或后方在正负9...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·弗罗因德，
申请(专利权)人：湾流航空航天公司，
类型：发明
国别省市：美国,US