用于飞行器的旋涡发生器结构以及飞行器制造技术

本申请涉及一种旋涡发生器结构。该旋涡发生器结构(115)包括限定通向对应的腔室(423)的开口(421)的部分(405)、布置在腔室(423)内的飞行器气流改变装置(301)以及联接至气流改变装置(301)的至少一个流体肌肉致动器结构(801)。本申请还涉及一种包括所述涡旋发生器结构的飞行器。

Vortex Generator Structure for Aircraft and Aircraft

This application relates to a scroll generator structure. The vortex generator structure (115) includes a portion (405) that defines an opening (421) leading to the corresponding chamber (423), an aircraft airflow change device (301) arranged in the chamber (423), and at least one fluid muscle actuator structure (801) connected to the airflow change device (301). The present application also relates to an aircraft including the scroll generator structure.

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的旋涡发生器结构以及飞行器
本技术涉及飞行器气流改变装置以及用于飞行器的包括飞行器气流改变装置的旋涡发生器结构。
技术介绍
飞行器的竖向尾翼和安装至竖向尾翼的竖向方向舵提供了一种控制用于使飞行器绕其竖向轴线或偏航轴线旋转的偏航力矩的方法。因此，竖向尾翼和竖向方向舵提供了方向稳定性和方向控制。方向舵可以产生的最大偏航力矩取决于方向舵的尺寸和方向舵可以绕方向舵轴线偏转的程度。换句话说，可以用更大的方向舵或可以偏转更大的角度的方向舵来产生更大的偏航力矩。由于方向舵只能够偏转有限的角度以避免方向舵处的失速流动，因此最大偏航力矩主要由竖向尾翼以及方向舵的整体形状和表面积来确定。在常规的操作条件下，永远不需要最大偏航力矩，因此，竖向方向舵可以产生的偏航力矩中的大部分偏航力矩仍未被使用，这导致不必要的空气动力学阻力，并且随着阻力增大，燃料消耗增大，从而降低了飞行器的最大航程。因此，应避免任何不必要的阻力。鉴于以上情况，可以考虑到本技术的目的在于在不必增大竖向尾翼的尺寸的情况下改善通过竖向尾翼和竖向方向舵产生的流动。本技术的另一目的在于提供以下旋涡发生器结构：所述旋涡发生器结构由于在其设计中具有少数移动部件而不易发生故障或者维护成本较低。
技术实现思路
本技术的一个实施方式提供了一种旋涡发生器结构，其包括限定通向对应的腔室的开口的部分、布置在腔室内的飞行器气流改变装置以及联接至气流改变装置的至少一个流体肌肉致动器结构。在本技术的另一实施方式中，飞行器气流改变装置可包括可弹性变形的挡板构件和可弹性变形的基部构件，其中，当可弹性变形的基部构件处于第一状态时，飞行器气流改变装置的处于对应的第一状态的可弹性变形的挡板构件伸展通过该开口，其中，当可弹性变形的基部构件处于第二状态时，飞行器气流改变装置的处于对应的第二状态的可弹性变形的挡板构件从开口收回，并且其中，流体肌肉致动器构造成向飞行器气流改变装置的可弹性变形的基部构件施加力，以使可弹性变形的基部构件从第一状态变形到第二状态或者使可弹性变形的基部构件从第二状态变形到第一状态。可弹性变形的挡板构件的第一状态和可弹性变形的基部构件的对应的第一状态可以是非屈曲状态。流体肌肉致动器结构可以配置成基本上在可弹性变形的基部构件的横向轴线的方向上提供力。在本技术的另一实施方式中，流体肌肉致动器结构还可包括至少一个联接器，所述至少一个联接器构造成使流体肌肉致动器相对于气流改变装置偏移距离D。距离D可以优选地为约10mm。在本技术的另一实施方式中，流体肌肉致动器可以构造成可枢转地连接至联接器。联接器的本体可以构造成从气流改变装置沿大致垂直的方向延伸。在本技术的另一实施方式中，流体肌肉致动器结构可以是气动驱动的。在另一实施方式中，流体肌肉致动器结构可以是液压驱动的。流体肌肉致动器结构可以优选地构造成相对于环境压力在0Pa至+600000Pa的压力范围内操作。流体肌肉致动器结构可以优选地构造成具有约60mm的伸展长度。在本技术的另一实施方式中，由流体肌肉致动器和可弹性变形的基部构件储存的弹性应变能可足以使气流改变装置展开。在另一实施方式中，由流体肌肉致动器储存的弹性应变能可足以使气流改变装置展开。在本技术的又一实施方式中，可以提供具有至少一个旋涡发生器结构的飞行器。本技术的优点现在将通过适当参照附图的详细描述而变得明显。附图描述现在将仅通过示例的方式参照以下附图来描述本技术的实施方式，在附图中：图1是包括多个旋涡发生器结构和用于操作旋涡发生器结构的系统的飞行器的侧视图；图2是图1的飞行器的竖向尾翼的特写视图，其较详细地示出了旋涡发生器结构的位置；图3A是图1和图2的旋涡发生器结构中的一个旋涡发生器结构的飞行器气流改变装置处于伸展的第一状态下的等距视图；图3B是图3A的飞行器气流改变装置处于收缩的第二状态下的等距视图；图4A是图1和图2的旋涡发生器结构中的一个旋涡发生器结构的等距视图，该旋涡发生器结构包括处于伸展的第一状态下的飞行器气流改变装置；图4B是图3B的旋涡发生器结构处于收缩的第二状态下的等距视图；图5A提供了旋涡发生器结构115的沿着图4A中指示的YZ平面的侧视截面图；图5B提供了旋涡发生器结构115的沿着图4B中指示的YZ平面的侧视截面图；图6A是图4A的旋涡发生器结构的通过图4A中给出的平面XZ的正视截面图；图6B是图4B的旋涡发生器结构的通过图4B中给出的平面XZ的正视截面图；图7A是根据本技术的另一实施方式的图4A的旋涡发生器结构的正视截面图；图7B是根据本技术的另一实施方式的图4B的旋涡发生器结构的正视截面图。图8A和图8B是根据本技术的另一实施方式的旋涡发生器结构115的正视截面图。图9A和图9B分别提供了根据本技术的实施方式的旋涡发生器控制系统814的展开操作和旋涡发生器控制系统814的收缩操作。图10A和图10B是根据本技术的实施方式的旋涡发生器结构115的正视截面图。具体实施方式参照图1，飞行器101包括呈接合到机身105中的机翼103的形式的一对升力表面组件。每个机翼103均包括铰接的控制表面比如副翼和扰流器(未示出)、以及高升力装置比如襟翼和缝翼(未示出)。每个机翼103均承载使用机翼安装至发动机吊架108的发动机107。飞行器101包括呈水平尾翼109和竖向尾翼111的形式的另外的升力表面组件，其中，水平尾翼109和竖向尾翼111各自附接在机身105的后部处。竖向尾翼111设置有呈方向舵113的形式的铰接的控制表面。飞行器101包括其他表面组件，比如将机翼103平滑连接(fair)至机身105的机腹整流罩112、以及将襟翼(未示出)的各部分平滑连接到相应机翼103中的高升力装置整流罩114。在本实施方式中，飞行器101还包括安装在竖向尾翼111中的多个旋涡发生器结构115。每个控制表面的偏转以及每个旋涡发生器结构115的偏转均由至少一个飞行控制单元117控制。飞行控制单元117接收来自至少一个传感器单元119的输入，并且根据存储在与飞行控制单元117连接的介质(未示出)上的预定的飞行包络线来命令偏转。参照图2，在本实施方式中，每个旋涡发生器结构115均与相邻的旋涡发生器结构115沿竖向尾翼111的翼展方向分开设定。每个旋涡发生器结构115均安装在竖向尾翼111的主体203中，并且具有设定在方向舵113的最前缘201前方的弦向位置。参照图3A，在本实施方式中，提供了飞行器气流改变装置301，飞行器气流改变装置301包括可弹性变形的挡板构件303，该可弹性变形的挡板构件303层压至可弹性变形的基部构件305以形成单个一体地形成的部件、即该部件不具有铰链或单独的连接器元件。在第一状态下，可弹性变形的挡板构件303是大致平坦的且为矩形形状，并且在YZ平面中以与也处于对应的第一状态下的可弹性变形的基部构件305大致垂直的方式伸展，使得可弹性变形的挡板构件303的最侧缘307与YZ平面大致重合。可弹性变形的挡板构件303由8层共固化的GFRP层压材料形成，所述共固化的GFRP层压材料从8层阶梯式下降，在可弹性变形的挡板构件303的边缘307处降至4层。每一层可以使用环氧树脂/E型玻璃复合材料。可弹性变形的挡板构件303在Z方向上可以具有至少10mm的尺寸H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋涡发生器结构(115)，包括：限定通向对应的腔室(423)的开口(421)的部分(405)；飞行器气流改变装置(301)，所述飞行器气流改变装置(301)布置在所述腔室(423)内；以及至少一个流体肌肉致动器结构(801)，所述至少一个流体肌肉致动器结构(801)联接至所述气流改变装置(301)。

【技术特征摘要】
2017.11.17 GB 1719015.81.一种旋涡发生器结构(115)，包括：限定通向对应的腔室(423)的开口(421)的部分(405)；飞行器气流改变装置(301)，所述飞行器气流改变装置(301)布置在所述腔室(423)内；以及至少一个流体肌肉致动器结构(801)，所述至少一个流体肌肉致动器结构(801)联接至所述气流改变装置(301)。2.根据权利要求1所述的旋涡发生器结构(115)，其中，所述飞行器气流改变装置(301)包括可弹性变形的挡板构件(303)和可弹性变形的基部构件(305)，其中，当所述可弹性变形的基部构件(305)处于第一状态时，所述飞行器气流改变装置(301)的处于对应的第一状态的所述可弹性变形的挡板构件(303)延伸通过所述开口(421)，其中，当所述可弹性变形的基部构件(305)处于第二状态时，所述飞行器气流改变装置(301)的处于对应的第二状态的所述可弹性变形的挡板构件(303)从所述开口(421)收回；并且其中，所述流体肌肉致动器结构(801)构造成向所述飞行器气流改变装置(301)的所述可弹性变形的基部构件(305)施加力，以使所述可弹性变形的基部构件(305)从第一状态变形到第二状态或者使所述可弹性变形的基部构件(305)从第二状态变形至第一状态。3.根据权利要求2所述的旋涡发生器结构(115)，其中，所述可弹性变形的挡板构件(303)的第一状态和所述可弹性变形的基部构件(305)的对应的第一状态是非屈曲状态。4.根据权利要求2或3所述的旋涡发生器结构(115)，其中，所述流体肌肉致动器结构(801)构造成基本上在所述可弹性变形的基部构件(305)的横向轴线的方向上提供力。5.根据任一前述权利要求所述的旋涡发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁诺·斯特费斯，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE