飞行控制表面的改装制造技术

一种对固定翼飞行器的机翼进行改装的方法。该方法包括以下步骤：提供具有主固定机翼部分的现有的飞行器机翼，主固定机翼部分具有梢端和邻近该梢端连接的现有的可移动飞行控制表面。然后，将现有的可移动飞行控制表面从主固定机翼部分移除，并且将翼梢装置与可移动飞行控制表面选择作为一对，以取代现有的可移动飞行控制表面，其中，所选择的可移动飞行控制表面具有与从机翼移除的飞行控制表面的形状不同的形状的空气动力学表面。然后，将所选择的翼梢装置和可移动飞行控制表面配装至主固定机翼部分。

Modification of Flight Control Surface

【技术实现步骤摘要】
飞行控制表面的改装
本专利技术涉及对具有翼梢装置和可移动飞行控制表面的固定翼飞行器的机翼进行改装的方法。本专利技术还涉及改装的飞行器机翼。
技术介绍
为了改善飞行器性能，已经用翼梢装置比如小翼、翼梢翼刀、翼展延伸部或类似物对一些飞行器进行了改装。这已经成为航空业中常见的性能改善组件。将翼梢装置改装至现有的机翼可以被改善飞行器性能的欲望所驱使并且可能会促使跨越机翼的飞行器翼展上的载荷发生改变。然而，这种对机翼的翼展载荷的改变通常在不对翼梢的内侧做出改变的情况下不是最优的，尤其是对于未设计有翼梢装置的飞行器或者是在现代计算流体力学(CFD)技术之前设计的飞行器尤为如此。这些改变先前已经包括了相对于飞行控制表面的位置角的改变，或者对飞行器飞行控制表面外侧的“支架”的修改。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种对固定翼飞行器的机翼进行改装的方法。该方法包括以下步骤：提供具有主固定机翼部分的现有的飞行器机翼，主固定机翼部分具有梢端和邻近梢端连接的现有的可移动飞行控制表面。然后，将现有的可移动飞行控制表面从主固定机翼部分移除，并且将翼梢装置和可移动控制表面选择作为一对，以取代现有的可移动飞行控制表面，其中，所选择的可移动飞行控制表面具有与从机翼移除的飞行控制表面的形状不同的形状的空气动力学表面。然后将所选择的翼梢装置和可移动飞行控制表面配装至主固定机翼部分。本专利技术的优点在于，通过对飞行控制表面进行形状改变可以对在存在可改装的翼梢装置的情况下的机翼载荷进行更好地优化。这可以通过增大可行的经济的马赫范围且通过在给定的飞行时间或飞行阶段下更好地优化升阻比来提高飞行器的操作灵活性。本专利技术通过对在存在新的翼梢装置的情况下的翼展载荷进行修改给出了减小机翼诱导阻力的可能性：·提高‘K’因子(Oswald效率)·调整在翼展方向上的压力中心附加的潜在益处可以包括：·改善的压缩性阻力·翼梢装置的在表面连续性、改善的性能、以及视觉益处方面的开发的更大范围·针对给定的机翼弯曲目标重新优化这些改变可以有利地重新分配局部载荷，比通过仅改装翼梢装置可获得的局部载荷多，从而促成飞行器水平优势，比如：·改善的燃料消耗·改善的爬升性能该上下文中的改装指的是将一个或更多个不同形状的部件添加至下述装置或结构：所述装置或结构在其被首次制造时不具有所述部件或者具有不同形状的部件。改装在此处不会扩展为用大致相同设计的部件来更换部件的方式对飞行器机翼的修理。翼梢装置指的是附接在机翼的外侧“梢”端处的任何装置，翼梢装置旨在通过飞行器的提升系统的有利的重新分配来减小阻力。翼梢装置可以采用多种形式，所述多种形式包括但不限于翼梢翼刀、小翼、库舍曼(Kucheman)翼梢、融合式翼梢小翼、倾斜小翼、倾斜翼梢、非平面翼梢延伸部和分裂式(split)翼梢。对飞行控制表面进行改装增大了翼展载荷，从而有助于使改装的翼梢装置的益处最大化，而无需对主机翼部分进行内部结构改动。与简单地提供现有的控制表面的位置角变化相比，通过将翼梢装置和可移动飞行控制表面选择作为互补的对或组做出了改进。优选地，主固定机翼部分具有连接至现有的可移动飞行控制表面和所选择的可移动飞行控制表面的公共连接件(结构和系统)，从而使得能够以最小的改变对主固定机翼部分进行改装。这允许改装过程的劳动强度更小、效率更高，并且无需对机翼的内部轮廓、机构或系统在结构上进行重新构造。与现有的飞行控制表面相比，所选择的飞行控制表面可以具有不同的翼弦长度、弯度、厚度或平面形状面积。翼弦长度是在空气动力学(即，翼型)截面的前缘与后缘之间的以直线测量的距离。弧度被定义为翼型截面的在顶部空气动力学表面与底部空气动力学表面之间的不对称，使得对称截面将不具有弧度。弧线是在翼型截面的顶部空气动力学表面与底部空气动力学表面之间等距绘制的假想线。这意味着对于对称翼型截面而言弧线的长度将等于翼弦长度。空气动力学截面的厚度限定了介于顶部空气动力学表面与底部空气动力学表面之间的沿垂直于翼弦线和翼展方向测量的距离。平面形状面积在此处被定义为当从与机翼的翼展方向和机身的纵向方向垂直的角度观察时的物体的投影面积。现有的飞行器机翼可以具有在主固定机翼部分的梢端处连接的现有的翼梢装置，使得该方法还包括将现有的翼梢装置从主固定机翼部分移除的步骤。替代性地，现有的飞行器机翼可以不具有现有的翼梢装置。虽然改装方法与初始设计的无翼梢装置的飞行器特别相关，然而因为在改装有翼梢装置时预期外部机翼载荷不太理想，因此，将可移动飞行控制表面改装至初始设计的具有翼梢装置的飞行器机翼由于在改装新的翼梢装置时预期的外部机翼载荷的变化也存在优点。这与在现代计算流体力学(CFD)技术之前设计的飞行器特别相关，这种飞行器可能在改装翼梢装置时不具有理想的机翼载荷。现有的飞行控制表面和所选择的飞行控制表面可以具有大致相同的前缘形状。这意味着，主机翼部分的后缘——在现有的飞行控制表面的前缘所坐置的位置处——的形状也适用于容置所选择的飞行控制表面的前缘。这种共性允许所选择的控制表面被更容易改装，并且不会发生实质性的结构改动。可移动飞行控制表面可以是副翼、襟副翼、或是构造成提供侧倾控制的其他控制表面。襟副翼是构造成执行副翼和襟翼两者的功能的控制表面。所选择的翼梢装置可以包括小翼。小翼是从机翼向上突出(隆起)或向下突出(下陷)的翼状升力表面。翼梢装置可以包括隆起部和下陷部两者例如分裂式小翼。小翼可以是“融合式翼梢小翼”，在该融合式翼梢小翼，上表面和下表面连同前缘和后缘一起从机翼的梢端平滑地过渡到交叉处的小翼中。所选择的翼梢装置可以被融合到主固定机翼部分的梢端中。这可以改善飞行器机翼的外侧端部处的空气动力学性能。所选择的翼梢装置可以包括翼梢延伸部。所选择的翼梢装置可以以相对于主固定机翼部分不可移动的方式固定。在这个意义上，这意味着翼梢装置不会被致动而相对于该翼梢装置所附接的机翼移动。所选择的翼梢装置可以至少包括可移动部分。在这个意义上，这意味着翼梢装置的至少一部分被致动以使翼梢装置相对于该翼梢装置所附接的机翼移动。本专利技术的第二方面提供了一种飞行器机翼，该飞行器机翼具有根端、梢端、在根端与梢端之间延伸的翼展、前缘、后缘、以及在前缘与后缘之间延伸的翼弦。该飞行器机翼还具有：主固定机翼部分，该主固定机翼部分具有与根端相邻的内侧部分和与梢端相邻的外侧部分；翼梢装置，该翼梢装置附接至机翼的梢端；以及可移动飞行控制表面，该可移动飞行控制表面连接在主固定机翼部分的外侧部分的外侧处。可移动飞行控制表面具有前缘、后缘、以及在前缘与后缘之间延伸的翼弦。可移动飞行控制表面的局部翼弦长度与机翼的局部翼弦长度的比值在翼展方向上发生变化。改装有所选择的飞行控制表面可以改变外部机翼载荷并且进一步改善由所选择的翼梢装置提供的性能益处。可移动飞行控制表面的局部翼弦长度与机翼的局部翼弦长度的比值可以在翼展方向上增大，或者该比值可以在翼展方向上减小。可移动飞行控制表面的前缘和/或后缘可以是直的。本专利技术的第三方面提供了一种飞行器机翼，该飞行器机翼具有：根端和梢端；主固定机翼部分，该主固定机翼部分具有与根端相邻的内侧部分和与梢端相邻的外侧部分；翼梢装置，该翼梢装置附接至机翼的梢端；以及可移动飞行控制表面，该可移动飞行控制表面连接在主固定机翼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对固定翼飞行器的机翼进行改装的方法，所述方法包括下述步骤：提供现有的飞行器机翼，所述现有的飞行器机翼包括具有梢端的主固定机翼部分和邻近所述梢端连接的现有的可移动飞行控制表面；将所述现有的可移动飞行控制表面从所述主固定机翼部分移除；将翼梢装置和可移动飞行控制表面选择作为一对，其中，选择的可移动飞行控制表面具有空气动力学表面，所述空气动力学表面的形状不同于从所述机翼移除的飞行控制表面的形状；将选择的翼梢装置和所述选择的可移动飞行控制表面配装至所述主固定机翼部分。

【技术特征摘要】
2017.11.29 GB 1719806.0;2017.12.28 GB 1722138.31.一种对固定翼飞行器的机翼进行改装的方法，所述方法包括下述步骤：提供现有的飞行器机翼，所述现有的飞行器机翼包括具有梢端的主固定机翼部分和邻近所述梢端连接的现有的可移动飞行控制表面；将所述现有的可移动飞行控制表面从所述主固定机翼部分移除；将翼梢装置和可移动飞行控制表面选择作为一对，其中，选择的可移动飞行控制表面具有空气动力学表面，所述空气动力学表面的形状不同于从所述机翼移除的飞行控制表面的形状；将选择的翼梢装置和所述选择的可移动飞行控制表面配装至所述主固定机翼部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主固定机翼部分具有连接至所述现有的可移动飞行控制表面和所述选择的可移动飞行控制表面的共用连接件。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述选择的飞行控制表面具有相比于所述现有的飞行控制表面不同的翼弦长度、弧度、厚度或平面形状面积。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述现有的飞行器机翼具有在所述主固定机翼部分的所述梢端处连接的现有的翼梢装置，并且所述方法还包括：将所述现有的翼梢装置从所述主固定机翼部分移除。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述现有的飞行控制表面和所述选择的飞行控制表面具有大致相同的前缘形状。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述可移动飞行控制表面可以是副翼、襟副翼、或构造成提供侧倾控制的其他控制表面。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述选择的翼梢装置包括小翼或翼梢延伸部。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述选择的翼梢装置被融合到所述主固定机翼部分的所述梢端中。9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述选择的翼梢装置以相对于所述主固定机翼部分不可移动的方式固定，或者所述选择的翼梢装置至少包括可移动部分。10.一种飞行器机翼，所述飞行器机翼具有根端、梢端、在所述根端与所述梢端之间延伸的翼展、前缘、后缘、以及在所述飞行器机翼的前缘与所述飞行器机翼的后缘之间延伸的翼弦，并且所述飞行器机翼包括：主固定机翼部分，所述主固定机翼部分具有与所述根端相邻的内侧部分和与所述梢端相邻的外侧部分；...

【专利技术属性】
技术研发人员：本·科米斯，尼尔·约翰·莱昂斯，
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