飞行器控制机构、飞行器机翼及飞行器制造技术

在飞行期间，飞行器可能经受在机翼(4)上引起应变的阵风。本发明专利技术提供了一种飞行器控制机构，该飞行器控制机构包括：现有的空气动力学装置、比如缝翼(5)，该空气动力学装置可以在至少一个展开位置与缩回位置之间移动；以及载荷减轻机构(10)，载荷减轻机构布置成响应于载荷(18)、比如所起作用超过预定阈值的阵风而使空气动力学装置移动到载荷减轻位置中。将载荷减轻机构添加至预先存在的飞行器部件允许在不显著增加飞行器的重量或复杂性的情况下减轻阵风载荷。本发明专利技术可以被改装至现有的飞行器。本发明专利技术还涉及一种飞行器机翼和飞行器。

Aircraft control mechanism, aircraft wing and aircraft

【技术实现步骤摘要】
飞行器控制机构、飞行器机翼及飞行器
本专利技术涉及用于减轻飞行器的机翼上的阵风载荷的控制机构及相关的飞行器机翼和飞行器。
技术介绍
机翼载荷是在飞行器空气动力学中使用的用以描述加载在飞行器机翼上的每单位面积的重量的量的术语。基本机翼载荷基于飞行器的重量和飞行器的机翼的大小。在飞行中，由机翼经受的载荷的量是由飞行器(基于飞行器的速度)和各种环境因素产生的升力的量的总和。所关注的一个特别的环境因素是阵风载荷，阵风载荷是由在机翼的下侧上向上推动的阵风引起的。阵风载荷可以引起飞行器中的不期望的运动，也可以使飞行器的机翼弯折或扭转。已经提出通过提供具有用以适应增大的弯矩的更刚性的机翼的飞行器来抵消阵风载荷的作用。然而，该解决方案增加了飞行器的总体飞行重量，这转而降低了飞行器的燃料效率和航程。
技术实现思路
本专利技术提供了一种飞行器控制机构，该飞行器控制机构包括空气动力学装置和部署机构，该部署机构可以选择性地操作成使空气动力学装置在至少一个展开位置与缩回位置之间移动，并且该飞行器控制机构还包括载荷减轻机构，该载荷减轻机构布置成响应于作用在空气动力学装置上的超过预定阈值的载荷而使空气动力学装置移动到载荷减轻位置中。本专利技术通过下述方式提供了对于阵风载荷问题的解决方案：通过使用飞行器的现有部件、即空气动力学装置比如缝翼或襟翼，并且使该现有部件设置有机构，该机构允许该现有部件响应于阵风而自动地处于使机翼上的随阵风产生的载荷的作用减轻的位置。例如，在使用中，在载荷减轻位置中，空气动力学装置可以布置成使得空气动力学装置的一部分突出以破坏机翼上方的空气的流动。向飞行器上的部件的预先存在的布置结构添加这种机构允许在不显著增加飞行器的重量或复杂性的情况下减轻阵风载荷。此外，本专利技术可以被改装至现有的飞行器。有利地，控制机构布置成使得空气动力学装置能够仅在空气动力学装置位于缩回位置时移动到载荷减轻位置中。该特征确保了载荷减轻功能仅在飞行的巡航阶段期间是有效的。优选地，控制机构还包括弹簧，该弹簧布置成在空气动力学装置位于载荷减轻位置时施加恢复力。这确保了空气动力学装置在作用于空气动力学装置上的载荷低于预定阈值时移动离开载荷减轻位置。优选地，载荷减轻机构包括双稳态机构。这确保了载荷减轻机构能够从载荷减轻机构的初始位置卡扣至载荷减轻位置。双稳态机构可以是简单的滚珠止动装置。优选地，载荷减轻机构也是供将空气动力学装置连接至空气动力学装置的部署机构的工具。部署机构可以包括至少一个轨道和致动器，该致动器布置成使空气动力学装置选择性地沿着一个轨道或多个轨道在展开位置与缩回位置之间移动。本专利技术还提供一种包括飞行器控制机构的飞行器机翼。优选地，载荷减轻机构布置成使得：当载荷减轻机构占据载荷减轻位置时，载荷减轻机构破坏机翼上方的空气的流动并因此减小由机翼经受的升力。空气动力学装置可以是机翼的前缘上的缝翼。替代性地，空气动力学装置可以是机翼的后缘上的襟翼。根据本专利技术构造的多个飞行器控制机构可以设置在机翼上。这些飞行器控制机构可以位于：前缘上的缝翼中的一些缝翼或所有缝翼；后缘上的襟翼中的一些襟翼或所有襟翼；或上述两者的组合。空气动力学装置可以被“调整”，使得每个装置在特定的载荷阈值下移动到载荷减轻位置中。因此，每个空气动力学装置可以布置成根据每个空气动力学装置在机翼上的位置被启用。这些致动器可以设置成使控制机构或每个控制机构选择性地移动到载荷减轻位置中以及移动离开载荷减轻位置。本专利技术还提供了一种飞行器，该飞行器包括配装有根据本专利技术构造的控制机构的机翼。该飞行器可以配装有阵风传感器，阵风传感器布置成在检测到即将发生强阵风时激励致动器并且使空气动力学装置或每个空气动力学装置移动到载荷减轻位置中。附图说明现在将参照附图通过示例的方式对本专利技术进行描述，在附图中：图1是结合有根据本专利技术构造的控制机构的飞行器的平面图；图2a是图1的机翼的一部分的侧视局部视图，其示出了位于第一位置的空气动力学装置；图2b示出了位于第二位置的图2a的空气动力学装置；图2c示出了位于第三位置的图2a的空气动力学装置；图3a是位于第一位置的本专利技术的控制机构的侧视局部视图；以及图3b是位于第三位置的本专利技术的控制机构的侧视局部视图。具体实施方式参照图1，示出了总体上由附图标记1指示的飞行器。飞行器1包括用于容纳乘客和货物的机身2、右(右舷)机翼3和左(左舷)机翼4。机翼3、4各自具有沿着它们各自的前缘6、7安装的呈缝翼5的形式的多个空气动力学装置。缝翼是通常在飞行器的起飞和着陆期间使用的空气动力学装置。当缝翼5如图1中所示的那样位于收起或缩回位置时，缝翼5定位成与机翼前缘6、7相邻并且与机翼3、4一致。当缝翼5展开时，缝翼5向前平移远离机翼3、4的前缘6、7并向下旋转远离机翼。缝翼5有效地增加了各个机翼3、4的表面面积和弧高(camber)并为机翼提供了额外的升力。一个缝翼与该缝翼的相应的前缘的布置结构在图2和图3中更详细地示出。参照图2a，缝翼5被示出为靠着左舷机翼4的前缘7位于收起或缩回位置。收起或缩回位置是缝翼在飞行器1的巡航飞行期间在正常情况下占据的位置。在起飞和着陆期间或者在其他的低速度操控期间，飞行器的升力系数降低。为了防止飞行器失速，部署机构8将缝翼5推到图2b中示出的伸出位置中。部署机构8包括多个轨道，多个轨道9中的一个轨道作为示例示出。致动器组件(未示出)布置成借助例如齿条-小齿轮机构(也未示出)使每个轨道9移动到伸出位置中。在该伸出位置中，缝翼5被推向机翼4的前缘7的前方。轨道9的形状限定缝翼5在缝翼展开时相对于前缘7的位置；轨道可以呈许多不同形状，但通常呈拱形(arcuate)，以在缝翼展开时限定弧形(arced)向前且向下的运动。展开的缝翼5既增加了机翼的表面积又增加了机翼的弧高或曲率。这具有提高由机翼产生的升力系数的作用，该作用允许飞行器在较低速度下产生所需的升力。因此，飞行器的失速速度降低并且飞行器能够安全地维持较低速度下的飞行。缝翼5的展开也增加了机翼阻力，这在进场(approach)及着陆期间会是有益的，因为机翼阻力增加使飞行器减速。先前，缝翼通过缝翼自身上的气流的作用而自动展开和缩回。当飞行器减速以进行着陆时，缝翼上的空气动力学力减小并且弹簧将缝翼推到图2b的展开位置中。现在，缝翼在飞行员的控制下利用液压致动器或电动致动器更可靠地伸出和缩回。这些致动器可以配置成使缝翼5能够根据飞行条件占据多个展开位置直至完全伸出。缝翼5展开和缩回所借助的确切的机构8不构成本专利申请的基础：可以利用任何适合的机构。在飞行器1的正常巡航飞行的过程期间，缝翼5通常位于图2a的缩回位置。在该飞行阶段期间，飞行器1通常遭遇向上或向下移动的气穴，这些气穴更通常地被称为湍流。这些突然的阵风引起机翼迎角的非常快速的变化，机翼迎角的非常快速的变化转变成机翼升力的突然增加。机翼升力的增加与机翼结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器控制机构，所述飞行器控制机构包括空气动力学装置和部署机构，所述部署机构能够选择性地操作成使所述空气动力学装置在至少一个展开位置与缩回位置之间移动，并且所述飞行器控制机构还包括载荷减轻机构，所述载荷减轻机构布置成响应于作用在所述空气动力学装置上的超过预定阈值的载荷而使所述空气动力学装置移动到载荷减轻位置中。/n

【技术特征摘要】
20181126 GB 1819177.51.一种飞行器控制机构，所述飞行器控制机构包括空气动力学装置和部署机构，所述部署机构能够选择性地操作成使所述空气动力学装置在至少一个展开位置与缩回位置之间移动，并且所述飞行器控制机构还包括载荷减轻机构，所述载荷减轻机构布置成响应于作用在所述空气动力学装置上的超过预定阈值的载荷而使所述空气动力学装置移动到载荷减轻位置中。


2.根据权利要求1所述的控制机构，其中，所述空气动力学装置布置成能够仅在所述空气动力学装置位于所述缩回位置时移动到所述载荷减轻位置中。


3.根据权利要求1所述的控制机构，还包括弹簧，所述弹簧布置成在所述空气动力学装置位于所述载荷减轻位置时向所述空气动力学装置施加恢复力。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制机构，其中，所述空气动力学装置借助载荷减轻机构连接至所述部署机构。


5.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制机构，其中，所述部署机构包括至少一个轨道和能够选择性地操作的致动器，所述致动器布置成使所述空气动力学装置沿着所述轨道在所述展开位置与所述缩回位置之间移动。


6.一种飞行器机翼，所述飞行器机翼包括机翼主体以及根据权利要求1至3中的任一项所述的飞行器控制机构。


7.根据权利要求6所述的机翼，其中，所述载荷减轻机构布置成使得：当位于所述载荷减轻...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·布拉克斯，
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