具有可变外形的翼型形状主体制造技术

一种具有可变外形的翼型形状主体，包括：第一蒙皮，限定吸力表面；第二蒙皮，限定压力表面并且至少在翼型形状主体的前缘和/或后缘处连接到第一蒙皮；至少一个细长加强梁，被布置在翼型形状主体的腔内侧并被固定到所述第一蒙皮和所述第二蒙皮中的至少一个，加强梁至少包括一个接一个地布置的第一梁区段和第二梁区段、以及布置在梁区段的端部之间并与其连接的连接构件，所述连接构件适于通过弹性变形而允许梁区段之间的相对运动；和与所述细长加强梁可操作地关联的致动器，其中，在操作致动器时，第一梁区段相对于第二梁区段运动，反之亦然，从而改变梁区段相对于彼此的取向，这导致翼型形状主体的可变外形的变化。

Airfoil body with variable shape

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可变外形的翼型形状主体
本专利技术尤其但不仅限于涉及一种具有可变外形的翼型形状主体。
技术介绍
例如，飞机机翼通常具有可独立运动的机翼部件，比如襟翼、缝翼、方向舵、升降舵、副翼、扰流板等。这些可运动机翼部件可以例如被安装在机翼的后缘或前缘，并且可以相对于机翼的主要不可偏转部件向上或向下枢转。这种可运动机翼部件的缺点之一是它们需要相对较重、复杂且昂贵的结构。该结构通常具有高的部件数和相对频繁的维护间隔。最重要的是，当所述可运动机翼部件偏转时，主翼的与可运动机翼部件邻接的弯曲部分的局部半径通常相对较小。这导致流过主体的空气的提前分离，并因此导致较低的升力和较高的阻力。与提前分离问题相关的是由该提前分离引起的噪声。为了解决上述问题中的至少一个，飞机工业提出了所谓的变形机翼结构的不同概念：具有可变外轮廓的机翼，同时具有光滑的符合空气动力学原理的表面，尤其是具有不间断的上机翼表面。在US6.491.262、US7.384.016和EP2423104中公开了示例。本专利技术寻求提供一种具有可变外轮廓的替代翼型形状主体。
技术实现思路
因此，提出了根据权利要求1的具有可变外形的翼型形状主体。由于本专利技术涉及翼型形状主体，所以空气在该主体上面流动，由此在第一蒙皮和第二蒙皮之间产生压力差。第一蒙皮位于相对压力低的一侧，即吸力侧，并且在本领域中也称为上蒙皮。第二蒙皮位于主体的相对压力高的一侧，即压力侧，并且在本领域中也称为下蒙皮。当翼型形状主体是对称的时，例如当翼型形状主体是飞机的竖直尾翼时，什么是第一侧和什么是第二侧取决于翼型形状主体相对于气流的侧滑角度。翼型形状主体的示例是飞机机翼及其部件，例如扰流板、襟翼、缝翼、方向舵、升降舵、副翼、翼尖、小翼等，但也可以是风力涡轮机叶片及其部件。第一蒙皮和第二蒙皮之间的压力差将分散的载荷引入到第一蒙皮和第二蒙皮上。这些载荷可以高达20.000N/m2，当利用翼型形状主体或包括所述主体的装置进行操纵时甚至更高。为了能够承受这种载荷，翼型形状主体在其内侧通过梁区段(例如细长加强梁)进行了加固。这些梁区段至少部分地承载在主体的蒙皮上引入的载荷。主体中可以存在多于一个的细长加强梁。例如，可以在飞机机翼的展向(spanwise)方向上存在多个肋，不同的肋基本上彼此平行并且沿弦向方向布置，例如在肋之间存在150-300mm的间距。替代地，沿着飞机机翼的弦向(chordwise)方向可以存在多个翼梁，不同的翼梁基本上彼此平行并且沿展向方向布置。第一蒙皮和第二蒙皮一起形成翼型形状主体的外轮廓，并且例如可以在主体的前缘和/或后缘处被连接。优选地，翼型形状主体的外轮廓是弯曲的，其中第一蒙皮和第二蒙皮都具有曲率。通过使梁区段相对于彼此运动，可以局部改变该曲率。例如，翼型轮廓的后缘可以向下枢转，从而增加第一蒙皮的曲率。替代地，机翼的翼尖可以向上或向下枢转，通过使梁区段相对于彼此枢转来改变第一蒙皮的曲率。本领域技术人员将理解，当第一蒙皮的曲率改变时，第二蒙皮的形状(例如曲率)也改变。优选地，连接元件仅被连接至梁区段，而不连接至蒙皮。于是在蒙皮的内侧、连接元件和梁区段之间存在间隙或空白空间。该空白空间局部地降低了蒙皮的刚度，使得该蒙皮可以有利地弯曲并改变形状，从而使翼型形状主体的外轮廓可变。用于改变梁区段的取向的致动器可以是任何合适的致动器。致动器可以例如作用在梁区段上，使它们相对于彼此枢转。通过连接构件的弹性变形允许梁区段的这种枢转。替代地，例如，当连接构件由形状记忆材料制成时，致动器可以直接作用在该连接构件上。优选地，由致动器施加在蒙皮，和/或连接构件，和/或加强梁上的载荷是平缓的，即分布在相对大的区域上。根据本专利技术的比如加强梁的梁区段可以在翼型形状主体内在不同方向上延伸。在本专利技术的可能的实施例中，至少一个梁区段(例如，细长加强梁)是在飞机机翼的弦向方向上布置的肋。在本专利技术的另一个或同一实施例中，至少一个梁区段(例如，细长加强梁)是在飞机机翼的展向方向上布置的翼梁。需要注意的是，第一梁区段并不总是与第一蒙皮关联，并且类似地，第二梁区段并不总是与第二蒙皮关联。在可想到的实施例中，第一梁区段和第二梁区段都被固定到第一蒙皮或第二蒙皮，或同时被固定到第一蒙皮和第二蒙皮。然而，其中第一梁区段被固定到第一蒙皮并且第二梁区段被固定到第二蒙皮，或者其中第一梁区段被固定到第二蒙皮并且第二梁区段被固定到第一蒙皮的实施例是可能的。需要注意的是，以上文本提到了第一梁区段、连接构件和第二梁区段。完全可以想到的是，第一梁区段、连接构件和第二梁区段形成为一体，从而形成细长梁。在下文中，使用词语“第一梁区段”、“连接构件”和“第二梁区段”。这些词语可以替代地解释为“第一梁部分”、“连接部分”和“第二梁部分”。在本专利技术的可能的实施例中，梁区段在翼型形状主体的展向方向上基本上彼此平行地布置，并且在翼型形状主体的弦向方向上彼此间隔开。例如，由连接构件的凸缘的取向限定的连接构件的纵向方向可以横向于梁区段的纵向方向布置。在本专利技术的替代实施例中，两个梁区段一个接一个地布置，并且限定了细长加强梁，其中，连接构件被布置在梁区段的端部之间。例如，梁区段可以在翼型形状主体的弦向方向或展向方向上基本上成排布置。在本专利技术的实施例中，主体包括基本上彼此平行地延伸的多个间隔开的细长加强梁，其中不同加强梁的至少第一梁区段是互相连接的，或者不同加强梁的第二梁区段是互相连接的。例如，当主体是飞机机翼时，所述机翼的多个肋可各自包括通过连接构件连接在一起的至少两个肋区段。从展向方向看，连续的肋然后交替地连接到第一蒙皮或第二蒙皮。更具体地，一个肋可以被固定到机翼的第一蒙皮，而从机翼的展向方向看，连续的肋被连接到机翼的第二蒙皮。然后将另一个连续的肋连接到机翼的第一蒙皮等。然后，不同肋中的最向后的肋区段，即，不同肋的最靠近飞机/机翼后端布置的肋区段，例如通过杆互相连接，而不同肋中的最向前的肋区段也可以互相连接，并且如果存在的话，在最向前的肋区段与最向后(后面的)的肋区段之间的其他对应的肋区段也可以互相连接。在该实施例中，第一蒙皮和第二蒙皮均优选形成为一体。在本专利技术的另一替代实施例中，梁区段基本上彼此垂直地布置，两个梁区段中的一个布置在弦向方向上，两个梁区段中的另一个布置在展向方向上。在本专利技术的可能的实施例中，第一梁区段相对于第二梁区段的运动至少包括枢转运动。由柔性连接构件限定的枢转轴线优选地基本上平行于主体的蒙皮，并且可以例如在飞机机翼中在弦向方向或展向方向上横向于细长加强梁的取向延伸。第一梁区段相对于第二梁区段的偏转角的绝对值，通常在1和20度之间，比如在10和15度之间，反之亦然，其中可以想到的是，可以利用根据本专利技术的翼型形状主体实现连续的偏转角范围。完全可以想到的是，至少一个另外的，即两个或更多个连接元件被布置在细长加强梁中，并且加强梁包括至少一个另外的，即多于两个的梁区段，使得在第一梁区段和最后一个梁区段之间的角度取向的差可以超过前述的20度。在本专利技术的可能的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可变外形的翼型形状主体，包括：/n第一蒙皮，限定吸力表面；/n第二蒙皮，限定压力表面并且至少在所述翼型形状主体的前缘和/或后缘处连接到所述第一蒙皮；/n至少两个梁区段，被布置在所述翼型形状主体的腔内侧并被固定到所述第一蒙皮和所述第二蒙皮中的至少一个，所述梁区段彼此间隔开；/n连接构件，被布置在所述至少两个梁区段之间并与所述至少两个梁区段连接，所述连接构件适于通过所述连接构件的弹性变形而允许所述梁区段之间的相对运动；以及/n与所述梁区段可操作地关联的致动器，/n其中，在操作所述致动器时，所述第一梁区段相对于所述第二梁区段运动，或者所述第二梁区段相对于所述第一梁区段运动，从而改变所述梁区段相对于彼此的取向，/n这导致所述翼型形状主体的所述可变外形的变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170317 NL 20185381.一种具有可变外形的翼型形状主体，包括：
第一蒙皮，限定吸力表面；
第二蒙皮，限定压力表面并且至少在所述翼型形状主体的前缘和/或后缘处连接到所述第一蒙皮；
至少两个梁区段，被布置在所述翼型形状主体的腔内侧并被固定到所述第一蒙皮和所述第二蒙皮中的至少一个，所述梁区段彼此间隔开；
连接构件，被布置在所述至少两个梁区段之间并与所述至少两个梁区段连接，所述连接构件适于通过所述连接构件的弹性变形而允许所述梁区段之间的相对运动；以及
与所述梁区段可操作地关联的致动器，
其中，在操作所述致动器时，所述第一梁区段相对于所述第二梁区段运动，或者所述第二梁区段相对于所述第一梁区段运动，从而改变所述梁区段相对于彼此的取向，
这导致所述翼型形状主体的所述可变外形的变化。


2.根据权利要求1所述的翼型形状主体，其中，所述连接构件包括具有闭合边界的中空轮廓。


3.根据前述权利要求中任一项所述的翼型形状主体，其中，所述连接构件包括管状部件，所述管状部件的中心轴线基本上垂直于所述梁区段的纵向方向延伸。


4.根据权利要求3所述的翼型形状主体，其中，所述管状部件具有相反的径向附接凸缘，所述相反的径向附接凸缘从所述管状部件的相反侧向外延伸以将所述连接构件连接至所述梁区段，所述相反的径向附接凸缘限定所述连接构件的纵向方向。


5.根据权利要求3或4所述的翼型形状主体，其中，所述连接构件的所述管状部件具有圆锥形状。


6.根据权利要求5所述的翼型形状主体，其中，所述管状部件在其面对所述第一蒙皮的端部处比在其面对所述第二蒙皮的端部处窄。


7.根据权利要求3-6中任一项所述的翼型形状主体，其中，所述管状部件具有圆滑的横截面或多边形横截面。


8.根据前述权利要求中任一项所述的翼型形状主体，其中，所述连接构件在从所述第一蒙皮到所述第二蒙皮的方向上是刚性的。


9.根据前述权利要求中任一项所述的翼型形状主体，其中，所述梁区段在所述翼型形状主体的展向方向上基本上彼此平行地布置，并且在所述翼型形状主体的弦向方向上彼此间隔开。


10.根据权利要求4所述的翼型形状主体，其中，所述连接构件的纵向方向横向于所述梁区段的纵向方向布置。


11.根据权利要求1-8中任一项所述的翼型形状主体，其中，所述两个梁区段一个接一个地布置，并且限定细长加强梁，其中，所述连接构件被布置在所述梁区段的端部之间。


12.根据权利要求11所述的翼型形状主体，其中，所述梁区段在所述翼型形状主体的弦向方向或展向方向上基本上成排布置。


13.根据至少权利要求4和11所述的翼型形状主体，其中，所述连接构件的所述附接凸缘各自被连接到所述第一梁区段和所述第二梁区段的相应端部。


14.根据权利要求11-13中任一项所述的翼型形状主体，其中，所述翼型形状主体包括基本上彼此平行地延伸的多个间隔开的细长加强梁，其中，不同加强梁的至少所述第一梁区段互相连接或不同加强梁的所述第二梁区段互相连接。


15.根据权利要求11-14中任一项所述的翼型形状主体，其中，所述细长加强梁包括至少一个另外的梁区段和至少一个另外的连接构件。


16.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里亚努斯·马里纳斯·弗朗西斯库·巴斯蒂安森，
申请(专利权)人：福克航空结构公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL