机翼以及相关方法、飞行器及空气动力学结构和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机翼以及相关方法、飞行器及空气动力学结构和装置。一方面，提供了一种用于在飞行器机翼(300)的上表面(320)上使用的空气动力学结构(310)。机翼(300)包括能够在收起构型与展开构型之间操作的缝翼，在收起构型中缝翼收起在机翼(300)的缝翼凹部中，在展开构型中缝翼从缝翼凹部伸出。当缝翼处于展开构型时，缝翼凹部的端部面(340)暴露，端部面(340)在凹部边缘(330)处与机翼(300)的上表面(320)相交。与凹部边缘(330)相邻的空气动力学结构(310)具有成形成促使在飞行期间经过凹部边缘(330)流动到上表面(320)上的空气保持附着的体积部。

Wings and related methods, aircraft and aerodynamic structures and devices

【技术实现步骤摘要】
机翼以及相关方法、飞行器及空气动力学结构和装置
本专利技术涉及飞行器机翼。更具体地但并非排他性地，本专利技术涉及提供用于在飞行器机翼上使用的空气动力学结构。
技术介绍
飞行器机翼可以在一些机翼区域中包括可能影响机翼周围的气流并且因此影响飞行器在飞行期间的性能的不连续部、例如尖锐角。这种不连续部例如可以作为用于容纳前缘缝翼的缝翼凹部或腔的部分。前缘缝翼是位于机翼的前缘上的当展开时允许机翼以更高的迎角操作的空气动力学表面。缝翼可以在巡航期间收起在缝翼凹部中并且可以在起飞和/或着陆期间展开以从缝翼凹部伸出。在缝翼收起在缝翼凹部中并且与缝翼凹部齐平的情况下，缝翼的上表面可以与机翼的上表面大致连续，由此遮盖缝翼凹部的内部面。然而，在缝翼展开的情况下，缝翼凹部的内部面可以被暴露。缝翼凹部的内部面、例如特别是两个相对的端部面可以与机翼的相邻的上表面形成尖锐的边缘。在飞行期间并且在缝翼展开的情况下，空气可以从缝翼凹部流动至机翼的上表面上。然而，在气流被迫经过尖锐的边缘时可能会发生气流的分离。例如，来自缝翼凹部的端部面附近的错流可能在其被迫经过端部面与机翼上表面之间的边缘时脱离机翼。这种局部的流分离可以通过例如减小下游边界层的能量来降低下游边界层，这又使下游边界层变得更容易受到其他原因的流分离、例如不利的压力梯度或表面缺陷的影响。相邻于机翼平面上的不连续部发生的局部流分离可以限制或减小机翼的最大升力系数并且因此限制或减小飞行器作为整体的最大升力系数，由此影响飞行器的性能。本专利技术试图缓解上文提到的问题中的一个或更多个问题。替代性地或额外地，本专利技术试图提供一种改进的飞行器和飞行器机翼。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于飞行器的机翼，机翼包括具有缝翼凹部的固定机翼结构、以及前缘缝翼。缝翼能够在收起构型与展开构型之间操作，在收起构型中，缝翼收起在缝翼凹部中，在展开构型中，缝翼从缝翼凹部伸出。当缝翼处于展开构型时，缝翼凹部的端部面被暴露，缝翼凹部的端部面沿凹部边缘与机翼的上表面相交。机翼的上表面包括与凹部边缘相邻的空气动力学结构。空气动力学结构具有成形成促使在飞行期间经过凹部边缘流动到上表面上的空气保持附着的体积部。通过邻近凹部边缘设置成形成促使气流附着到上表面上的空气动力学结构，与其中在凹部边缘处不存在这种空气动力学结构的情况相比可以减少局部流分离。通过减少由于凹部边缘而引起的流分离，可以增大机翼上表面上的下游边界层的能量，使得边界层更加能够承受其他原因的流分离。此外，通过减少凹部边缘处的局部流分离并且改善下游边界层，可以延迟失速并且可以增大机翼的最大升力系数。空气动力学结构可以成形成使凹部边缘变钝、变光滑或变圆，否则凹部边缘可能是不期望地锋利的。空气动力学结构可以是弯曲的。例如，空气动力学结构的体积部可以具有弯曲的横截面轮廓。弯曲的横截面轮廓可以在与凹部边缘相交的横截面中取得，并且更优选地，弯曲的横截面轮廓可以在与凹部边缘以近似90度相交的横截面中取得。空气动力学结构可以成形成增大凹部边缘的曲率半径。空气动力学结构的存在和/或形状形成圆的边缘以代替尖锐的边缘。使凹部边缘变钝促进了气流在穿过该边缘时附着至机翼上表面上。空气动力学结构包括在机翼上表面中。如此，空气动力学结构布置成在缝翼处于收起构型时暴露在气流中。例如，空气动力学结构可以安装至最初的现有上表面上，由此形成新的上表面，或者空气动力学结构可以与机翼结构本身一体地形成。通过将空气动力学结构布置在机翼上表面上，相对运动的部件之间的间隙，例如缝翼与缝翼凹部之间的间隙往往不受影响。这可以使得在不对缝翼和/或缝翼凹部进行实质性改变的情况下能够使用空气动力学结构并且可以使得结构能够在改装方案中方便地使用。替代性地或额外地，相比于这种空气动力学结构以不同于上述的方式定位在例如缝翼凹部的端部面上或缝翼本身上的情况，任何间隙都可以受到更小的影响。因此，并入本专利技术的空气动力学结构需要的对现有飞行器结构和/或运动学的修改比在这种比较情况中可能需要的对现有飞行器结构和/或运动学的修改更少。空气动力学结构可以是长形的。该结构的纵向轴线可以与凹部边缘和/或与机翼的特征弦线大致对准。如此，可以使在巡航飞行期间由于机翼上的该结构的存在而引起的阻力的量最小化。空气动力学结构在纵向方向上可以具有构造成对机翼的弯曲部分进行补充的弯曲部分。空气动力学结构可以成形成引起和/或增强涡流产生。涡流增强可以通过调整空气动力学结构的前向范围和/或空气动力学结构的纵向轮廓来实现。空气动力学结构可以朝向机翼前缘延伸，并且优选地延伸在机翼前缘下方。使结构在机翼前缘周围或下方延伸可以在飞行期间在结构的前端部处引起和/或增强涡流产生，从而进一步延迟机翼上表面上的局部流分离。空气动力学结构可以远离机翼前缘沿机翼的上表面朝向空气动力学结构的尾端部延伸。该结构的体积部可以具有在尾端部处渐缩于点的纵向轮廓，由此减少由该结构引起的阻力的量并且减小由结构本身造成的流分离的可能性。缝翼凹部的内侧端部可以位于机翼根部前缘处。机翼可以包括用于将机翼在机翼根部处接合至机身的机翼根部整流罩。机翼根部整流罩可以包括凹部边缘。如此，可以减少在机翼根部整流罩与缝翼凹部的内侧端部之间的连接部处发生的局部流分离。根据第二方面，提供了一种用于在根据第一方面的机翼上使用的空气动力学结构。空气动力学结构可以包括构造成将空气动力学结构附接至机翼的附接界面。如此，空气动力学结构可以改装到现有机翼上以改善机翼的空气动力学和/或飞行性能。空气动力学结构的体积部可以具有弯曲的横截面轮廓。横截面轮廓可以是不对称的。横截面轮廓可以在空气动力学结构的第一横向端部处呈球形并且在空气动力学结构的第二横向端部处渐缩于点，第一横向端部定位成接近于凹部边缘并且第二横向端部定位成远离于凹部边缘。该结构的体积部可以具有30毫米(mm)与40毫米(mm)之间的厚度。如此，空气动力学结构可以具有弯曲部分以有效地促使围绕凹部边缘流动的空气保持附着至机翼上表面，同时使得由将结构在机翼巡航包线外部包括在机翼上表面上引起的阻力的量最小化。根据第三方面，提供了一种包括根据第一方面的机翼和/或根据第二方面的空气动力学结构的飞行器。根据第四方面，提供了一种方法。该方法包括提供用于飞行器的机翼，机翼包括具有缝翼凹部的固定机翼结构、以及前缘缝翼，缝翼能够在收起构型与展开构型之间操作，在收起构型中，缝翼收起在缝翼凹部中，在展开构型中，缝翼从缝翼凹部伸出。当缝翼处于展开构型时，缝翼凹部的端部面被暴露，缝翼凹部的端部面沿凹部边缘与机翼的上表面相交。该方法还包括将空气动力学结构邻近凹部边缘安装在机翼的上表面上，空气动力学结构具有成形成促使在飞行期间经过凹部边缘流动到上表面上的空气保持附着的体积部。优选地，空气动力学结构布置成在缝翼处于收起构型时暴露在气流中。通过将空气动力学结构安装在机翼的上表面上，现有的飞行器和/或飞行器机翼可以被改装成具有空气动力学结构，从而相比于一些其他改装方法能够减少机翼平面不连续部附近的局部流分离，同时减小所需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞行器的机翼，所述机翼包括：/n固定机翼结构，所述固定机翼结构具有缝翼凹部；以及/n前缘缝翼，所述缝翼能够在收起构型与展开构型之间操作，在所述收起构型中，所述缝翼收起在所述缝翼凹部中，在所述展开构型中，所述缝翼从所述缝翼凹部伸出，/n其中，当所述缝翼处于所述展开构型时，所述缝翼凹部的端部面被暴露，所述缝翼凹部的所述端部面在所述缝翼凹部的后部面与所述机翼的前缘之间延伸，所述缝翼凹部的所述端部面沿凹部边缘与所述机翼的上表面相交，并且/n其中，所述机翼的所述上表面包括与所述凹部边缘相邻的空气动力学结构，所述空气动力学结构布置成在所述缝翼处于所述收起构型时暴露于气流中，所述空气动力学结构具有成形成促使在飞行期间经过所述凹部边缘流动到所述上表面上的空气保持附着的体积部。/n

【技术特征摘要】
20181105 GB 1818012.51.一种用于飞行器的机翼，所述机翼包括：
固定机翼结构，所述固定机翼结构具有缝翼凹部；以及
前缘缝翼，所述缝翼能够在收起构型与展开构型之间操作，在所述收起构型中，所述缝翼收起在所述缝翼凹部中，在所述展开构型中，所述缝翼从所述缝翼凹部伸出，
其中，当所述缝翼处于所述展开构型时，所述缝翼凹部的端部面被暴露，所述缝翼凹部的所述端部面在所述缝翼凹部的后部面与所述机翼的前缘之间延伸，所述缝翼凹部的所述端部面沿凹部边缘与所述机翼的上表面相交，并且
其中，所述机翼的所述上表面包括与所述凹部边缘相邻的空气动力学结构，所述空气动力学结构布置成在所述缝翼处于所述收起构型时暴露于气流中，所述空气动力学结构具有成形成促使在飞行期间经过所述凹部边缘流动到所述上表面上的空气保持附着的体积部。


2.根据权利要求1所述的机翼，其中，所述空气动力学结构是长形的，并且
其中，所述空气动力学结构的纵向轴线与所述凹部边缘和/或与所述机翼的特征弦线大致对准。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的机翼，其中，所述机翼包括机翼前缘，并且
其中，所述空气动力学结构具有构造成对所述机翼前缘进行补充的弯曲部分。


4.根据权利要求3所述的机翼，其中，所述空气动力学结构延伸在所述机翼前缘的下方。


5.根据权利要求3或权利要求4所述的机翼，其中，所述空气动力学结构远离所述机翼前缘沿所述机翼的所述上表面朝向所述空气动力学结构的尾端部延伸，并且
其中，所述体积部具有在所述尾端部处渐缩于点的纵向轮廓。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的机翼，所述机翼包括用于将所述机翼接合至机身的机翼根部整流罩，其中，所述机翼根部整流罩包括所述凹部边缘。


7.一种用于在根据权利要求1至6中的任一项所述的机翼上使用的空气动力学结构。


8.根据权利要求7所述的空气动力学结构，所述空气动力学结构包括构造成将所述空气动力学结构附接至所述机翼的附接界面。


9.根据权利要求7或权利要求8所述的空气动力学结构，其中，所述空气动力学结构的所述体积部具有弯曲的横截面轮廓。


10.根据权利要求9所述的空气动力学结构，其中，所述横截面轮廓是不对称的。


11.根据权利要求9或权利要求10所述的空气动力学结构，其中，所述横截面轮廓在所述空气动力学结构的第一横向端部处是球形的并且在所述空气动力学结构的第二横向端部处渐缩于点，所述第一横向端部定位成接近于所述凹部边缘并且所述第二横向端部定位成远离于所述凹部边缘。


12.根据权利要求7至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠欣宇，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