【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有可移动翼梢装置的飞行器机翼。
技术介绍
1、例如从wo2017118832中已知在飞行期间使用可移动翼梢装置。该文件教示了一种具有固定机翼的飞行器机翼，该固定机翼具有以可移动的方式安装在其梢部处的翼梢装置，其中，固定机翼具有上表面和下表面，并且翼梢装置具有上表面和下表面，并且翼梢装置能够在以下两种构型之间操作：(i)用于在飞行期间使用的飞行构型，在该构型中，翼梢装置的上表面和下表面是固定机翼的上表面和下表面的延续；以及(ii)用于在飞行期间减轻载荷的载荷减轻构型，在该构型中，翼梢装置相对于固定机翼移动，使得翼梢装置的上表面和下表面中的至少一者移动远离固定机翼的相应表面并且机翼上的载荷减轻；其中，飞行器包括限制组件，该限制组件能够在限制模式与释放模式之间操作，在该限制模式中，使用限制力将翼梢装置保持在飞行构型中，在该释放模式中，翼梢装置上的限制力被释放，使得翼梢装置能够采用载荷减轻构型。
2、一旦限制组件处于释放模式，翼梢装置就可以被完全被动地致动至载荷减轻构型。翼梢装置可以在将翼梢装置朝向载荷减轻构型迫压的空气动力的作用下移动。使限制组件与该铰接式翼梢装置组合可以称为“半气动弹性”布置。
3、翼梢装置可以以可旋转的方式安装在位于机翼的梢部处的铰接件上，使得其可以绕铰接件在飞行构型与载荷减轻构型之间旋转。翼梢装置也能够绕相同的铰接件移动至用于在基于地面的操作期间使用的地面构型，在该地面构型中，翼梢装置移动远离飞行构型，使得飞行器机翼的翼展减小。
4、致动系统可以布置成使翼梢装置
5、已经发现的是，当处于载荷减轻状态时，可能需要调整翼梢装置的运动。本专利技术试图解决这个问题。
技术实现思路
1、本专利技术的第一方面是提供一种飞行器机翼，该飞行器机翼包括：固定机翼，该固定机翼具有梢部；翼梢装置，该翼梢装置以可旋转的方式安装在位于固定机翼的梢部处的铰接件上，使得翼梢装置能够绕铰接件旋转；以及致动系统，该致动系统用于使翼梢装置绕铰接件旋转，其中，致动系统包括马达、至少一个齿轮传动式旋转致动器、减速齿轮箱以及用于将马达的旋转与齿轮传动式旋转致动器的旋转选择性地断开联接的离合器。齿轮传动式旋转致动器能够由马达驱动、布置成将旋转运动转换成不同的旋转运动且布置成使翼梢装置相对于固定机翼的梢部旋转。减速齿轮箱沿着马达与齿轮传动式旋转致动器之间的传动系设置在离合器与齿轮传动式旋转致动器之间。
2、与将离合器定位成邻近于齿轮传动式旋转致动器相比，将减速齿轮箱设置在离合器与齿轮传动式旋转致动器之间在离合器被断开接合时引入增加的阻力扭矩(也已知为载荷扭矩或制动扭矩)。这提供了翼梢装置相对于固定机翼绕铰接件的运动的被动阻尼。被动阻尼可以实现颤振裕度。颤振裕度是飞行器气动弹性部分颤振开始与飞行器俯冲速度的115％之间的空速裕度。阵风响应是翼梢装置响应于阵风而减轻载荷的反应。在这种情况下，反作用力是翼梢装置绕铰接件的用以减小翼梢装置的升力的旋转速率。专利技术人已经惊奇地发现，即使当减速齿轮箱设置在离合器与齿轮传动式旋转致动器之间时，仍然可以实现良好的载荷减轻，这增加了致动系统的被动阻尼以便增加颤振裕度，而不会在铰接件上传递太多的弯曲载荷。
3、减速齿轮箱能够在离合器被断开接合时反向驱动，以在翼梢装置绕铰接件旋转时使马达的旋转与齿轮传动式旋转致动器的旋转断开联接。提供在离合器被断开接合时可反向驱动的减速齿轮箱确保翼梢装置可以在离合器被断开接合时相对于固定机翼旋转。
4、齿轮箱可以具有最大阻尼值，该最大阻尼值允许翼梢装置在离合器被断开接合时的正常操作期间绕铰接件旋转的振荡扑翼运动。最大阻尼值可以选择成防止翼梢装置绕铰接件的振荡扑翼运动的角速度超过阈值。
5、离合器的旋转部分在断开接合时可以具有不超过大约30,000rpm的速度。
6、飞行器机翼可以包括沿着铰接件的铰接线布置的多个齿轮传动式旋转致动器。提供多个齿轮传动式旋转致动器而不是单个齿轮传动式旋转致动器可以允许每个齿轮传动式旋转致动器的直径被制造得更小，从而减小铰接接合件对飞行器的空气动力学性能的影响。
7、离合器可以具有与齿轮传动式旋转致动器中的每个齿轮传动式旋转致动器的外径大致相同的外径。提供具有与每个齿轮传动式旋转致动器的外径相同的外径的离合器可以允许离合器和齿轮传动式旋转致动器沿着铰接接合件的共用轴线布置，铰接接合件具有相对恒定的外径，从而减小铰接接合件对飞行器的空气动力学性能的影响。
8、致动系统还可以包括用于防止齿轮传动式旋转致动器在离合器被接合时运动的制动器。制动器可以用于例如在起飞期间或者当在地面上装载翼梢装置时将翼梢装置相对于固定机翼锁定就位。这可以防止翼梢装置由于外部载荷而绕铰接件的不期望的旋转。
9、致动系统能够在下述模式下操作：i)驱动模式，在该驱动模式下，离合器被接合并且马达被驱动以使翼梢装置绕铰接件旋转；ii)扑翼模式，在该扑翼模式下，离合器被断开接合并且翼梢装置能够通过翼梢装置外部的力绕铰接件旋转；以及iii)制动模式，在该制动模式下，离合器被接合并且制动器防止翼梢装置绕铰接件的旋转。可以在飞行期间控制致动系统以在三种操作模式中的任何操作模式之间改变，使得可以根据飞行条件和/或要求选择不同的模式。
10、制动模式可以对应于翼梢装置绕铰接件的零角度或非零角度位置，其中，翼梢装置的上表面和下表面与固定机翼的上表面和下表面形成基本上为零的角度或非零角度。该模式可以用于锁定翼梢装置，使得固定机翼和翼梢装置的总翼展最大。该条件可以有助于例如在起飞期间产生最大升力。
11、致动系统还能够在目标模式下操作，在该目标模式下，离合器被接合、制动器被断开接合、并且马达主动地将翼梢装置绕铰接件的非零角度位置作为目标，在该非零角度位置，翼梢装置的上表面和下表面与固定机翼的上表面和下表面形成非零角度。闭环控制系统可以用于反馈翼梢装置的角度位置并且基于该反馈控制马达。当制动器未被接合时，该系统可以用于将翼梢装置的恒定的零或非零角度位置作为目标。例如，在目标模式下操作机翼可以避免颤振问题，如果在那些相同的操作条件下应用制动器，则翼梢装置可能遭受这些颤振问题，因为马达和传动系增加了系统的阻尼。
12、齿轮传动式旋转致动器可以具有固定至固定机翼的第一转向节和固定至翼梢装置的第二转向节。第一转向节和第二转向节可以由齿轮传动式旋转致动器使用由马达提供的原动力驱动成相对于彼此旋转。由第一转向节和第二转向节组成的系统可以提供用于将来自马达的旋转运动转换成翼梢绕固定机翼的不同旋转运动的紧凑系统。
13、离合器可以构造成在飞行期间为了a)载荷减轻、或者b)当飞行器以相对低的速度或高度飞行且需要相对高的侧倾速率时断开接合。使离合器断开接合可以允许翼梢装置在这些条件下响应于外力而绕铰接接合件旋转，因此减小载荷对弯曲和/或扭曲机翼的影本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种飞行器机翼，所述飞行器机翼包括：固定机翼，所述固定机翼具有梢部；翼梢装置，所述翼梢装置以可旋转的方式安装在位于所述固定机翼的所述梢部处的铰接件上，使得所述翼梢装置能够绕所述铰接件旋转；以及致动系统，所述致动系统用于使所述翼梢装置绕所述铰接件旋转，其中，所述致动系统包括马达、至少一个齿轮传动式旋转致动器、减速齿轮箱、用于将所述马达的旋转与所述齿轮传动式旋转致动器的旋转选择性地断开联接的离合器，所述齿轮传动式旋转致动器能够由所述马达驱动并且布置成将旋转运动转换成不同的旋转运动且布置成使所述翼梢装置相对于所述固定机翼的所述梢部旋转，其中，所述减速齿轮箱沿着所述马达与所述齿轮传动式旋转致动器之间的传动系设置在所述离合器与所述齿轮传动式旋转致动器之间，其中，所述减速齿轮箱能够在所述离合器断开接合时反向驱动，以在所述翼梢装置绕所述铰接件旋转时使所述马达的旋转与所述齿轮传动式旋转致动器的旋转断开联接。
2.根据权利要求1所述的飞行器机翼，其中，所述齿轮箱具有最大阻尼值，所述最大阻尼值允许所述翼梢装置在所述离合器在被断开接合时的正常操作期间绕所述铰接件旋转的振荡扑翼运动。p>
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的飞行器机翼，其中，所述离合器的旋转部分在断开接合时具有不超过大约30,000rpm的速度。
4.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，还包括沿着所述铰接件的铰接线布置的多个所述齿轮传动式旋转致动器。
5.根据权利要求4所述的飞行器机翼，其中，所述离合器具有与所述齿轮传动式旋转致动器中的每个齿轮传动式旋转致动器的外径基本上相同的外径。
6.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述致动系统还包括用于防止所述齿轮传动式旋转致动器在所述离合器被接合时的运动的制动器。
7.根据权利要求6所述的飞行器机翼，其中，所述致动系统能够在下述模式下操作：i)驱动模式，在所述驱动模式下，所述离合器被接合并且所述马达被驱动成使所述翼梢装置绕所述铰接件旋转；ii)扑翼模式，在所述扑翼模式下，所述离合器被断开接合并且所述翼梢装置能够通过所述翼梢装置外部的力绕所述铰接件旋转；以及iii)制动模式，在所述制动模式下，所述离合器被接合并且所述制动器防止所述翼梢装置绕所述铰接件旋转。
8.根据权利要求7所述的飞行器机翼，其中，所述制动模式对应于所述翼梢装置绕所述铰接件的零角度或非零角度位置，在所述零角度或非零角度位置中，所述翼梢装置的上表面和下表面与所述固定机翼的上表面和下表面形成基本上为零的角度或非零角度。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的飞行器机翼，其中，所述致动系统还能够在目标模式下操作，在所述目标模式下，所述离合器被接合、所述制动器被断开接合并且所述马达主动地将所述翼梢装置绕所述铰接件的非零角度位置作为目标，在所述非零角度位置中，所述翼梢装置的上表面和下表面与所述固定机翼的上表面和下表面形成非零角度。
10.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述齿轮传动式旋转致动器具有固定至所述固定机翼的第一转向节和固定至所述翼梢装置的第二转向节，其中，所述第一转向节和所述第二转向节由所述齿轮传动式旋转致动器使用由所述马达提供的原动力驱动成相对于彼此旋转。
11.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述离合器构造成在飞行期间为了a)载荷减轻、或者b)当所述飞行器以相对低的速度或高度飞行且需要相对高的侧倾速率时而断开接合。
12.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，还包括第二减速齿轮箱，所述第二减速齿轮箱沿着所述马达与所述齿轮传动式旋转致动器之间的传动系设置在所述离合器与所述马达之间。
13.一种操作飞行器机翼的方法，所述飞行器机翼具有：固定机翼，所述固定机翼具有梢部；翼梢装置，所述翼梢装置以可旋转的方式安装在位于所述固定机翼的所述梢部处的铰接件上；以及致动系统，所述致动系统用于使所述翼梢装置绕所述铰接件旋转，其中，所述致动系统包括：马达；至少一个齿轮传动式旋转致动器，所述齿轮传动式旋转致动器布置成将旋转运动转换成不同的旋转运动；减速齿轮箱；离合器，所述离合器用于将所述马达的旋转与所述齿轮传动式旋转致动器的旋转选择性地断开联接；以及制动器，所述制动器用于防止所述齿轮传动式旋转致动器在所述离合器被接合时的运动，其中，所述减速齿轮箱沿着所述马达与所述齿轮传动式旋转致动器之间的传动系设置在所述离合器与所述齿轮传动式旋转致动器之间，所述方法包括在下述模式下操作所述致动系统：
14.一种操作飞行器机翼的方法，所述飞行器机翼具有：固定机翼，所述固定机翼具有梢部；翼梢装置，所述翼梢装置以可旋转的方...
【技术特征摘要】
1.一种飞行器机翼，所述飞行器机翼包括：固定机翼，所述固定机翼具有梢部；翼梢装置，所述翼梢装置以可旋转的方式安装在位于所述固定机翼的所述梢部处的铰接件上，使得所述翼梢装置能够绕所述铰接件旋转；以及致动系统，所述致动系统用于使所述翼梢装置绕所述铰接件旋转，其中，所述致动系统包括马达、至少一个齿轮传动式旋转致动器、减速齿轮箱、用于将所述马达的旋转与所述齿轮传动式旋转致动器的旋转选择性地断开联接的离合器，所述齿轮传动式旋转致动器能够由所述马达驱动并且布置成将旋转运动转换成不同的旋转运动且布置成使所述翼梢装置相对于所述固定机翼的所述梢部旋转，其中，所述减速齿轮箱沿着所述马达与所述齿轮传动式旋转致动器之间的传动系设置在所述离合器与所述齿轮传动式旋转致动器之间，其中，所述减速齿轮箱能够在所述离合器断开接合时反向驱动，以在所述翼梢装置绕所述铰接件旋转时使所述马达的旋转与所述齿轮传动式旋转致动器的旋转断开联接。
2.根据权利要求1所述的飞行器机翼，其中，所述齿轮箱具有最大阻尼值，所述最大阻尼值允许所述翼梢装置在所述离合器在被断开接合时的正常操作期间绕所述铰接件旋转的振荡扑翼运动。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的飞行器机翼，其中，所述离合器的旋转部分在断开接合时具有不超过大约30,000rpm的速度。
4.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，还包括沿着所述铰接件的铰接线布置的多个所述齿轮传动式旋转致动器。
5.根据权利要求4所述的飞行器机翼，其中，所述离合器具有与所述齿轮传动式旋转致动器中的每个齿轮传动式旋转致动器的外径基本上相同的外径。
6.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述致动系统还包括用于防止所述齿轮传动式旋转致动器在所述离合器被接合时的运动的制动器。
7.根据权利要求6所述的飞行器机翼，其中，所述致动系统能够在下述模式下操作：i)驱动模式，在所述驱动模式下，所述离合器被接合并且所述马达被驱动成使所述翼梢装置绕所述铰接件旋转；ii)扑翼模式，在所述扑翼模式下，所述离合器被断开接合并且所述翼梢装置能够通过所述翼梢装置外部的力绕所述铰接件旋转；以及iii)制动模式，在所述制动模式下，所述离合器被接合并且所述制动器防止所述翼梢装置绕所述铰接件旋转。
8.根据权利要求7所述的飞行器机翼，其中，所述制动模式对应于所述翼梢装置绕所述铰接件的零角度或非零角度位置，在所述零角度或非零角度位置中，所述翼梢装置的上表面和下表面与所述固定机翼的上表面和下表面形成基本上为零的角度或非零角度。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的飞行器机翼，其中，所述致动系统还能够在目标模式下操作，在所述目标模式下，所述离合器被接合、所述制动器被断开接合并且所述马达主动地将所述翼梢装置绕所述铰接件的非零角度位置作为目标，在所述非零角度位置中，所述翼梢装置的上表面和下表面与所述固定机翼的上表面和下表面形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·威尔逊，克里斯托夫·温克尔曼，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：
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