前缘缝翼

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前缘缝翼
申请号	CN202080075777.8	申请日	2020-10-26	公开(公告)号	CN114616175A	公开(公告)日	2022-06-10
申请人	空中客车营运有限公司;			发明人	本·科米斯; 内尔·莱昂斯; 埃德蒙德·凯;
摘要	本发明提供了一种飞行器机翼(102，图2)，该飞行器机翼包括前缘缝翼(110’)和固定翼型件部分(104)。前缘缝翼(110’)能够在收起位置与展开位置之间移动。在展开位置，前缘缝翼的后缘包括密封部分(112)和非密封部分(114)。密封部分(112)与固定翼型件部分形成密封，并且非密封部分在前缘襟翼与固定翼型件部分之间提供气流间隙。本发明提供了与密封的前缘缝翼基本相同的益处，同时改进了非密封部分周围的局部区域中的失速控制特性。
权利要求	1.一种飞行器机翼，所述飞行器机翼包括前缘缝翼和固定翼型件部分，所述前缘缝翼能够在收起位置与展开位置之间移动，其中，在所述展开位置，所述前缘缝翼的后缘包括密封部分和非密封部分，所述密封部分与所述固定翼型件部分形成密封，并且所述非密封部分在所述前缘襟翼与所述固定翼型件部分之间提供气流间隙。 2.根据权利要求1所述的飞行器机翼，其中，所述密封部分延伸跨过所述前缘缝翼的所述后缘的至少75％、80％、85％、90％、或95％。 3.根据权利要求1或权利要求2所述的飞行器机翼，其中，所述前缘缝翼包括内侧端部和外侧端部，所述内侧端部定位成朝向所述飞行器机翼的根部，并且所述外侧端部定位成朝向所述飞行器机翼的梢部。 4.根据权利要求3所述的飞行器机翼，其中，所述非密封部分位于所述前缘缝翼的所述内侧端部处。 5.根据权利要求3所述的飞行器机翼，其中，所述非密封部分位于所述前缘缝翼的所述外侧端部处。 6.根据任一前述权利要所述的飞行器机翼，包括定位成提供所述前缘缝翼的所述密封部分的密封件。 7.根据权利要求6所述的飞行器机翼，其中，所述密封件位于所述前缘缝翼和所述固定翼型件部分中的一者或两者上。 8.根据权利要求1至5中的任一所述的飞行器机翼，其中，所述密封部分包括位于所述前缘缝翼的所述后缘与所述固定翼型件部分之间的直接接触部。 9.根据任一前述权利要所述的飞行器机翼，其中，所述非密封部分包括所述前缘缝翼的定形状成形成所述气流间隙的所述后缘。 10.根据权利要求9所述的飞行器机翼，其中，所述前缘缝翼的所述后缘呈阶梯状以形成气流间隙。 11.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述固定翼型件部分的轮廓定形状成形成所述气流间隙。 12.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述前缘缝翼在处于所述收起位置时抵靠所述固定翼型件部分而完全密封。 13.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，包括构造成在所述收起位置密封所述前缘缝翼的密封件。 14.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述非密封部分构造成操纵所述前缘缝翼的所述后缘与固定翼型件结构的相关联部分之间的气流。 15.根据权利要求14所述的飞行器机翼，其中，所述非密封部分包括涡流发生器。 16.根据任一前述权利要求所述的飞行器机翼，其中，所述非密封部分定位成邻近于、或靠近于所述飞行器机翼的扰乱气流的部分。 17.一种飞行器，所述飞行器包括根据权利要求1至16中的任一项所述的飞行器机翼。
说明书全文	前缘缝翼技术领域 [0001] 本发明涉及用于飞行器机翼的前缘缝翼。本发明还涉及具有前缘缝翼的飞行器机翼，以及包括具有前缘缝翼的飞行器机翼的飞行器。前缘缝翼可以构造成减少在飞行器机翼上的一些位置中的阻力，以及辅助控制其他位置的失速特性。背景技术 [0002] 前缘缝隙设置在飞行器机翼上，以在起飞和/或降落期间增加由飞行器机翼提供的升力。前缘缝翼通常设置有收起位置和展开位置，在正常飞行操作期间前缘缝翼处于收起位置，前缘缝翼移动至展开位置以进行起飞和/或降落。 [0003] 已知前缘缝翼设置有密封件，使得在展开位置，前缘缝翼抵靠机翼的主翼型件结构而密封。在US8899528B2中示出了这种布置结构。设置密封的前缘缝翼可以减少由处于展开位置时的前缘缝翼产生的阻力，这还可以减少在起飞和/或降落期间产生的噪音，并且还具有燃油效率益处。然而，非密封的前缘缝翼也存在益处，其可以提供比密封的前缘缝翼更好的失速控制益处。目前，在密封的前缘缝翼与非密封的前缘缝翼之间进行选择表示妥协。 [0004] 本发明寻求减轻上述问题中的一个或更多个问题。发明内容 [0005] 根据第一方面，本发明提供了一种飞行器机翼，该飞行器机翼包括前缘缝翼和固定翼型件部分，该前缘缝翼能够在收起位置与展开位置之间移动，其中，在展开位置，前缘缝翼的后缘包括密封部分和非密封部分，密封部分与固定翼型件部分形成密封，并且非密封部分在前缘襟翼与固定翼型件部分之间提供气流间隙。 [0006] 密封部分可以延伸跨过前缘缝翼的后缘的至少75％、80％、85％、90％、或95％。密封部分延伸所沿的方向可以为沿前缘缝翼的翼展方向。 [0007] 前缘缝翼可包括内侧端部和外侧端部，内侧端部定位成朝向飞行器机翼的根部，并且外侧端部定位成朝向飞行器机翼的梢部。非密封部分可以位于前缘缝翼的内侧端部或外侧端部处。 [0008] 飞行器机翼可以包括定位成提供前缘缝翼的密封部分的密封件。密封件可以位于前缘缝翼和固定翼型件部分中的一者或两者上。在替代性布置结构中，密封部分可以简单地包括前缘缝翼的一部分和固定翼型件部分的一部分，上述前缘缝翼的一部分和固定翼型件部分的一部分保持接触，使得提供密封部分。 [0009] 非密封部分可以包括前缘缝翼的可以进行操纵以形成气流间隙的后缘。例如，前缘缝翼的后缘可以呈阶梯状以形成气流间隙。替代性地或另外地，固定翼型件部分的轮廓可以进行操纵以形成气流间隙。例如，固定翼型件部分的轮廓可以呈阶梯状或被缩减，以便形成气流间隙。 [0010] 前缘缝翼在处于收起位置时可以抵靠固定翼型件部分完全密封。完全密封是指前缘缝翼沿前缘缝翼的翼展的100％而密封。飞行器机翼可以包括构造成在收起位置密封前缘缝翼的密封件。 [0011] 非密封部分可以构造成操纵前缘缝翼的后缘与固定翼型件结构的相关联部分之间的气流。例如，非密封部分可以包括一个或更多个涡流发生器。 [0012] 非密封部分可以定位成邻近于、或靠近于飞行器机翼的扰乱气流的部分。例如，这样的部件可以是翼梢装置或机翼安装的发动机。发明人已经认识到，在机翼部位，比如在翼梢装置或发动机安装处，密封的前缘缝翼的益处可能减少或消除。这些部位也可能是气流的潜在失速点。已经发现在邻近或靠近这些部位的位置处设置非密封部分改善了靠近局部飞行器机翼结构的位置处的失速特性。 [0013] 展开位置可以是起飞位置。可以存在另一个位置，在该位置前缘缝翼展开，使得在前缘缝翼与固定翼型件部分之间未形成密封。这样的位置可以是降落位置。收起位置可以是“正常飞行”位置、例如，在飞行器巡航飞行期间，前缘缝翼可以收起。 [0014] 根据第二方面，本发明提供了一种包括根据本发明的第一方面的飞行器机翼的飞行器。 [0015] 根据第三方面，本发明提供了一种用于根据本发明的第一方面的飞行器机翼的前缘缝翼。 [0016] 飞行器可以是客运飞行器。客运飞行器可以包括客舱，客舱包括用于容置大量乘客的多行和多列座椅单元。飞行器可以具有至少20个乘客、至少50个乘客或多于50个乘客的容量。飞行器可以是动力飞行器。飞行器可以包括用于推动飞行器的发动机。飞行器可以包括机翼安装的，例如翼下发动机。 [0017] 当然将会理解的是，关于本发明的一方面描述的特征可以被并入本发明的其他方面。例如，本发明的方法可以结合参考本发明的设备描述的任何特征，并且反之亦然。 [0018] 除非上下文另有要求，否则术语“或”应解释为“和/或”。附图说明 [0019] 现在将仅参照附带的示意图通过示例来对本发明的各实施方式进行描述，在附图中： [0020] 图1示出了具有包括本发明的第一实施方式的飞行器机翼的飞行器； [0021] 图2示出了如图1中所示的飞行器机翼的一部分的平面图； [0022] 图3示出了图2中所示的飞行器机翼的示意图； [0023] 图4示出了本发明的第一实施方式的变型； [0024] 图5示出了根据本发明的第一实施方式的机翼的密封部分的横截面图； [0025] 图6示出了根据本发明的第一实施方式的机翼的非密封部分的横截面图； [0026] 图7示出了根据本发明的第二实施方式的机翼的非密封部分的横截面图； [0027] 图8示出了本发明的第一实施方式的平面图，并且图9示出了沿着图8中所示的不同轴线截取的横截面图； [0028] 图10示出了本发明的第三实施方式的平面图，并且图11示出了沿着图10中所示的不同轴线截取的横截面图。具体实施方式 [0029] 图1示出了飞行器100。飞行器100包括第一飞行器机翼和第二飞行器机翼102。由于飞行器机翼102是彼此互为镜像，因此将仅对与单个机翼102相关的元件进行描述。本领域技术人员将理解，关于一个机翼描述的元件在另一个机翼102上存在镜像。机翼102包括主体104和翼梢装置106。主体104是飞行器机翼102的常规固定翼型件部分。翼梢装置106可以是可动的，以减小飞行器100的翼展，或者翼梢装置106可以是固定的。两个翼下发动机108安装至机翼102。在机翼102的前缘处设置有多个前缘缝翼110。如常规且技术人员容易理解的那样，前缘缝翼110具有展开位置，在该展开位置，前缘缝翼110相对于整体机翼102向前并且往往向下移动，使得与在前缘缝翼110处于与整体机翼102齐平的收起位置时相比，前缘缝翼110形成更高升力的机翼102。当飞行器100起飞或降落时，前缘缝翼110移动至展开位置，以允许更尖锐的攻角以用于这些操纵。一旦飞行器100已经起飞并且不再急剧爬升，或者已经进入水平飞行状态，前缘缝翼110则移动至收起位置，以与展开位置相比减少阻力，从而允许更有效的飞行。前缘缝翼110在下降的初始阶段期间可以保持处于收起位置，仅当下降角度增加到某一值或飞行器的速度充分降低时才移动至展开位置。如本领域技术人员所理解的，各种不同的致动器和致动方法可以用于使前缘缝翼110在展开位置与收起位置之间移动。因此，将不提供对致动器或致动方法的进一步描述。 [0030] 如可以看到的，前缘缝翼110延伸跨过机翼的前缘的大部分。这导致前缘缝翼110的多个部分定位于靠近潜在失速点的位置处，在潜在失速点处气流可能受到扰乱而在机翼上方移动。这样的点包括靠近翼下发动机108的位置以及翼梢装置106连结主体104的位置。图2示出了前缘缝翼110’的位于机翼102的远端端部、翼梢装置106连结主体104的点处的部段。在图2中，前缘缝翼110’处于收起位置。图3示出了处于展开位置的前缘缝翼110’的立体图。前缘缝翼110’被分成两部分，密封部分112和非密封部分114。当前缘缝翼110’处于展开位置时，密封部分112抵靠主体104密封。密封的前缘缝翼可以提供诸如与非密封的前缘缝翼相比减少的阻力、降低燃料消耗和/或降低噪音等优点。当前缘缝翼110’处于展开位置时，非密封部分并未抵靠主体104而密封并且非密封部分在前缘缝翼110’与主体104之间提供气流间隙116。气流间隙116可以导致穿过气流间隙的气流加速，其导致气流间隙局部的气流得以改善。然而，由于气流间隙仅存在于前缘缝翼110’的指定部分，因此提供密封前缘缝翼的益处总体上得以保持。在图2中所示的实施方式中，可以看到，非密封部分114通过减小前缘缝翼110’的翼弦长而形成，使得在展开位置中，前缘缝翼110’的后缘不与主体104接触。相反，在处于展开位置时，前缘缝翼110’的密封部分112的后缘与主体104接触。可以设置从前缘缝翼110’或主体104延伸的一个或更多个密封条或密封元件，以确保前缘缝翼 110’的密封部分112与主体104之间的良好密封。替代性地，可以通过前缘缝翼110’与主体 104之间的直接接触部来提供密封。 [0031] 为了保持密封的前缘缝翼的益处，非密封部分114构成前缘缝翼110’的一小部分。例如，非密封部分可以包括前缘部分110’的翼展的约10％，其中其余90％由密封部分112组成。技术人员将认识到，在非密封部分114构成前缘部分110’的翼展的5％至25％，使得密封部分112构成其余部分的情况下，仍可以得到本发明的益处。 [0032] 前缘缝翼110’定形状成使得当处于收起位置时缝翼的后缘的全部抵靠主体104而密封。这可能还需要主体104适当成形，或提供不同的密封条或密封元件，以允许上述方案。 [0033] 图4示出了替代性实施方式，其实质上类似于参照图1至图3描述的实施方式。如果设置类似元件，则使用相同的附图标记。图4中所示的不同之处在于，前缘缝翼310的非密封部分114还包括三个涡流发生器118。涡流发生器可以进一步改善主体104与翼梢装置106相接的点处的气流。 [0034] 图5示出了根据本发明的第一实施方式的机翼的密封部分的垂直于前缘缝翼的前缘截取的横截面图。起始视图示出了收起位置以及前缘缝翼110’如何相对于主体104定位。第二视图示出了处于展开的起飞位置的前缘缝翼110’。前缘缝翼110’的后缘保持与主体 104接触。第三视图示出了处于展开的降落位置的前缘缝翼110’。在这种情况下，前缘缝翼的后缘并未与固定翼型件部分接触，前缘缝翼110’已经延伸超过展开的起飞位置。 [0035] 图6示出了根据本发明的第一实施方式的机翼的非密封部分的垂直于前缘缝翼的前缘截取的横截面图。起始视图示出了处于收起位置的前缘缝翼，其中前缘缝翼110’的后缘与主体104接触。第二视图示出了处于展开的起飞位置的前缘缝翼，在前缘缝翼110’的后缘与主体104之间存在畅通的间隙。在这种情况下，主体104在前缘缝翼110的整个长度上具有一致的横截面，并且前缘缝翼110包括移除部段以提供非密封部分。一致的横截面并非暗示横截面是相同的，因为当主体沿翼展方向移出时其尺寸将渐缩，而一致的横截面意味着任何这样的渐缩均平滑地渐变。第三视图示出了处于展开的降落位置的前缘缝翼110。如图5中那样，在前缘缝翼110’的后缘与主体104之间存在畅通的间隙。 [0036] 图7示出了根据本发明的第二实施方式的机翼的非密封部分的垂直于前缘缝翼的前缘截取的横截面图。在该实施方式中，非密封部分通过使主体104成形为在主体与前缘襟翼710之间提供间隙来形成。虚线表示主体104在前缘缝翼710的整个密封部分上的横截面轮廓，并且与参照图5所示的一样。可以看到，在起飞位置，前缘缝翼710的后缘保持与主体104接触。如在图9中可以更好地看到的，与第一实施方式相反，前缘缝翼710的后缘在前缘缝翼710的整个长度上一致地成形。起始视图示出了处于收起位置的前缘缝翼，其中前缘缝翼710的后缘与主体104接触。第二视图示出了处于展开的起飞位置的前缘缝翼，其中在前缘缝翼710的后缘与主体104之间存在畅通的间隙。第三视图示出了处于展开的降落位置的前缘缝翼710。如图5中那样，当处于展开的降落位置时，在前缘缝翼710的后缘与主体104之间存在畅通的间隙。 [0037] 图8和图9示出了本发明的第一实施方式的平面图以及沿第一线A‑A截取的横截面图—其示出非密封部分—和沿第二线B‑B截取的横截面图—其示出密封部分。前缘部分110’处于展开位置。图8中的平面图示出了处于展开的起飞位置的前缘缝翼，并且箭头表示穿过非密封部分的气流。 [0038] 图10和图11示出了本发明的第二实施方式的平面图以及沿第一线A‑A截取的横截面图—其示出非密封部分—和沿第二线B‑B截取的横截面图—其示出密封部分。前缘部分710处于展开位置。图10中的平面图示出了处于展开的起飞位置的前缘缝翼，并且箭头表示穿过非密封部分的气流。 [0039] 如技术人员所理解的，可以提供替代性布置结构。例如，前缘缝翼可以定位成使得非密封部分靠近机翼的替代性部分。这样的位置可以靠近底部发动机108。 [0040] 在前面的描述中，在提及具有已知的、明显的或可预见的等同物的整体或元件时，在本文中并入这样的等同物，如同单独阐述一样。应当参照权利要求来确定本发明的真实范围，本发明的真实范围应当被解释为包含任何这些等同物。读者也将理解的是，被描述为优选、有利、方便等的本发明的整体构件或特征是可选的并且不限制独立权利要求的范围。此外，应当理解，在本发明的一些实施方式中可能有益的这样的可选的整体或特征可能是不期望的，并且因此可能在其他实施方式中不存在。