阅读说明：本技术 机翼前缘装置和具有这种机翼前缘装置的机翼 (Wing leading edge device and wing with same ) 是由 斯特凡·本斯曼 马库斯·埃尔班 马丁·费斯 于 2020-02-28 设计创作，主要内容包括：提出了一种机翼前缘装置,所述机翼前缘装置包括流动本体,所述流动本体具有：前侧,所述前侧由第一展向边缘和第二展向边缘界定；后侧,所述后侧由所述第一展向边缘和所述第二展向边缘界定；前蒙皮,所述前蒙皮被布置在所述前侧上；后蒙皮,所述后蒙皮被布置在所述后侧上；以及至少一个加强组件,所述至少一个加强组件在所述第一展向边缘的区域中在所述前蒙皮和所述后蒙皮之间,其中,所述前蒙皮连续延伸并且在所述第一展向边缘和所述第二展向边缘之间没有中断,并且覆盖所述至少一个加强组件。(A wing leading edge device is presented, the wing leading edge device comprising a flow body having: a front side bounded by a first spanwise edge and a second spanwise edge; a rear side defined by the first spanwise edge and the second spanwise edge; a front skin disposed on the front side; a rear skin disposed on the rear side; and at least one stiffening component between the front skin and the rear skin in the region of the first spanwise edge, wherein the front skin extends continuously and without interruption between the first spanwise edge and the second spanwise edge and covers the at least one stiffening component.)

机翼前缘装置和具有这种机翼前缘装置的机翼

技术领域

本发明涉及一种飞行器的流动本体、尤其是用于机翼前缘装置的流动本体，涉及一种具有固定式机翼本体和机翼前缘装置的机翼，并且涉及一种具有至少一个这样的流动本体的飞行器。

背景技术

已知高升力系统，其用于增加商用飞行器的机翼的升力系数。这些系统可以包括后缘襟翼和前缘装置。在起飞和着陆期间，它们通常被激活，即从缩回位置移动到伸出位置。

前缘缝翼通常包括前蒙皮、后蒙皮和用于与缝翼轨道联接的机械接口。通常在缝翼的端部处使用分离的后缘，该后缘可以由带有顶盖和底盖的金属蜂窝体以及用于尖端的挤压型材构建。对于混合缝翼，后蒙皮和后缘是整体部分，但需要通过紧固件附接到前蒙皮上。

发明内容

常见的设计导致了缝翼的前蒙皮和后缘之间的设计间隙。自然层流研究表明，即使间隙被密封，气流也可能在间隙处分离，并且变成湍流。

因此，本发明的目的是提出一种流动本体、尤其是用于机翼前缘装置的流动本体，该流动本体包括简单的设计，但提供了尽可能平滑的流动。

此目的通过流动本体、尤其是用于具有独立权利要求1的特征的机翼前缘装置的流动本体来实现。有利的实施例和进一步的改进可以从从属权利要求和以下描述中获得。

提出了一种用于飞行器、尤其是用于机翼前缘装置的流动本体，所述流动本体具有：前侧，所述前侧由第一展向边缘和第二展向边缘界定；后侧，所述后侧由所述第一展向边缘和所述第二展向边缘界定；前蒙皮，所述前蒙皮被布置在所述前侧上；后蒙皮，所述后蒙皮被布置在所述后侧上；以及至少一个加强组件，所述至少一个加强组件在所述第一展向边缘的区域中在所述前蒙皮和所述后蒙皮之间，其中，所述前蒙皮在所述第一展向边缘和所述第二展向边缘之间连续延伸并且没有中断，并且覆盖所述至少一个加强组件。

流动本体可以至少在缩回状态下沿着展向方向布置。相应地，流动本体可以包括沿着展向方向延伸的狭长形状，并且包括特定的轮廓外形。轮廓外形主要由所期望的空气动力特性决定。优选的是，流动本体足够坚固以用于预期目的，因为它在飞行条件期间直接暴露于强气流。

前蒙皮被布置在前侧上，并且包括流动本体的前缘。在机翼前缘装置的示例中，至少在机翼前缘装置的伸出状态下是这种情况。因此，前蒙皮主要根据空气动力学要求进行设计。前蒙皮包括第一展向边缘和第二展向边缘，第一展向边缘和第二展向边缘两者在展向方向上行进并界定前侧和前蒙皮两者。前蒙皮在这些边缘之间延伸、优选地至少在伸出位置呈凹形形状。

流动本体可以根据多种不同的构思来设计。例如，流动本体可以是前缘缝翼，该前缘缝翼包括基本上固定的形状。缝翼可以与包括缝翼轨道的驱动组件联接，使得缝翼在缩回状态和几个伸出位置之间基本上在向前的方向上移动，在缩回状态中，缝翼直接在固定式前缘的前方。缝翼的运动路径也可以包括稍微向下且旋转的部件。流动本体也可以是克鲁格(Krueger)襟翼，其在产生间隙的情况下从固定式前缘的底侧处的缩回位置移动到固定式前缘的前方的位置。对于伸展运动，需要基本上大于90°的旋转。在伸展期间，可以使这种襟翼从基本平坦的形状变形为更弯曲的形状。更进一步地，流动本体可以构成下垂件或下垂鼻，该下垂件或下垂鼻部包括在机翼的固定式前缘上的基本上固定的位置、但围绕基本上展向的轴线旋转。

在下文中，可以任意选择第一展向边缘和第二展向边缘。然而，可能优选的是，第一展向边缘是流动本体的后缘，在缩回位置该后缘可以布置在机翼的固定式前缘上方。第二展向边缘因此可以是流动本体的下展向边缘。

至少一个加强组件至少设置在第一展向边缘的区域中，并且用于至少在第一展向边缘的区域中改善流动本体的结构稳定性。因此，至少一个加强组件特别稳定了流动本体的后缘。如下文进一步指出的，至少一个加强组件可以通过多种不同的技术来实现。

本发明的要点在于通过提供连续的前蒙皮而在前侧上提供完全封闭的表面。可以防止任何间隙，使得也可以消除微小的湍流。至少一个加强组件的不同实现的实施例支持提供连续的前蒙皮。

除了机翼前缘装置(如缝翼或下垂鼻装置)之外，其他类型的流动本体也可能受益于本发明。这些流动本体可能包括具有后缘的许多不同的流动本体，诸如襟翼、副翼、襟副翼、扰流器水平尾翼和垂直尾翼、方向舵和许多其他流动本体。

在有利的实施例中，所述至少一个加强组件在所述第一展向边缘的区域中在所述前蒙皮和所述后蒙皮之间延伸。因此，在所述第一展向边缘的区域中、在所述流动本体内部的中空空间装配有所述加强组件或加强元件。在这种设计中，不需要待附接到蒙皮上的附加的后缘部分。

有利地，所述至少一个加强组件包括至少一个翼梁。所述翼梁可以具有展向延伸部，所述展向延伸部具有连接板和在所述连接板的相对两侧上的凸缘、以用于附接至所述蒙皮。所述翼梁可以布置成基本垂直于所述前蒙皮和所述后蒙皮之一。优选地，所述翼梁垂直于所述前蒙皮布置。然而，所述翼梁也可以平行于飞行器的竖直轴线布置，流动本体联接到所述竖直轴线。

更进一步地，所述至少一个加强组件可以包括尖端型材本体，所述尖端型材本体附接到所述前蒙皮、在所述前蒙皮的面向所述后蒙皮的一侧处邻近第一展向边缘，以用于在所述第一展向边缘的区域中加强所述流动本体。所述尖端型材本体可以包括在展向方向上延伸的刚性狭长本体。然而，所述尖端型材本体也可以具有中空形状，所述中空形状具有封闭的圆周外形或开放的外形。通过提供专用的尖端型材本体，可以更容易地保持流动本体在第一展向边缘的区段中的位置和形状。可能的是，尖端型材本体直接邻接前蒙皮，并在向后的方向上跟随。因此，在第一展向边缘和尖端型材本体之间可能存在微小的台阶或间隙，然而，台阶或间隙在后缘处尽可能远，并且因此不会影响流动本体的空气动力学行为。

在另一有利的实施例中，所述后蒙皮啮合(joggle)在与所述第一展向边缘相邻的展向区段中。特别地在此示例中，翼梁也可以被布置在所述前蒙皮和所述后蒙皮之间。通过提供啮合的后蒙皮，可以在第一展向边缘的区域中实现改善的连接。进一步，可以实现用于更柔性尖端的厚度台阶。为了在伸出位置实现流动本体和流动本体下游的固定式前缘之间的平齐过渡，第一展向边缘以及因此尖端型材需要在端部处是薄的。因此，如果前蒙皮也被布置在尖端处，即在第一展向边缘处，则该边缘也可以被倒角。

进一步，所述至少一个加强组件包括在所述前蒙皮和所述后蒙皮之间延伸的肋。所述肋可以在所述前蒙皮和所述后蒙皮之间的中空空间的区段上延伸。因此，它可以仅部分地在中空空间的轮廓中延伸。然而，它也可以延伸穿过中空空间的整个轮廓。通过提供肋，可以避免用于粘结加强元件的复杂的高压釜循环。所述肋和所述蒙皮可以通过铆钉连接。而且，上面进一步提到的尖端型材可以铆接到蒙皮上。通过提供多肋后缘设计，可以创建用于防冰和/或除冰的热空气的专用路线。

所述至少一个加强组件可以包括多个展向加强型材本体。因此，所述至少一个加强组件还可以在展向方向上提供加强功能。所述流动本体可以包括沿展向方向的相当大的延伸部。因此，提供沿展向方向行进的加强元件，得到了流动本体的改善的结构稳定性。

更进一步地，展向加强型材本体可以是波纹材料片材的一部分。波纹材料片材可以通过相对简单的制造工艺来制造。波纹片材可以通过铆接或胶合附接到蒙皮上。它可以由与顶部和后蒙皮的材料(诸如复合部件或金属材料)相协调的材料制成。

在另一实施例中，所述至少一个加强组件可以包括在所述前蒙皮和所述后蒙皮之间延伸的蜂窝状芯。蜂窝状芯在提供加固功能方面非常可行。蜂窝状芯可以胶合到蒙皮上，或者也可以被直接粘结。不需要附加的啮合扣(joggle)或台阶。

根据另一实施例，所述至少一个加强组件包括布置在所述第一展向边缘处的加强型材本体，其中，所述后蒙皮在所述加强型材本体上或在所述加强型材本体处、在距所述第一展向边缘一定距离内终止。如上所述，所述加强型材本体可以布置在所述第一展向边缘处，并且可以提供用于直接在所述第一展向边缘处改善结构稳定性的简单且有效的方式。

在这种情况下，进一步指出的是，在后缘处使用尖端型材本体在上述大多数情况下是适用的。然而，如果不期望这样的尖端型材本体，也可以使用倒角的前蒙皮。因此，在上文呈现的实施例和在下文进一步提供的展示中，也可以提供倒角的前蒙皮，而不是使用尖端型材本体。例如，在这些情况下，后蒙皮可以比前蒙皮稍微更向前终止，并且可以在后蒙皮的端部处附接到前蒙皮。因此，前蒙皮可以构成一种类型的尖端。为了改善这种前蒙皮尖端，如上所述和下文进一步所述，其可以被倒角。

如以上已经注意到的，可能优选的是，该装置是前缘缝翼，其中第一展向边缘是该前缘缝翼的后缘。

本发明还涉及一种具有固定式机翼本体和机翼前缘装置的机翼，该机翼前缘装置具有根据以上描述的流动本体。

最后，本发明还涉及一种具有至少一个这样的机翼的飞行器。

附图说明

从以下对附图中所展示的示例性实施例的描述中得出本发明的其他特征、优点以及潜在应用。在此方面，描述和/或图示地展示的所有特征还单独地和以任意组合形成本发明的目的，而不管它们在独立权利要求中的组成或它们对其他权利要求的参考。此外，在附图中，相同或相似的物体由相同的附图标记标识。

图1至图8示出了具有流动本体的机翼前缘装置的不同示例性实施例。

图9示出了具有带有这种机翼前缘装置的机翼的飞行器。

具体实施方式

图1示出了机翼前缘装置2的第一示例性实施例，该机翼前缘装置具有呈前缘缝翼形式的流动本体4。流动本体4包括前侧6，该前侧由第一展向边缘8和第二展向边缘10界定。流动本体4沿展向方向延伸，并且可以示例性地布置在机翼(未示出)的固定式前缘处。在此示例中，第一展向边缘8是后缘，该后缘可以布置在机翼的固定式前缘上方。它也可以称为上界定边缘。第二展向边缘10在这种情况下是下展向边缘，并且可以至少在机翼前缘装置2的缩回位置被布置在机翼的固定式前缘的下侧处。在下文进一步的示例性实施例中，相同的附图标记8和10也用于第一展向边缘和第二展向边缘。

在此示例性实施例中，前侧6包括顶部蒙皮12，该顶部蒙皮从第一展向边缘8连续延伸至第二展向边缘10。这意味着在顶部蒙皮12中没有间隙或中断。顶部蒙皮12在飞行条件期间暴露于气流，并且因此不会由于前侧6上的间隙或台阶而导致明显的湍流。

在缩回位置在面对机翼的固定式前缘的情况下，流动本体4包括具有后蒙皮16的后侧14。虽然这不是必需的，但是在此示例中，后蒙皮16附接至流动本体4，并且至少部分地从第一展向边缘8延伸至第二展向边缘10。为了安装，可以提供切口、凹部等。

在第一展向边缘8周围的区域中，定位有加强组件18。在此示例中，加强组件包括蜂窝状芯20，该蜂窝状芯可以由金属材料制成。蜂窝状芯20被示例性地粘结到蒙皮12和蒙皮16两者的内侧上。如果蒙皮12和蒙皮16由复合材料制成，则这可以通过胶合或固化工艺来进行。蜂窝状芯20的各个单元可以沿展向方向延伸。作为替代性方案，各个单元也可以基本上垂直于前蒙皮12上的切线延伸。

在图2中，示出了非常相似的具有流动本体23的机翼前缘装置22。这里，描绘了加强组件24，该加强组件包括多个翼梁26、28和30，这些翼梁基本上全部平行于露头(outcrop)的轴线布置，机翼前缘装置22附接至这些露头上。而且，翼梁26、28和30沿着x方向，即沿着弦向方向彼此相距一定距离，其中连续翼梁之间的距离可以相同。

附加地，提供了尖端型材本体32，该尖端型材本体直接布置在第一展向边缘8的前方。尖端型材本体32可以示例性地是具有锥形轮廓且在展向方向上延伸的刚性本体。尖端型材本体用于加强展向边缘8，并且可以胶合或铆接到蒙皮12和蒙皮16上。作为另一个修改的实施例，尖端型材本体32可以被设计成被附接到最后面的翼梁的后侧。

图3展示了又另外的机翼前缘装置34，该机翼前缘装置具有流动本体35。这里，提供了加强组件36，该加强组件包括翼梁38。此外，流动本体35在展向边缘8处具有柔性尖端40，该柔性尖端是使用啮合的后蒙皮42形成的。这里，后蒙皮42的第一台阶44被设置在距第一展向边缘8的净距离内，后蒙皮42可以倒角设置到该第一展向边缘上。然而，后蒙皮也可能被切割得更远。后蒙皮42的端部46被布置在距第一展向边缘8一定距离内，并且在第一展向边缘8和第一台阶44之间。因此，与图1和图2的示例性实施例相比，尖端40包括明显更高的柔性。

翼梁38可以垂直于顶部蒙皮12布置，并且可以铆接到蒙皮12和蒙皮42二者上。然而，其他布置也是可能的。例如，翼梁38可以被布置成平行于z轴线。

图4示出了具有流动本体49的机翼前缘装置48的非常有利的实施例。这里，如图2所示的尖端型材本体32被设置在第一展向边缘8附近。作为加强组件50，片材金属肋52布置在流动本体49的中空空间54中，并部分地填充该中空空间。可能提供了这些片材金属肋52中的几个，并且可以通过铆钉将其附接到蒙皮12和蒙皮16上。片材金属肋52易于制造和附接，并允许避免复杂的高压釜循环。根据现有技术设计，流动本体可以包括具有集成式蜂窝体的后缘。这种零件通常在高压和高温下在高压釜中粘结。这个过程麻烦，且不是成本有效的。具有呈片材金属肋52形式的多个肋的后缘可以被铆接，这避免了高压釜过程并且可能成本较低。

图5示出了具有流动本体57的机翼前缘装置56，该流动本体具有加强组件58，该加强组件具有几个展向加强型材本体61。这些展向加强型材本体由具有多个折叠件62的波纹片材60形成，该多个折叠件全部沿着展向方向行进。此外，类似于图2所示的示例性实施例，尖端型材本体32被布置在第一展向边缘8附近。波纹片材60可以通过铆接附接到蒙皮12和蒙皮16上。这样，形成了非常坚固的流动本体57。代替简单的折叠件62，象棋图案也是可能的。这里，展向和弦向折叠件或型材延伸部可以以组合的方式提供。

在图6中，示出了机翼前缘装置64。这里，波纹片材66被布置在机翼前缘装置64的流动本体65中。这里，布置了在弦向方向上延伸的折叠件68。后蒙皮16可以是连续的，但也可以在波纹片材66的区域中被中断。

图7示出了呈具有流动本体的机翼前缘装置70形式的又另外的实施例，该流动本体可以包括加强组件72，该加强组件具有示例性地是中空的且沿着展向方向延伸的尖端型材本体74。尖端型材本体74也可以是实心的、或者部分实心和部分空心的。在第一展向边缘8的区域中，可以提供啮合的后蒙皮76，以增加流动本体71的尖端78的柔性。

在图8中这一构思被修改，通过在机翼前缘装置80的流动本体81中增加尖端型材本体74的尺寸，其中后蒙皮82沿着尖端型材本体74被中断。

最后，图9示出了飞行器84，该飞行器具有带机翼前缘装置2的机翼86。然而，前缘装置也可以以图2至图8中示出的所有其他示例性实施例的形式实现。

此外，应当指出的是，“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一个(a)”或“一个(an)”不排除复数。另外，应当指出的是，已经参考上述示例性实施例之一所描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤组合使用。权利要求中的附图标记不应被解释为限制。

附图标记

2 机翼前缘装置

4 流动本体

6 前侧

8 第一展向边缘

10 第二展向边缘

12 前蒙皮

14 后侧

16 后蒙皮

18 加强组件

20 蜂窝状芯

22 机翼前缘装置

23 流动本体

24 加强组件

26 翼梁

28 翼梁

30 翼梁

32 尖端型材本体

34 机翼前缘装置

35 流动本体

36 加强组件

38 翼梁

40 柔性尖端

42 后蒙皮

44 第一台阶

46 后蒙皮的端部

48 机翼前缘装置

49 流动本体

50 加强组件

52 加强肋

54 中空空间

56 前缘装置

57 流动本体

58 加强组件

60 波纹片材

61 展向加强本体

62 折叠件

64 机翼前缘装置

65 流动本体

66 波纹片材

68 折叠件

70 机翼前缘装置

71 流动本体

72 加强组件

74 尖端型材本体

76 后蒙皮

78 尖端

80 机翼前缘装置

81 流动本体

82 后蒙皮

84 飞行器

86 机翼