具体实施方式

在图2中示出了一种飞行器30，其包括机身32、置于机身32两侧的机翼34、位于机身32后部的竖直尾翼36以及置于竖直尾翼36两侧的两个水平尾翼38。

根据图2、图3和图4中所示的实施方案，机翼34、水平尾翼38和竖直尾翼36每个均包括固定部分40和位于固定部分40的延伸部分的至少一个可移动部分42(根据情况称为襟翼或升降舵)。

在飞行中，固定部分40和可移动部分42位于气流44中。固定部分40和可移动部分42形成两个不同的承载结构46、46’(如图3和图4所示)，或者固定部分40和可移动部分42形成单个承载结构46(如图9所示)。

尽管本发明描述为应用于飞行器，但本发明不限于航空领域。因此，本发明可以应用于位于流体流(空气、水或其它)中的所有承载结构，例如船舶、帆或船的承载翼。

对于说明书的以下部分，术语上游/下游或前/后是指气流44的流动方向，或者更一般地，流体流的流动方向，流体流从上游流向下游或从前流向后。

如图5至图8所示，承载结构46包括：第一壁48，其具有与气流44接触的第一外表面48.1和与第一外表面48.1相反的第一内表面48.2；第二壁50，其具有与气流44接触的第二外表面50.1和与第二外表面50.1相反的第二内表面50.2；连接第一壁48和第二壁50的框架52，第一外表面48.1和第二外表面50.1在位于所述第一壁48和第二壁50下游的后缘54处接合。第一外表面48.1和第二外表面50.1还可以在位于所述第一壁48和第二壁50上游的前缘56处接合。

对于说明书的以下部分，纵向方向大致平行于后缘54，横向平面垂直于后缘54，纵向平面是垂直于横向平面或垂直于后缘54的平面。

在给出的横向平面中，承载结构46具有轮廓57，该轮廓57对应于所述第一外表面48.1和第二外表面50.1与给出的横向平面的相交处。

承载结构46配置为处于图3所示的第一状态(也称为静态状态)并且显示第一轮廓(也称为未变形轮廓)，或处于图4所示的第二状态(也称为变形状态)，其不同于第一状态并且显示不同于第一轮廓的第二轮廓(也称为变形轮廓)。

相对于气流44，承载结构46在第一状态下处于第一方向，在第二状态下处于第二方向。

根据本发明的特征，承载结构46配置为在没有外部应力的第一状态和存在由于承载结构46和/或气流44的方向变化而由气流44引起的外部应力的第二状态之间、在至少一部分上弹性变形。

方向的改变可能由气流44方向的改变引起，也可能由如图4所示的承载结构46方向的改变或如图9所示的承载结构46的一部分的方向的改变引起。

根据图3中所示的第一配置，承载结构46通过铰接件58连接到位于承载结构46上游的固定部分60(其可以是另一承载结构46’)，并且承载结构46的方向变化由连接固定部分60和承载结构46的致动器62产生。

根据图9中所示的第二配置，承载结构46包括前部固定部分64和通过铰接件68连接到前部固定部分64的后部可移动部分66，承载结构46的方向变化由插入前部固定部分64和后部可移动部分66之间的致动器70产生。

承载结构46配置为在第一状态和图8所示的最大变形状态之间、在至少一部分上弹性变形，在最大变形状态下，承载结构46呈现出最大曲率。该最大曲率尤其根据承载结构46的机械强度来确定。根据气流44引起的外部应力，承载结构46可以处于第一状态和最大变形状态之间的不同中间状态。

承载结构46包括至少一个限位系统72，以防止所述承载结构46的变形超过最大变形状态。

根据图5和图6所示的第一实施方案，限位系统72包括至少一个支撑件74，所述支撑件74支撑第一限位器76(当承载结构46处于最大变形状态时，所述第一限位器76配置为抵靠第一壁48的第一内表面48.2)和第二限位器78(当承载结构46处于最大变形状态时，所述第二限位器78配置为抵靠第二壁50的第二内表面50.2)。

根据该第一实施方案，支撑件74呈位于横向平面中的板的形式，所述板包括第一限位器76所定位的第一边缘80.1和第二限位器78所定位的第二边缘80.2。根据该实施方案，第一限位器76和第二限位器78定位成在承载结构46的状态变化期间不会干扰框架52。第一限位器76和第二限位器78还分布在承载结构46的可变形部分的整个宽度(横向平面中所占据的距离)上。

根据该第一实施方案，每个支撑件74可以相对于第一壁48和第二壁50偏移，以便在承载结构46的状态变化期间不干扰第一壁48和第二壁50。作为变型，第一边缘80.1和第二边缘80.2相对于第一限位器76和第二限位器78定位，从而当承载结构46处于最大变形状态时，不与第一内表面48.2和第二内表面50.2接触，或者当承载结构46处于最大变形状态时，与第一限位器76和第二限位器78同时接触第一内表面48.2和第二内表面50.2。

根据该第一实施方案，限位系统72包括每个都支撑第一限位器76和第二限位器78的多个支撑件74，所述多个支撑件74连接在一起以进行加强。因此，承载结构46包括将支撑件74连接在一起的连接件82。这些连接件82定位成在承载结构46的状态变化期间不干扰框架52。

根据图7所示的第二实施方案，限位系统72包括位于横向平面内的至少一个板84，该板具有第一边缘84.1和第二边缘84.2，每个板84配置为当承载结构46处于最大变形状态时，第一边缘84.1和第二边缘84.2将分别与第一内表面48.2和第二内表面50.2接触。

根据该第二实施方案，限位系统72包括连接在一起以进行加强的多个板84。因此，承载结构46还包括将板84连接在一起的连接件86。这些连接件86定位成在承载结构46的状态变化期间不干扰框架52。

限位系统72通过至少一个枢转连接件88连接到框架52，该枢转连接件具有与纵向方向平行的枢轴A88。限位系统72形状细长且包括位于前缘56附近的上游端90.1和位于后缘54附近的下游端90.2。根据第一配置，限位系统72通过位于其上游端90.1附近的枢转连接件88连接到框架52。根据图6和图8所示的第二配置，限位系统72通过位于其上游端90.1和前缘56附近的第一枢转连接件88以及位于其下游端90.2和后缘54附近的第二枢转连接件88’连接到框架52。该第二配置使得限位系统72能够在承载结构46的状态变化期间跟随承载结构46的取向。

在图5至图9中，第一限位器76定位成或第一边缘80.1配置成第一壁48在最大变形状态下遵循与承载结构46的轮廓57的曲率相对应的凸曲率。同时，第二限位器78定位成或第二边缘80.2配置成第二壁50在最大变形状态下遵循与承载结构46的轮廓57的曲率相对应的凹曲率。当然，本发明并不限于这些曲率。因此，第一限位器76和第二限位器78可以定位成或者第一边缘80.1和第二边缘80.2可以配置成第一壁48和第二壁50中的每一个在最大变形状态下遵循一个或多个凹曲率和/或凸曲率。

第一壁48和第二壁50以及框架52配置为至少在某些部分弹性变形，以处于不同状态。

根据图8所示的第一实施方案，第一壁48从前缘56到后缘54是连续的。根据图9所示的另一实施方案，第一壁48可以包括从上游到下游分布的多个分离部分。因此，第一壁48可以包括固定的上游部分92.1和包含上游材料带92.3的可移动的下游部分92.2，当承载结构46处于最大变形状态时，上游材料带92.3的尺寸能确保固定的上游部分92.1和可移动的下游部分92.2之间的外表面的连续性。

与第一壁48一样，第二壁50可以是连续的，或者包括从前缘56到后缘54的多个分离部分。例如，如图9a所示，第一壁48可以包括多个分离部分，而第二壁50从前缘56到后缘54可以是连续的。在另一示例(未示出)中，第一壁48从前缘56到后缘54可以是连续的，而第二壁50可以包括多个分离部分。

第一壁48和第二壁50可以是金属的，也可以是复合材料的或允许变形的所有其它材料制成的。此外，在一个具体实施方案中，第一壁48和第二壁50可以由单一材料的单件实现，所述单一材料可以是复合型的或允许变形的类型。

根据图3至图8中所示的第一实施方案，框架52从前缘56到后缘54是可变形的且包括多个翼肋94，所述翼肋94从上游到下游连接第一壁48和第二壁50且将第一壁48和第二壁50彼此间隔开。根据一种配置，每个翼肋94位于纵向平面中，并且在承载结构46的整个长度(纵向平面所占据的尺寸)上延伸。在一个具体实施方案中，不限于第一实施方案，翼肋94在承载结构46处于静态状态时呈平行四边形，而在承载结构46处于变形状态时，允许所述翼肋的端部弯曲而呈“S”形。例如，翼肋94可以由复合材料制成，例如碳纤维-环氧树脂复合材料。

根据图9所示的第二实施方案，框架52包括刚性的第一上游部分96和包括多个翼肋94的可变形的第二下游部分98，所述翼肋94从上游到下游连接第一壁48和第二壁50，且将第一壁48和第二壁50彼此间隔开。根据该配置，每个翼肋94位于纵向平面中。

根据图10和图11所示的实施方案，每个翼肋94包括通过第一铰接件100.1连接到第一壁48的第一边缘94.1和通过第二铰接件100.2连接到第二壁50的第二边缘94.2。第一铰接件100.1和第二铰接件100.2中的每一个配置成使得每一个翼肋94可以沿着与纵向方向平行的枢轴相对于第一壁48或第二壁50进行枢转。

根据图10所示的第一变型，第一铰接件100.1和第二铰接件100.2中的每一个均包含柔性柱102，所述柔性柱102具有容纳在设置于翼肋94的第一边缘94.1处的凹槽中的第一边缘，以及容纳在与第一壁48或第二壁50联结的凹槽中的第二边缘。

根据图11所示的第二变型，第一铰接件100.1和第二铰接件100.2的每一个均包括翼肋94的厚度减小部分104。

根据另一种实施方案，框架52包括在横向平面中具有波纹轮廓的腹板108，所述腹板108包括连接到第一壁48的第一顶部108.1、连接到第二壁50的第二顶部108.2以及位于第一顶部108.1和第二顶部108.2之间的中间部分108.3，所述中间部分108.3形成翼肋94。

中间部分108.3可以是平面的或弯曲的。第一顶部108.1和第二顶部108.2可以是弯曲的(如图14所示)，也可以是平面的(如图13所示)。腹板108的长度基本上等于第一壁48和第二壁50的长度。

腹板108可以是金属的，也可以是复合材料制成的。腹板108可以通过不同的工艺获得，例如熔丝沉积工艺。此外，在具体的实施方案中，腹板108可以由单一材料的单件实现，所述单一材料可以是金属类型、复合类型或挤压塑料材料的。

根据图5和图13所示的实施方案，位于最上游的翼肋94包括平行于纵向方向定向的孔110，该孔10配置成容纳与限位系统72联结的轴。框架52还包括在后缘54处填充第一壁48和第二壁50之间的空隙的楔形件112，所述楔形件12具有与纵向方向平行定向的槽114，该槽114配置为容纳与限位系统72联结的轴。

根据图12所示的另一实施方案，代替或作为翼肋94的补充，框架52可以包括多个细长且柔性的连接件116，每个连接件116连接第一壁48和第二壁50，并且对于每个连接件116，围绕每个连接件116安装的间隔件118使第一壁48和第二壁50保持分开。在该示例的具体实施方案中，承载结构46是可充气的。在这种情况下，第一壁48和第二壁50以及连接件116可以由三维织物(也称为双壁织物或“漏针(drop stitch)”(关于漏针织物技术或漏圈设计的英语表述)织物)构成。在该实施方案中，连接件116以及第一壁48和第二壁50配置为承受预定的充气压力。

当然，本发明不限于对于框架52的上述描述的实施方案。

根据图5、图6和图13所示的实施方案，承载结构46包括位于前缘56处的前部120，所述前部120与第一壁48和第二壁50区分，连接第一壁48和第二壁50，并且由比第一壁48和第二壁50和/或框架52更易变形的材料制成。例如，前部120由弹性材料制成。该配置能够限制承载结构46上游部分的刚度。

现在将参照图3和图4描述承载结构46的工作原理。

当气流44不对承载结构46施加应力或对第一壁48和第二壁50施加相同的应力时，承载结构46处于静态的第一状态，如图3所示。第一壁48和第二壁50以及框架52没有弹性变形。

如图4所示，当改变气流44和/或承载结构46的方向时，气流44对第一壁48和第二壁50施加不同的外部应力。这些外部应力导致承载结构的弹性变形和其轮廓57的被动(在没有致动器的情况下)变化。轮廓57的这种变化与气流44施加的外部应力有关且其曲率自动适应该外部应力。因此，承载结构46自主地具有(没有驱动系统)适应于气流44的轮廓。

当气流44的外部应力超过给定阈值时，轮廓57不再发生变化，第一壁48和第二壁50和/或框架52被限位系统72阻挡。

由于其弹性特性，当气流44不对承载结构46施加应力或对第一壁48和第二壁50施加基本相同的应力时，承载结构46返回到第一状态，如图3所示。

承载结构46的轮廓可根据其相对于气流44的方向而进行调整，因此能够增加升力并减小空气动力学阻力。