專利名稱：一種用于飛行器的可活動(dòng)的空氣輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于飛行器的可活動(dòng)的空氣輸出裝置，尤其適用于 裝配到能與上述飛行器的外部流動(dòng)空氣流接觸的空氣動(dòng)力面部位上。
背景技術(shù)：
飛行器一般都有空氣系統(tǒng)，主要用于確保加溫、冷卻或通風(fēng)功能， 該系統(tǒng)有些管道，它們至少?gòu)囊粋€(gè)進(jìn)氣口開始延伸到至少一個(gè)出氣口 ， 途經(jīng)一些交換器或任何其他工作時(shí)需要與空氣起作用的設(shè)備。
根據(jù)這些情況，這些進(jìn)氣口和出氣口設(shè)置在機(jī)身、機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)艙 或支撐柱的表面上，更普遍的是設(shè)置在飛行器的空氣動(dòng)力面部位。
這些空氣系統(tǒng)必然會(huì)引發(fā)寄生阻力，比如在與外部空氣流接觸的表 面上設(shè)置進(jìn)氣口或出氣口導(dǎo)致的表面缺陷而形成的寄生阻力，它們根據(jù) 系統(tǒng)輸入和輸出空氣之間的空氣流能量之力損耗，或根據(jù)該系統(tǒng)的安裝 要求所造成的空氣動(dòng)力外形的可能加寬而變化。
然而，為了滿足客戶的期待，飛行器制造商試圖改善他們?cè)O(shè)備的空 氣動(dòng)力性，以便降低與燃油消耗緊密相關(guān)的開發(fā)費(fèi)用。
為了達(dá)到此目的，解決空氣系統(tǒng)的最佳辦法是優(yōu)化上述空氣系統(tǒng)整 體的壓力損耗。
本申請(qǐng)旨在優(yōu)化空氣系統(tǒng)的一個(gè)部分，即空氣輸出裝置。
當(dāng)寄生阻力不輸送來(lái)自表面缺陷的空氣，或者輸送外部空氣流的干 擾合成后的空氣時(shí)，空氣輸出裝置會(huì)按照產(chǎn)生的寄生阻力影響著飛行器 的空氣動(dòng)力性。
此外，系統(tǒng)中的空氣流在流經(jīng)出氣口時(shí)承受的壓力損耗同樣影響著 飛行器的空氣動(dòng)力性。
為了補(bǔ)償這些負(fù)面影響，人們?cè)噲D回收出氣口在系統(tǒng)空氣流通中對(duì) 飛行器提供的推力。從這個(gè)意義上講，理想的做法是空氣排出的方向就是外部空氣流的方向，并且要高速度噴射，以便最大化推力的模量。 根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，出氣口分為兩大類。
第一類為動(dòng)態(tài)式出口，在出氣口端部有一個(gè)隆起部分，其出口朝向
飛行器的后部。
這種配置能夠在出口的外部空氣流中保護(hù)空氣系統(tǒng)時(shí)降低壓力損 耗，并且逐步將空氣引導(dǎo)至上述外部空氣流的方向，這同樣有助于最大 化回收輸出空氣所生成的推力。
然而，這種配置形成一個(gè)大的表面缺陷，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的寄生阻力。
因此，當(dāng)系統(tǒng)輸出的流動(dòng)能量大于外部空氣流的能量時(shí)，尤其在回 收輸出空氣產(chǎn)生的推力中表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)補(bǔ)償了與生成的寄生阻力相關(guān)的 缺點(diǎn)時(shí)，才推薦使用這種方法。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明與第二類埋入式出氣口有關(guān)。與動(dòng)態(tài)式出口相 比，埋入式出口產(chǎn)生的表面缺陷和寄生阻力要小些。
然而，在輸出空氣很難轉(zhuǎn)到外部空氣流的方向時(shí)，這種配置在壓力 損耗及回收推力方面的性能較弱。
通常，埋入式出氣口有 一 個(gè)葉柵，如圖1所示，并在文獻(xiàn)
FR20070052546中已經(jīng)加以說(shuō)明。葉柵形式的出氣口 IO有多個(gè)長(zhǎng)方形的 開口 12，開口由設(shè)置在飛行器空氣動(dòng)力面延伸部分上的插入?yún)^(qū)14所限 定，每個(gè)開口 12有一個(gè)朝內(nèi)傾斜的導(dǎo)流板16,從而一方面將箭頭18標(biāo) 識(shí)的輸出空氣引導(dǎo)至一個(gè)與外部空氣流20方向臨近的方向；另一方面減 小了表面缺陷的大小。
根據(jù)一種廣泛采用的實(shí)施方式，出氣口有多層的開口 12，這些層22 被至少一個(gè)加強(qiáng)件或通道24分隔開，用以增加葉柵的才幾械特性。
這些葉柵式出氣口可以顯著地減少表面缺陷。但是，它們不令人滿 意，因?yàn)閴毫p耗仍舊很大，并且還隨上述出口的面積發(fā)生變化。
根據(jù)另一種作用要求，出氣口的尺寸應(yīng)該以滿足最大需求為準(zhǔn)，即 故障時(shí)的需求，盡管發(fā)生的機(jī)遇實(shí)屬罕見。所以，出氣口在滿足正常飛 行的需求外 一 般都留有尺寸的余量，這樣會(huì)導(dǎo)致額外的壓力損耗和表面 缺陷，降低了飛行器的空氣動(dòng)力性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在消除現(xiàn)有技術(shù)的不足，推薦一種葉柵式空氣輸出 裝置，它能夠優(yōu)化上述出口在正常飛行條件下的空氣動(dòng)力特性，還能夠 滿足在故障情況下的需求。
為此目的，本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)葉柵的空氣輸出裝置，葉柵處 在緊鄰飛行器空氣動(dòng)力面的位置上，上述葉柵有多個(gè)開口，開口由設(shè)置 在飛行器空氣動(dòng)力面延伸部分的插入?yún)^(qū)所限定。上述裝置和葉柵的特點(diǎn)
是有一個(gè)能使空氣通過(guò)的區(qū)域，叫做流通區(qū)域，其特征在于裝置至少 有一個(gè)活動(dòng)部分用來(lái)增大裝置的流通區(qū)域，尤其是在故障的情況下；還 在于葉柵有一個(gè)流通區(qū)域，該區(qū)域在無(wú)故障的情況下，按照在正常飛行 中條件最苛刻時(shí)待排出空氣的流量來(lái)確定。
這種方法能夠因減少葉柵面積而大大減少表面缺陷。此外，葉4冊(cè)外 形的確定按照無(wú)故障時(shí)的正常工作狀態(tài)，壓力損耗在這種工作狀態(tài)已經(jīng) 被優(yōu)化，而不是在某種罕見的例如故障的狀態(tài)，故障會(huì)導(dǎo)致葉柵覆蓋的 出口截面的增力口 。


下面將結(jié)合附圖僅通過(guò)舉例的方式對(duì)本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行 描迷，其中
-圖1是一個(gè)出氣口的剖面-圖2A是根據(jù)本發(fā)明第一可選方式中所述的一個(gè)出氣口處在與正 常飛行條件相符的第 一位置時(shí)的剖面示意-圖2B是根據(jù)本發(fā)明第一可選方式中所述的一個(gè)出氣口處在與故障 時(shí)的工作相符的第二位置的剖面示意-圖3A是根據(jù)本發(fā)明第二變例中所述的一個(gè)出氣口處在與正常飛 行條件相符的第 一 位置的透視-圖3B是根據(jù)本發(fā)明第二變例中所述的一個(gè)出氣口處在與故障時(shí)的 工作相符的第二位置的透視-圖4A是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)變例中所述的一個(gè)出氣口處在與正常飛行條件相符的第一位置的剖面示意圖；和
-圖4B是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)變例中所述的一個(gè)出氣口處在與故障時(shí)
的工作相符的第二位置的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1以剖面形式示出一個(gè)空氣輸出裝置，它有一個(gè)設(shè)置在飛行器空 氣動(dòng)力面部位上的一個(gè)孔洞或出口 ，上述出口裝有一個(gè)葉柵10,其處在
該葉柵也可以設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙、機(jī)身、支撐桿或才幾翼上。不僅如此， 也可以考慮應(yīng)用在其他的部位。
該空氣輸出裝置可以并入飛行器的 一個(gè)空氣系統(tǒng)里，每個(gè)系統(tǒng)均有 一條至少?gòu)囊粋€(gè)進(jìn)氣口開始延伸到至少一個(gè)出氣口的管路，管路途經(jīng)至 少一個(gè)交換器或任何其他需要與空氣起作用的設(shè)備，比如加熱系統(tǒng)、制 冷系統(tǒng)或通風(fēng)系統(tǒng)。這些空氣系統(tǒng)不再詳述，因?yàn)闃I(yè)內(nèi)人士均已知曉。 另外，根據(jù)本發(fā)明的空氣輸出裝置不局限在這些應(yīng)用中，它可以和其它 管路，其它設(shè)備或其它空氣入口配合使用。
根據(jù)一種實(shí)施方式，葉柵IO有多個(gè)開口 12，開口由設(shè)置在飛行器空 氣動(dòng)力面延伸部分的插入?yún)^(qū)14所限定，每個(gè)開口 12可有一個(gè)朝內(nèi)傾斜 的導(dǎo)流板16,從而一方面將箭頭18標(biāo)識(shí)的輸出空氣引導(dǎo)至一個(gè)與外部 空氣流20方向臨近的方向；另 一方面減小表面缺陷的大小。
作為變例，葉柵10可以沒(méi)有任何導(dǎo)流板，或者沒(méi)有以活門形式出現(xiàn) 的圍繞設(shè)置在開口 一側(cè)上的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)流板，尤其是垂直于外部空 氣流20并被安置在沿著這個(gè)氣流20的下游部位的導(dǎo)流板?；铋T的運(yùn)動(dòng)， 尤其是活門的開啟可以由任何適用的部件來(lái)控制。開口的寬度狹小，用 以限制表面缺陷。
為了增加出氣口 10的機(jī)械特性和結(jié)構(gòu)特性，該出口可有至少一個(gè)縱 向加強(qiáng)件或有一個(gè)把開口分隔成至少兩層的通道。這個(gè)或這些通道能夠 限制開口的高度(垂直于外部空氣流20的方向)，也就限制了同一層內(nèi) 各開口之間預(yù)置的插入?yún)^(qū)14的彎曲風(fēng)險(xiǎn)。
輸出裝置的特點(diǎn)在于它有一個(gè)與出口的釋放區(qū)域相適應(yīng)并允許空氣通過(guò)的流通區(qū)域，上述流通區(qū)域尤其要按照待排出空氣的流量來(lái)確定。 當(dāng)出口被葉柵封堵時(shí)，空氣輸出裝置的流通區(qū)域相當(dāng)于全部開口 12的面
積總和。
根據(jù)本發(fā)明，且與現(xiàn)有技術(shù)相反，葉柵的流通區(qū)域不按照在故障情 況下待排出空氣的流量來(lái)確定，而是按照無(wú)故障、正常飛行中條件最苛 刻時(shí)待排出空氣的流量來(lái)確定。
舉例說(shuō)明， 一 個(gè)預(yù)制冷系統(tǒng)的輸出葉柵尺寸按照現(xiàn)有技術(shù)計(jì)算的話， 出現(xiàn)故障的頻率是每一萬(wàn)飛行小時(shí)故障率為一次。那么一個(gè)故障的待排
出空氣流量約為2.4Kg/s,這就需要一個(gè)約為10dm2的流通區(qū)域，即葉柵 面積約為43dm2。
在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，流通區(qū)域按照正常飛行中條件最苛刻 時(shí)待排出空氣的流量來(lái)確定，即待排出空氣的流量為1.9Kg/s,這種流量 需要一個(gè)約為4.2dm2的流通區(qū)域，即一個(gè)約為20dm2的葉柵面積。
人們注意到顯著縮小葉柵面積就能大大減少表面缺陷。
由于葉柵的外形是按照無(wú)故障正常工作狀態(tài)條件確定的，壓力損耗 也是按無(wú)故障正常飛行條件優(yōu)化》
為了在故障情況下能使更大的空氣流量通過(guò)，出口至少有一個(gè)活動(dòng) 部分，用來(lái)改變流通區(qū)域，和在故障情況或隨時(shí)需要的情況下增大流通 區(qū)域。
根據(jù)第一種實(shí)施方式，出口可被葉柵和至少一個(gè)活動(dòng)部分封堵，用 以改變出口的流通區(qū)域，上述活動(dòng)部分可以占用第一位置，活動(dòng)部分在 此位置至少可以釋放部分出口，尤其在故障的情況下，以允許更大的待 排出空氣的流通量；活動(dòng)部分還可處在第二位置，即處在飛行器空氣動(dòng) 力面的平面上，并至少部分堵住上述出口。
優(yōu)選地，葉柵10或至少部分葉柵10在釋放至少部分出口時(shí)是可活 動(dòng)的。當(dāng)出口的截面與葉柵的截面大致相符時(shí)，這種方法能夠提供一種 結(jié)構(gòu)更緊湊的輸出裝置。
為了簡(jiǎn)化解釋說(shuō)明，已經(jīng)描述的本發(fā)明應(yīng)用于一種活動(dòng)葉柵。當(dāng)然， 做出的解釋說(shuō)明可以適用于葉柵的 一 個(gè)活動(dòng)部分。
根據(jù)第一可選方式，葉柵可以沿著設(shè)置在飛行器空氣動(dòng)力面部位的
8旋轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2A、 2B、 3A和3B所示。
這樣在無(wú)故障的情況下，葉柵IO安置在飛行器空氣動(dòng)力面的延伸部 分，如圖2A和3A所示。在有故障或隨時(shí)需要的情況下，葉柵10轉(zhuǎn)動(dòng)， 以釋放出口，如圖2B和3B所示，能夠使更大的空氣流量通過(guò)。
葉柵的最佳旋轉(zhuǎn)角度約為30° 。
根據(jù)第一實(shí)施方式，旋轉(zhuǎn)軸22垂直于外部空氣流20方向，如圖2A 和2B所示。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)軸22最好按照外部空氣流的方向安置 在葉柵的上游邊沿部位。這樣，在有故障的情況下，可以得到一個(gè)動(dòng)態(tài) 式空氣輸出配置，能夠最大化回收輸出空氣所產(chǎn)生的推力，且這種配置 在大流速的故障情況下能降低壓力損耗。另外，這種配置能夠在出口處 生成一個(gè)有益于提取空氣的負(fù)壓。
根據(jù)這種配置的另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它能提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的輸出裝置。
根據(jù)另一種實(shí)施方式，旋轉(zhuǎn)軸22平行于外部空氣流20的方向，如 圖3A和3B所示。
根據(jù)圖4A和4B所示的另一種變例，葉柵10可以在第一位置和第 二位置之間平移，在圖4A所示的第一位置時(shí)，葉柵被設(shè)置為處在開口筆 直處，在4B所示的第二位置時(shí)，葉柵至少部分地釋放出口，使更大的空 氣流通過(guò)。根據(jù)圖4A和4B所示的實(shí)施方式，葉柵能平移至飛行器空氣 動(dòng)力面的平面中。
預(yù)置有一些致動(dòng)器來(lái)操控葉柵或部分葉柵的運(yùn)動(dòng)，諸如千斤頂、彈 簧或無(wú)頭螺絲釘。
權(quán)利要求
1.一種空氣輸出裝置，具有一個(gè)處在緊鄰飛行器空氣動(dòng)力面位置的葉柵(10)，所述葉柵有多個(gè)開口(12)，開口由設(shè)置在飛行器空氣動(dòng)力面延伸部分的插入?yún)^(qū)(14)所限定，所述裝置和葉柵的特點(diǎn)是有一個(gè)能使空氣通過(guò)的區(qū)域，叫做流通區(qū)域，其特征在于所述裝置至少有一個(gè)活動(dòng)部分用來(lái)增大所述裝置的流通區(qū)域，尤其是在故障的情況下；所述葉柵(10)有一個(gè)流通區(qū)域，該區(qū)域在無(wú)故障情況下，按照在正常飛行中條件最苛刻時(shí)待排出空氣的流量來(lái)確定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣輸出裝置，其特征在于葉柵(IO)或部分葉柵(10)是可活動(dòng)的，以便占用與正常飛行條件相符的第一位置，葉柵(10)或至少所述的部分葉柵在此位置被置于飛行器空氣動(dòng)力面延伸部分的出口的筆直處；在另一個(gè)主要與故障條件相符的位置，所述葉柵(10)或至少所述的部分葉柵(10)在此位置至少釋放部分開口 ，以便增大所述裝置的流通區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣輸出裝置，其特征在于葉柵(IO)或至少部分葉柵(10)能夠平移。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣輸出裝置，其特征在于葉柵(IO)或至少部分葉柵(10)能夠旋轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣輸出裝置，其特征在于葉柵(IO)或至少部分葉柵(10)能夠沿著一個(gè)平行于飛行器外部流動(dòng)空氣流(20)方向的旋轉(zhuǎn)軸(22)旋轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣輸出裝置，其特征在于葉柵(IO)或至少部分葉柵(10)能夠沿著一個(gè)垂直于飛行器外部流動(dòng)空氣流(20)方向的旋轉(zhuǎn)軸(22)旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣輸出裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)軸(22)沿著飛行器外部流動(dòng)空氣流(20)方向被設(shè)置在葉柵(10)的上游邊沿部位。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的空氣輸出裝置，其特征在于葉柵的旋轉(zhuǎn)角約為30。。
9.一種飛行器，擁有前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的空氣輸出裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)葉柵(10)的空氣輸出裝置，葉柵被安裝在飛行器空氣動(dòng)力面的位置上，所述葉柵有多個(gè)開口，開口由設(shè)置在飛行器空氣動(dòng)力面延伸部分的插入?yún)^(qū)所限定，所述裝置和葉柵的特點(diǎn)是有一個(gè)能使空氣通過(guò)的區(qū)域，叫做流通區(qū)域，其特征在于裝置至少有一個(gè)活動(dòng)部分用來(lái)增大所述裝置的流通區(qū)域，尤其是在故障情況下；葉柵(10)有一個(gè)流通區(qū)域，該區(qū)域在無(wú)故障情況下，按照在正常飛行中條件最苛刻時(shí)待排出空氣的流量來(lái)確定。
文檔編號(hào)B64D13/00GK101674983SQ200880014669
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日
發(fā)明者奧利維耶·芭芭拉, 托馬斯·史蒂文斯 申請(qǐng)人:法國(guó)空中巴士公司