專利名稱：具有提供多種巡航位置的緊湊大福勒運(yùn)動的飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的實(shí)施例主要涉及飛行器的氣動襟翼延伸機(jī)構(gòu)，并且更具體地涉及一種具有在關(guān)于縮進(jìn)位置的小范圍內(nèi)的充分線性運(yùn)動的緊湊操作聯(lián)接，但是提供大福勒延伸和快速下垂。
背景技術(shù)：
對于現(xiàn)代商用噴氣飛行器來說，與用于起飛和著陸位置的下垂擾流器一起使用并且提供小范圍巡航位置的襟翼對改進(jìn)效率日益必要。當(dāng)與大福勒運(yùn)動的需要結(jié)合時，該非常期望性能所需的襟翼機(jī)構(gòu)能夠深并且寬，并且需要引起過多巡航拖曳的大氣動整流裝置。最近已在商用飛行器中引入被稱為“機(jī)翼后緣變曲面”的下垂擾流器著陸位置和多個巡航位置的組合。當(dāng)前的設(shè)計(jì)具有相對小的機(jī)翼后緣襟翼，后者具有相對小的福勒運(yùn)動，即增加機(jī)翼弦長或輪廓外形的向后運(yùn)動。當(dāng)前設(shè)計(jì)的一個例子是簡單的鉸鏈襟翼，其中襟翼繞關(guān)于機(jī)翼固定主結(jié)構(gòu)固定的順翼展方向鉸鏈軸線樞軸旋轉(zhuǎn)。由于大襟翼和更大的福勒運(yùn)動的需要，襟翼鉸鏈軸線必須在機(jī)翼下偏移更大的距離。這導(dǎo)致了更大的整流裝置，以容納更深的鉸鏈和更大的襟翼支撐結(jié)構(gòu)。更大的整流裝置提高了飛行器的氣動阻力。在美國專利No. 7，891，611中描述了該簡單鉸鏈襟翼的例子。因此期望提供這樣一種襟翼系統(tǒng)，其具有大福勒運(yùn)動和符合下垂擾流器的良好的起飛和著陸襟翼位置，以及一系列氣動能密封巡航位置，為了更大程度地改進(jìn)巡航拖曳，其完全處于緊湊封裝中。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開的實(shí)施例提供一種用于大福勒延伸、機(jī)翼后緣變曲面和下垂運(yùn)動的機(jī)翼后緣襟翼聯(lián)接。該連接包括I)支撐梁，其包括具有第一旋轉(zhuǎn)軸線和第一旋轉(zhuǎn)軸線后的第四旋轉(zhuǎn)軸線的后部部分；2)襟翼承載梁，其支撐氣動襟翼，在前端具有第二旋轉(zhuǎn)軸線并且在自身的襟翼上有第三旋轉(zhuǎn)軸線。對于例子實(shí)施例，第三旋轉(zhuǎn)軸線處于第二旋轉(zhuǎn)軸線后部的襟翼的前端輪廓內(nèi)；3)第一鏈接，其互相連接第一旋轉(zhuǎn)軸線和第二旋轉(zhuǎn)軸線；以及4)第二鏈接，其相互連接第三旋轉(zhuǎn)軸線和第四旋轉(zhuǎn)軸線。支撐梁還具有從后部部分有角度地向前延伸的第二部分，并且在前端具有用于作為第一固定鉸鏈軸線的地面連接的第五旋轉(zhuǎn)軸線。連接連桿在前端具有用于作為第二固定鉸鏈軸線的地面連接的第六旋轉(zhuǎn)軸線，以及被連接至第一和第二旋轉(zhuǎn)軸線中間的第一鏈接的第七旋轉(zhuǎn)軸線。致動系統(tǒng)被可操作地連接在機(jī)翼結(jié)構(gòu)的固定部分和第一鏈接之間。在第一實(shí)施例中，致動系統(tǒng)可包括線性致動器，諸如伸縮式液壓致動器或滾珠絲杠致動器。在第二實(shí)施例中，致動系統(tǒng)可包括旋轉(zhuǎn)致動器、曲柄臂和驅(qū)動鏈接。致動系統(tǒng)的操作引起襟翼移動至展開或收起位置，或兩者之間的位置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于飛行器的機(jī)翼后緣襟翼機(jī)構(gòu)，包括支撐梁，其包括具有第一旋轉(zhuǎn)軸線和第一旋轉(zhuǎn)軸線后的第四旋轉(zhuǎn)軸線的后部部分；襟翼承載梁，其支撐氣動襟翼，所述承載梁在前端具有第二旋轉(zhuǎn)軸線并且在第二旋轉(zhuǎn)軸線后部的襟翼的前端輪廓內(nèi)具有第三旋轉(zhuǎn)軸線；第一鏈接，其互相連接第一旋轉(zhuǎn)軸線和第二旋轉(zhuǎn)軸線；第二鏈接，其相互連接第三旋轉(zhuǎn)軸線和第四旋轉(zhuǎn)軸線；所述支撐梁具有從第一部分有角度向前延伸的第二部分，并且在前端具有第五旋轉(zhuǎn)軸線，用于在第一固定鉸鏈軸線上的連接；連接連桿，其在前端具有第六旋轉(zhuǎn)軸線，用于在第二固定鉸鏈軸線上的連接，以及被連接至第一和第二旋轉(zhuǎn)軸線之間的第一鏈接的第七旋轉(zhuǎn)軸線；以及致動器，其可操作地連接被樞軸嚙合至第一鏈接的驅(qū)動鏈接。有利地，致動系統(tǒng)包括在旋轉(zhuǎn)第八軸線具有繞第三固定軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)致動器，以及具有延伸機(jī)軸臂，其被在第九旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)連接至驅(qū)動鏈接的前端。有利地，驅(qū)動鏈接的樞軸嚙合處于第一和第二旋轉(zhuǎn)軸線中間的第十旋轉(zhuǎn)軸線。有利地，驅(qū)動鏈接的樞軸嚙合處于第七旋轉(zhuǎn)軸線和第二旋轉(zhuǎn)軸線中間的第十旋轉(zhuǎn)軸線。有利地，第三固定軸線位于機(jī)翼的鄰近后梁。有利地，第三固定軸線處于第一和第二固定軸線的中間。有利地，連接連桿包括側(cè)法蘭和連接側(cè)法蘭的橋件。優(yōu)選地，第一鏈接包括向前延伸的葉片，被圍繞在葉片中的第七旋轉(zhuǎn)軸線和連接連桿的側(cè)法蘭被旋轉(zhuǎn)附接至葉片。優(yōu)選地，支撐梁第二部分包括二重連接構(gòu)件，其提供中心后角，以接收第一鏈接的葉片。有利地，在縮進(jìn)位置中的連接連桿的側(cè)法蘭之間接收襟翼承載梁的前端。有利地，第一鏈接包括A框架，所述第一旋轉(zhuǎn)軸線通過A框架的足部上的支承孔延伸，以及頂部的馬蹄鉤，從而接收襟翼承載梁的前部部分，所述框架還包括第二馬蹄鉤，其從A框架的前面向前延伸，從而接收驅(qū)動鏈接。優(yōu)選，襟翼承載梁的前部部分到第一鏈接的第一馬蹄鉤的互相連接為球形支承，并且驅(qū)動鏈接到第一鏈接中的第二馬蹄鉤的互相連接為球形支承。有利地，在第二旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的第一鏈接互相連接和在第三和第四旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的第二鏈接互相連接為球形支承。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種飛行器機(jī)翼，其包括上部表面、下部表面、后梁、機(jī)翼后緣襟翼機(jī)構(gòu)，后者提供具有用于福勒運(yùn)動的鉸鏈四邊形聯(lián)接的機(jī)翼后緣變曲面，機(jī)翼后緣變曲面和下垂運(yùn)動，具有包括第一旋轉(zhuǎn)軸線以及在第一旋轉(zhuǎn)軸線后的第四旋轉(zhuǎn)軸線的第一部分的支撐梁；襟翼承載梁，其支撐氣動襟翼，所述承載梁在前末端具有第二旋轉(zhuǎn)軸線，并且在第三旋轉(zhuǎn)軸線后的襟翼的前端輪廓內(nèi)具有第三旋轉(zhuǎn)軸線；第一鏈接互相連接第一旋轉(zhuǎn)軸線和第二旋轉(zhuǎn)軸線；第二鏈接互相連接第三旋轉(zhuǎn)軸線和第四旋轉(zhuǎn)軸線；所述支撐梁具有從第一部分有角度地向前延伸的第二部分，并且具有用于地面連接的作為第一固定鉸鏈軸線的處于前端的第五旋轉(zhuǎn)軸線；連接連桿在前端具有用于地面連接的作為第二固定鉸鏈軸線的第六旋轉(zhuǎn)軸線，以及被連接至第一和第二旋轉(zhuǎn)點(diǎn)中間的第一鏈接的第七旋轉(zhuǎn)軸線；致動器，其被連接至第一鏈接；并且其中驅(qū)動鏈接的致動提供襟翼的前端輪廓的初始向前和向后運(yùn)動，充分平行于機(jī)翼下部表面，后者在同心部分具有連接連桿，延伸后部運(yùn)動從其同心部分移除連接連接，并且具有支撐梁的乘數(shù)效應(yīng)，提供關(guān)于機(jī)翼上部表面的襟翼的快速變化角度。
有利地，致動器為安裝在后梁后的旋轉(zhuǎn)致動器，并且具有繞處于第八旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的第三固定軸線的旋轉(zhuǎn)，并且具有延伸曲柄臂，其被在第九旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)連接至驅(qū)動鏈接的前端，并且第三固定軸線處于第一和第二固定軸線之間。有利地，飛行器機(jī)翼還包括擾流器，所述擾流器以與襟翼角度的相同方式下垂。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步方面，提供一種操作機(jī)翼后緣襟翼機(jī)構(gòu)的方法，包括提供具有處于點(diǎn)A、B、C和D的四個旋轉(zhuǎn)軸線的聯(lián)接，具有AB鏈接、BC鏈接、CD鏈接和AD鏈接；將⑶鏈接連接至處于點(diǎn)E的前結(jié)構(gòu)固定鉸鏈軸線，而支撐梁被成角度地在點(diǎn)D附接至⑶鏈接并且在點(diǎn)A附接至AB鏈接；將襟翼固定至BV鏈接，用于致動運(yùn)動；在點(diǎn)F處的結(jié)構(gòu)固定鉸鏈軸線和點(diǎn)和B中間的AB鏈接上的點(diǎn)G處的旋轉(zhuǎn)軸線之間附接連接連桿；將致動器連接至在點(diǎn)A和B中間的點(diǎn)K的旋轉(zhuǎn)軸處的AB鏈接，向前旋轉(zhuǎn)AB鏈接，用于襟翼的向上TEVC操作，并且迫使AB鏈接向后，用于襟翼的TEVC操作，連接連桿處于同心部分，并且支撐梁AB鏈接起繞附近的固定點(diǎn)G旋轉(zhuǎn)的搖桿臂的作用；迫使AB鏈接向后使連接連桿離開其同心部分，從而繞點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)，而AB鏈接具有繞點(diǎn)G的連續(xù)搖桿臂運(yùn)動，點(diǎn)A在關(guān)于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)E的向下方向劇烈運(yùn)動，如果點(diǎn)D將襟翼附接點(diǎn)B和D向下拉從而定位襟翼，點(diǎn)A在支撐梁上關(guān)于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)E的向上/向下運(yùn)動起向上/向下運(yùn)動的倍增器作用；以及迫使AB鏈接向后進(jìn)一步順時針旋轉(zhuǎn)支撐梁，向下移動點(diǎn)A，牽引點(diǎn)C，附接AB鏈接和CD鏈接以及襟翼承載梁向下，從而提高襟翼的角度。有利地，在互相連接旋轉(zhuǎn)點(diǎn)A和B的線之前建立點(diǎn)G。有利地，迫使AB鏈接向后的步驟還包括關(guān)聯(lián)襟翼的運(yùn)動的擾流器下垂。在操作機(jī)翼后緣襟翼機(jī)構(gòu)的上述方法中，AB鏈接、BC鏈接、CD鏈接以及AD鏈接可被分別理解為第一鏈接、襟翼承載梁、第二鏈接以及支撐梁的后部部分。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步方面，提供一種機(jī)翼后緣襟翼致動機(jī)構(gòu)，包括聯(lián)接對，具有第一四桿聯(lián)接，包括被固定至機(jī)翼的固定鏈接，在第一末端被鉸鏈至地面鏈接的連接連桿，在第二末端被鉸鏈至地面鏈接的支撐梁第一部分，以及被附接至連接連桿的第一鏈接和相對地面鏈接的支撐梁第一部分，第一四桿聯(lián)接提供用于第二四桿聯(lián)接的鉸鏈底托，第二四桿聯(lián)接包括與第一四桿聯(lián)接共用的第一鏈接，被連接至第一鏈接的襟翼支撐梁，以及被連接至襟翼支撐梁和被連接至支撐梁的第二部分的第二鏈接。有利地，機(jī)翼后緣襟翼致動機(jī)構(gòu)還包括具有被連接至第一鏈接的曲柄臂的旋轉(zhuǎn)致動器。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步方面，提供一種機(jī)翼后緣襟翼致動機(jī)構(gòu)，包括從動于六桿聯(lián)接的四桿聯(lián)接，該四桿聯(lián)接包括第一鏈接，被附接至第一鏈接的襟翼支撐梁，被附接至襟翼支撐梁和支撐梁的第二部分的第二鏈接，六桿聯(lián)接包括三個固定二元鏈接，包括支撐梁的第一部分，連接連接和從旋轉(zhuǎn)致動器延伸的曲柄臂，以及互相連接固定二元鏈接的三元鏈接，所述三元鏈接與所述第一鏈接集成。能夠在本公開的不同實(shí)施例中單獨(dú)實(shí)現(xiàn)所討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)，或者可結(jié)合其他實(shí)施例，能夠參考以下說明和附圖看出其進(jìn)一步細(xì)節(jié)。


圖1A示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的實(shí)施例的側(cè)視圖1B示出放大聯(lián)接元件的側(cè)視圖；圖2A示出處于襟翼收起位置的聯(lián)接元件的頂部后等距圖；圖2B示出圖2A中所示元件的底部前等距圖；圖3A和3B示出第一聯(lián)接的等距圖；圖3C和3D示出連接連桿的等距圖；圖3E和3F示出襟翼承載梁的等距圖；圖4A示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，襟翼處于用于TEVC操作的TEVC上位置；圖4B示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，襟翼處于用于TEVC操作的TEVC下位置；圖4C示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，襟翼處于初起飛位置；圖4D示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，襟翼處于中起飛位置；圖4E示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，襟翼處于最大起飛位置；圖4F示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，襟翼處于初著陸位置；圖4G示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，襟翼處于最大著陸位置；圖5A示出聯(lián)接的元件的頂部后等距圖，襟翼處于著陸位置；圖5B示出圖5A中所示元件的底部前等距圖；圖6A示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，具有整流裝置的輪廓；圖6B示出一系列襟翼延伸位置和關(guān)聯(lián)擾流器下垂的側(cè)視圖；圖7示出一種所述實(shí)施例的操作的流程圖；圖8示出互相連接第一和第二桿聯(lián)接的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；以及圖9示出作為從動于六桿聯(lián)接的四桿聯(lián)接的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本文公開的實(shí)施例提供一種在緊湊體積中具有大襟翼福勒運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。提供運(yùn)動和鏈接布置差別，其允許襟翼中的初始向前或向后運(yùn)動相對小，并且大致平行于機(jī)翼下表面，同時驅(qū)使角度快速變化(對于TEVC范圍)，并且在開始TEVC范圍運(yùn)動后，提供具有變化角度的更快速福勒延伸。這對TEVC能力以及具有下垂擾流器的中間襟翼位置很關(guān)鍵。如圖1中的例子實(shí)施例所示，用于空氣動力學(xué)襟翼12，下文稱為襟翼的樞軸機(jī)構(gòu)10提供大福勒運(yùn)動、TEVC和下垂運(yùn)動。被安裝在機(jī)翼2中，具有上表面4和包括后梁8的下表面6的該機(jī)構(gòu)包括鉸鏈支撐四邊形聯(lián)接，后者具有包括后部部分16的支撐梁14，其具有如點(diǎn)A所示的旋轉(zhuǎn)軸18，以及如旋轉(zhuǎn)軸線點(diǎn)A后的點(diǎn)D所示的旋轉(zhuǎn)軸線20。支撐襟翼12的襟翼承載梁22在襟翼12的前端輪廓28中，在前端具有如點(diǎn)B所示的旋轉(zhuǎn)軸線24，以及如點(diǎn)B處的旋轉(zhuǎn)軸線后的點(diǎn)C所示的旋轉(zhuǎn)軸線26。在可替換實(shí)施例中，處于點(diǎn)C的旋轉(zhuǎn)軸線26能夠位于襟翼的其他部分上。第一鏈接30互相連接處于支撐梁14上處于點(diǎn)A的旋轉(zhuǎn)軸線和襟翼承載梁22上處于點(diǎn)B的旋轉(zhuǎn)軸線。第二鏈接32互相連接襟翼承載梁22上處于點(diǎn)C的旋轉(zhuǎn)軸線和支撐梁14上處于點(diǎn)D的旋轉(zhuǎn)軸線。本文所述的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)為描述垂直于聯(lián)接元件運(yùn)動的平面中的聯(lián)接元件運(yùn)動的二維構(gòu)造。在實(shí)際應(yīng)用中，該運(yùn)動可能不是完全二維的，并且由點(diǎn)代表的軸線可能為轉(zhuǎn)動軸線。其中襟翼翼展與空氣流成一定角度并且支撐平行于空氣流的掠翼上的任何襟翼都將引入襟翼運(yùn)動的平面外組分。通過下文將更詳細(xì)描述的處于點(diǎn)B、C和D處的球窩接頭調(diào)節(jié)該平面外平移、歪斜或失配。取決于襟翼在其行程中所處的位置，第二鏈接可能在附圖所公開的機(jī)構(gòu)平面內(nèi)或平面外歪斜。除了后部部分16，支撐梁14具有從后部部分16向前延伸的前部部分34，其在前端具有如點(diǎn)E所示的旋轉(zhuǎn)軸線36，用于連接至第一固定鉸鏈軸線上的固定機(jī)翼結(jié)構(gòu)(如圖2A和2B最佳示出以及下文所述)。連接連桿40在前端具有如點(diǎn)F所示的旋轉(zhuǎn)軸線42，用于連接至第二固定鉸鏈軸線44上的固定機(jī)翼結(jié)構(gòu)(如圖2A和2B最佳示出以及下文所述)，以及如點(diǎn)G所示的旋轉(zhuǎn)軸線46，其被連接至處于點(diǎn)A和B的旋轉(zhuǎn)軸線之間的第一鏈接30。致動系統(tǒng)被可操作地連接在機(jī)翼結(jié)構(gòu)的固定部分和第一鏈接(30)之間。在該例子實(shí)施例中，曲柄臂58與被在點(diǎn)J所示的旋轉(zhuǎn)軸線60樞軸嚙合的驅(qū)動鏈接50連接。驅(qū)動鏈接50的遠(yuǎn)端在鏈接30上如點(diǎn)K所示的旋轉(zhuǎn)軸線52樞軸嚙合。對于該例子實(shí)施例，曲柄臂58由旋轉(zhuǎn)致動器48驅(qū)動，后者繞處于點(diǎn)H的旋轉(zhuǎn)軸線54 (如圖2B最佳示出以及下文所述)、56樞軸旋轉(zhuǎn)，后者被附接至名義上鄰近機(jī)翼的后梁8的結(jié)構(gòu)。在可替換實(shí)施例中，可由線性致動器，諸如被直接連接至處于點(diǎn)K (52)的第一鏈接30的伸縮式液壓致動器或滾珠絲杠致動器替換旋轉(zhuǎn)致動器48、驅(qū)動鏈接50以及曲柄臂58。如下文將關(guān)于各個襟翼位置所示，驅(qū)動鏈接50的致動在充分平行于機(jī)翼下表面上提供福勒襟翼的前端輪廓的初始向前和向后運(yùn)動。將該運(yùn)動對于襟翼12的從TEVC向上位置到TEVC向下位置的TEVC操作最優(yōu)化。襟翼向后的適度延伸提供快速變化的襟翼機(jī)翼后緣向下角度，并且機(jī)翼向前的適度縮回提供快速變化的襟翼機(jī)翼后緣向上角度。該襟翼運(yùn)動方面對于在一系列巡航TEVC期間保持襟翼和機(jī)構(gòu)整流裝置密封(即無缺口)，而提供所述范圍的角度行進(jìn)重要。在圖2A和2B中示出該機(jī)構(gòu)的緊湊結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。該機(jī)構(gòu)提供用于襟翼操作結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)彎曲剛性和邊緣荷載反應(yīng)能力，但是允許襟翼實(shí)際連接至結(jié)構(gòu)的自由有銷運(yùn)動。支撐梁14的前部部分34具有二重聯(lián)接構(gòu)件62a和62b，其在位于前端的第一旋轉(zhuǎn)軸線38中心的支承孔64a和64b終止。間隔的二重聯(lián)接構(gòu)件62a、62b為支撐梁14提供扭轉(zhuǎn)剛性，同時通過允許用于第一鏈接30、連接連桿40和驅(qū)動鏈接50的凹進(jìn)凈空提供緊湊性，從而在其運(yùn)動范圍部分期間在法蘭之間操作。支撐梁的后部部分16漸縮至馬蹄鉤，從而在點(diǎn)D的旋轉(zhuǎn)軸線處在第二鏈接32的下部終端接收球窩接頭或球面支承。圖3A和3B中詳細(xì)示出的第一鏈接30為A框架結(jié)構(gòu)，其在足部具有支撐孔66a和66b，并且在頂點(diǎn)具有馬蹄鉤68，從而接收安裝在襟翼承載梁22 (下文關(guān)于圖3E和3F示出和描述)中的球形支承。第一鏈接中的支承孔66a、66b與形成旋轉(zhuǎn)點(diǎn)A的第四旋轉(zhuǎn)軸線72的支撐梁的支承孔70a、70b對齊。用于樞軸連接至支撐梁法蘭的第一鏈接的支承孔66a、66b的間隔布置也提高了期望的扭轉(zhuǎn)剛性。如下文將更詳細(xì)所述，提供向前延伸的葉片74a、74b，用于旋轉(zhuǎn)附接至連接連桿40。第一鏈接的前面上的馬蹄鉤在驅(qū)動鏈接50的后端接收球面支承。從旋轉(zhuǎn)致動器48延伸的曲柄臂58的下部末端上的馬蹄鉤在驅(qū)動鏈接50的前端接收球面支承(圖2A和2B最佳示出)。圖3C和3D詳細(xì)示出連接連桿40。連接連桿在與第二旋轉(zhuǎn)軸線44對齊的頂部末端具有包括支承孔82a和82b的側(cè)法蘭80a和80b。結(jié)合側(cè)法蘭80a和80b的橋件84提供連接連桿中的另外扭轉(zhuǎn)剛性，同時允許通過縮回位置中的連接連桿接收第一鏈接的頂點(diǎn)和襟翼承載梁的互相連接前端(如圖2A和2B、4A和4B所示)。處于側(cè)法蘭80a和80b底部末端的支承孔86a和86b與葉片74a、74b中的支承孔88a和88b對齊，從而嚙合第一鏈接30，提供如點(diǎn)G所示的旋轉(zhuǎn)軸線90。葉片從第一鏈接主體的向前延伸將處于點(diǎn)G的旋轉(zhuǎn)軸線放置在支撐梁上的點(diǎn)E和A處的旋轉(zhuǎn)軸線的充分對齊中間。該組合趨向于使點(diǎn)F和G之間的連接連桿處于TEVC范圍內(nèi)，允許支撐梁第一鏈接起繞幾乎固定的點(diǎn)G旋轉(zhuǎn)的搖桿臂的作用。第一鏈接的瞬間定向及其搖桿臂動作起在以下方向移動襟翼附接點(diǎn)B的作用，該方向大致平行于機(jī)翼的下表面，同時基本在向上/向下方向移動點(diǎn)A。由于支撐梁從點(diǎn)A至點(diǎn)D的延伸，點(diǎn)A繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)E的向上/向下運(yùn)動起點(diǎn)D的向上/向下運(yùn)動的倍增器的作用，這繼而基本向上或向下移動第二鏈接。襟翼附接點(diǎn)B平行于下部表面移動以及第二鏈接和襟翼附接點(diǎn)D基本向上/向下移動的組合提供這樣的襟翼運(yùn)動，其中襟翼前端基本保持在輪廓上，并且襟翼的機(jī)翼后緣基本向上或向下運(yùn)動，或者換句話說，襟翼角度隨著襟翼向前/向后平移而相對快速變化。襟翼機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步延伸使得連接連桿離開其同心部分，并且允許其繞點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)。第一鏈接繼續(xù)搖桿臂繞現(xiàn)在移動的點(diǎn)G的運(yùn)動。點(diǎn)A基本在向下方向繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)E移動，將襟翼附接點(diǎn)B和D向下拉，這起到將襟翼適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谶m合下垂擾流器處于初始起飛位置。在圖3E和3F中詳細(xì)示出襟翼承載梁22。從主體94延伸的前端部分92容納球形支承，并且被在用于在旋轉(zhuǎn)點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)附接的第一鏈接30的頂點(diǎn)處的馬蹄鉤68中接收。襟翼承載梁被通過用于襟翼12的水平支撐96a和96b在主體94后分為兩部分。該分支提供馬蹄鉤98，從而在用于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)C處的旋轉(zhuǎn)附接的第二鏈接的上部末端中接收球形支承，并且允許除了提高機(jī)構(gòu)的緊湊性之外，還在其一部分行進(jìn)期間在梁內(nèi)接收第二鏈接(如圖2A、2B和4A-4G中最佳可見)。橫向延伸的法蘭IOOa和IOOb向襟翼12中的前端柱提供附接點(diǎn)。所示和所述的襟翼承載梁的形狀和結(jié)構(gòu)為實(shí)際襟翼附接提供一個例子實(shí)施例。在替換實(shí)施例中可使用其他結(jié)構(gòu)形式。支撐梁(14)在旋轉(zhuǎn)點(diǎn)E的向前部分34的橫向間隔旋轉(zhuǎn)附件、在旋轉(zhuǎn)點(diǎn)F的連接連桿40、在點(diǎn)A的第一鏈接30以及在點(diǎn)G的連接連桿和第一鏈接向機(jī)構(gòu)提供扭轉(zhuǎn)剛性，其對掠襟翼上的流向延伸機(jī)構(gòu)中內(nèi)在的邊緣負(fù)載起作用很重要。點(diǎn)B處的第一鏈接30和襟翼承載梁22前端部分92的球形支承互相連接，襟翼承載梁中的馬蹄鉤92和第二鏈接32的上部終端以及支撐梁(14)的向后部分16中的馬蹄鉤65以及第二鏈接在點(diǎn)D的下部終端允許襟翼在操作期間撓曲而不彎曲操作機(jī)構(gòu)鏈接，并且允許掠襟翼上的流向延伸機(jī)構(gòu)中內(nèi)在的平面外襟翼運(yùn)動和/或由于具有漸縮平面形狀的襟翼的圓錐運(yùn)動。曲柄臂58上的馬蹄鉤78中的驅(qū)動鏈接50的前部終端的球形支承連接和從第一鏈接30延伸的馬蹄鉤76中的驅(qū)動鏈接的后部終端防止驅(qū)動鏈接彎曲。在圖4A-4G中示出通過一系列襟翼位置的機(jī)構(gòu)操作，其代表飛行器操作的標(biāo)準(zhǔn)襟翼位置。襟翼在這些作為用于例子實(shí)施例的基準(zhǔn)點(diǎn)提供的位置之間平穩(wěn)位移。對于例子實(shí)施例，該位置為TEVC向上(名義上-2°角偏轉(zhuǎn))、TEVC向下(名義上+2°角偏轉(zhuǎn))、初起飛(名義上+9°角偏轉(zhuǎn))、中起飛(名義上+15°角偏轉(zhuǎn))、最大起飛(名義上+21°角偏轉(zhuǎn))、初著陸(名義上+33°角偏轉(zhuǎn))以及最大著陸(名義上+42°角偏轉(zhuǎn))。圖4A示出具有襟翼12的飛行器襟翼機(jī)構(gòu)處于用于TEVC操作的TEVC向上位置(如12a所示)。為了在TEVC向上位置定位，曲柄臂相對于圖4A的視野順時針旋轉(zhuǎn)，將驅(qū)動鏈接50向前拉，這繼而將第一鏈接向前拉。如圖所示，對具有由連接連桿40位置定義的第一鏈接運(yùn)動起反應(yīng)的第一鏈接30、支撐梁后部部分16、第二鏈接32以及襟翼承載梁22的相對定位以及具有繞點(diǎn)A、B、C和D處的軸線關(guān)聯(lián)旋轉(zhuǎn)的支撐梁前部部分34移動具有襟翼前端28的襟翼，襟翼前端28保持處于充分平行于相對于襟翼12陰影所示的中立向上位置的機(jī)翼的底部表面的輪廓102中。襟翼前端需要在TEVC范圍期間保持在輪廓中，從而不出現(xiàn)不連續(xù)性或機(jī)翼下部表面上的步進(jìn)，后者將導(dǎo)致過多巡航拖曳。類似地，在圖4B中示出用于TEVC操作的TEVC向下位置(如12b所示)中的襟翼運(yùn)動。為了在TEVC下定位，曲柄臂相對于圖4B的視野逆時針旋轉(zhuǎn)，迫使驅(qū)動鏈接50向后，這繼而向后平移第一鏈接30。如圖所示，對具有由連接連桿40位置定義的第一鏈接運(yùn)動起反應(yīng)的第一鏈接30、支撐梁后部部分16、第二鏈接32以及襟翼承載梁22的相對定位以及具有繞點(diǎn)A、B、C和D處的軸線關(guān)聯(lián)旋轉(zhuǎn)的支撐梁前部部分34再次移動具有襟翼前端28的襟翼，襟翼前端28保持處于充分平行于相對于襟翼12陰影所示的中立向上位置的機(jī)翼的底部表面的輪廓102中。襟翼承載梁的前端部分92在連接連桿40的側(cè)法蘭80a、80b和驅(qū)動鏈接50的前端之間延伸，在支撐梁前部部分34的二重聯(lián)接構(gòu)件62a、62b之間繪出來自旋轉(zhuǎn)致動器的互相連接曲軸臂58。在圖4C中以12c示出從TEVC向下至初起飛位置的襟翼布置。在該延伸范圍中，襟翼從主要出于不具有下垂擾流器的TEVC范圍中的輪廓中，轉(zhuǎn)變至具有下垂擾流器的第一初起飛位置，并且襟翼開始下降至輪廓之下。迫使驅(qū)動鏈接50向后的曲軸臂的進(jìn)一步逆時針旋轉(zhuǎn)提供這樣的運(yùn)動組分，其將襟翼快速降低至輪廓之下，從而接收下垂擾流器。這通過點(diǎn)A、B、F和G的相對位置產(chǎn)生，而連接連桿40通過點(diǎn)G順時針旋轉(zhuǎn)支撐梁14起作用，其向下移動點(diǎn)A，拉包括具有襟翼向下附接的襟翼承載梁22的四邊形聯(lián)接。圖4示出飛行器襟翼機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，其中襟翼處于中起飛位置(如12d所示)。連接連桿40開始影響第一鏈接上的主要旋轉(zhuǎn)，這提高了襟翼的下垂。圖4E中示出進(jìn)一步延伸，其中襟翼處于最大起飛位置(如12e所示)，導(dǎo)致受連接連桿影響的更大角度。通過點(diǎn)F和G之間的連接連桿的本質(zhì)上完全旋轉(zhuǎn)的延伸完成襟翼在初著陸位置(圖4F如12f所示)和最大著陸位置(圖4F如12g所示)的延伸進(jìn)程。圖5A和5B示出機(jī)構(gòu)的元件細(xì)節(jié)，其中襟翼處于完全疊起或完全延伸位置。連接連桿40充分完全延伸，用于對齊基本垂直于第一鏈接30的處于點(diǎn)F的旋轉(zhuǎn)軸線42和點(diǎn)G的旋轉(zhuǎn)軸線46。第二鏈接32充分完全繞點(diǎn)D處的旋轉(zhuǎn)軸線20旋轉(zhuǎn)，接近定義襟翼的完全下垂角的水平位置。雖然FG鏈接和第二鏈接完全延伸，并且看起來接近偏心條件，但是支撐梁鏈接上的JK驅(qū)動鏈接的負(fù)載方向以及第二鏈接上的負(fù)載方向BC都確保無干擾條件。通過最優(yōu)化第一連接和第二連接，以及驅(qū)動鏈接、旋轉(zhuǎn)致動器的嵌套，以及支撐梁的垂直輪廓內(nèi)的曲柄臂和連接連桿內(nèi)的支撐梁的嵌套的長度產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)的淺深度允許具有期望深度外形的整理裝置輪廓110。在圖6A中示出用于具有襟翼機(jī)構(gòu)的整流裝置后部部分的下垂的例子整流裝置分割線112。如圖6B所示，機(jī)構(gòu)的緊湊運(yùn)動進(jìn)一步提供更大能力，以包括下垂擾流器。擾流器104的上部表面提供從鉸鏈點(diǎn)106到擾流器機(jī)翼后緣108的跨度。如上所述和如圖6B所示，本文所述的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的襟翼運(yùn)動允許擾流器的機(jī)翼后緣從(圖1A)所示名義正常位置“下垂”，向上用于襟翼(如圖4A所示)的TEVC向上位置，從而相應(yīng)于TEVC向下、襟翼的初起飛、中起飛、最大起飛、初著陸和最大著陸位置，改變向下下垂位置 104b、104c、104d、104e、104f 和 104g。
如圖7所示，用于提供期望的TEVC、福勒和下垂運(yùn)動的襟翼機(jī)構(gòu)的操作包括提供具有在點(diǎn)A、B、C和D的四個旋轉(zhuǎn)軸線的鉸鏈聯(lián)接(如圖1B所示)，以及四個鏈接1)第一鏈接(30)，其具有在點(diǎn)A和B的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線，2)第二鏈接(32)，其具有在點(diǎn)C和D的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線，3)襟翼承載梁(22)，其在點(diǎn)B和C具有相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線，以及4)支撐梁(14)的后部部分(16)，其具有在點(diǎn)A和D的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線，步驟702。支撐梁(14)的后部部分(16)還被連接至支撐梁(14)的前部部分(34)，其包括相應(yīng)于點(diǎn)E的固定旋轉(zhuǎn)軸線，步驟704。襟翼被固定至用于致動運(yùn)動的襟翼承載梁(22)，步驟706。連接連桿(40)被附接在點(diǎn)F的結(jié)構(gòu)鉸鏈旋轉(zhuǎn)軸線和第一鏈接中間點(diǎn)A和B上的點(diǎn)G處的旋轉(zhuǎn)軸線之間，步驟708，點(diǎn)G處的旋轉(zhuǎn)軸線建立互相連接點(diǎn)A和B的線的前部。驅(qū)動鏈接(50)被在點(diǎn)A和B中間的點(diǎn)K的旋轉(zhuǎn)軸連接至第一鏈接(3)，并且高于點(diǎn)G，其具有充分垂直于在名義縮回位置的下部機(jī)翼表面輪廓的點(diǎn)K和G之間的線，步驟710。操作機(jī)構(gòu)從而將驅(qū)動鏈接(50 )向前拉，用于襟翼的向上TEVC操作，步驟712，并且迫使驅(qū)動鏈接向后，用于襟翼的向下TEVC操作，步驟714，在停留在TEVC范圍中的點(diǎn)F和G之間做連接連桿，允許第一鏈接起繞附近的固定點(diǎn)G旋轉(zhuǎn)的搖桿臂的作用。第一鏈接的瞬時定向及其搖桿臂運(yùn)動起在基本平行于機(jī)翼的下表面的方向移動襟翼附接點(diǎn)B的作用，并且同時主要在向上/向下方向移動點(diǎn)A。由于支撐梁從點(diǎn)A到點(diǎn)D的延伸，點(diǎn)A繞點(diǎn)E的向上/向下運(yùn)動起點(diǎn)D的向上/向下運(yùn)動的倍增器的作用，這繼而主要向上或向下移動第二鏈接。機(jī)翼附接點(diǎn)B平行于機(jī)翼下表面的移動和第二鏈接和機(jī)翼附接點(diǎn)D基本向上/向下移動的組合提供這樣的襟翼運(yùn)動，其中襟翼前端基本保持在輪廓上，并且襟翼的機(jī)翼后緣主要向上或向下運(yùn)動，或者換句話說，襟翼角度隨著襟翼向前/向后平移而相對快速改變。操作該機(jī)構(gòu)從而迫使驅(qū)動鏈接向后，而連接連桿40順時針旋轉(zhuǎn)支撐梁14，這向下移動點(diǎn)A，向下拉包括襟翼所附接的襟翼承載梁22的四邊形聯(lián)接，步驟718。操作該機(jī)構(gòu)，從而迫使驅(qū)動鏈接進(jìn)一步向后，使得連接連桿離開其停留位置并且繞點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)，繼續(xù)第一鏈接搖桿臂繞現(xiàn)在的移動點(diǎn)G的運(yùn)動，基本在繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)E的向下方向移動點(diǎn)A，通過連接連桿的旋轉(zhuǎn)影響而向下拉襟翼附接點(diǎn)B和D，從而快速旋轉(zhuǎn)第一鏈接和第二鏈接，用于提高襟翼的角度，步驟720?？申P(guān)聯(lián)襟翼的運(yùn)動完成擾流器下垂，步驟722。如圖8所示，可將公開的實(shí)施例視為聯(lián)接對。四邊形聯(lián)接為第一四桿聯(lián)接802(虛線示出)，包括通過連接連桿40而固定至點(diǎn)E和F之間的機(jī)翼的固定鏈接804，提供另外三個桿件的支撐梁前部部分34以及點(diǎn)A和G之間的第一鏈接30的一部分806。第一四桿聯(lián)接提供用于第二四桿聯(lián)接808 (以實(shí)線示出)的鉸鏈安裝，其包括第一鏈接30、點(diǎn)B和C之間的支撐梁22、第二鏈接32以及點(diǎn)A和D之間的支撐梁16的第二部分。第一和第二四桿聯(lián)接包括公共物理鏈接、第一聯(lián)接30，其相對地面固定鏈接。如圖9中所示的替換方式，可將公開的實(shí)施例視為四邊形聯(lián)接，因?yàn)樗臈U聯(lián)接902(以實(shí)線示出)從屬，從而確定斯蒂芬森III型六桿聯(lián)接904 (以虛線示出)。四桿聯(lián)接包含第一鏈接30、點(diǎn)B和C之間的襟翼承載量22、第二鏈接32以及點(diǎn)A和D之間的支撐梁14的后部部分16。六桿聯(lián)接包括3個固定二元鏈接；點(diǎn)E和A之間的支撐梁14前部部分34，點(diǎn)E和F之間的連接連桿40，以及從被固定在點(diǎn)H的旋轉(zhuǎn)致動器48延伸的曲柄臂58。全部處于第一鏈接30上的點(diǎn)G和A之間、點(diǎn)G和K之間以及點(diǎn)K和A之間的鏈接提供三重鏈接906。以該形式來看，六桿聯(lián)接向四桿聯(lián)接提供鉸鏈支撐，而六桿的三重鏈接為四桿聯(lián)接的點(diǎn)A和B之間的鏈接、鏈接30的共用物理元件。
已按照專利法的要求詳細(xì)描述了本公開的各個實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白本文公開的特定實(shí)施例的更改和替換。該更改處于附加權(quán)利要求限定的本公開的范圍和意圖內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于飛行器的后緣襟翼機(jī)構(gòu)，包括 支撐梁(14)，所述支撐梁(14)具有包括第一旋轉(zhuǎn)軸線和所述第一旋轉(zhuǎn)軸線后的第四旋轉(zhuǎn)軸線(72)的后部部分(16)； 襟翼承載梁，所述襟翼承載梁支撐襟翼(12)，所述襟翼承載梁(22)在前端具有第二旋轉(zhuǎn)軸線，以及在所述第二旋轉(zhuǎn)軸線后的所述襟翼的前端輪廓(28)內(nèi)的第三旋轉(zhuǎn)軸線； 第一鏈接(30)，所述第一鏈接互相連接所述第一旋轉(zhuǎn)軸線和第二旋轉(zhuǎn)軸線； 第二鏈接(32 )，所述第二鏈接互相連接所述第三旋轉(zhuǎn)軸線和第四旋轉(zhuǎn)軸線(72 ); 所述支撐梁(14)具有從所述后部部分(16)向前延伸的前部部分(34)并且在前端具有用于第一固定鉸鏈軸線(38)上的連接的第五旋轉(zhuǎn)軸線； 連接連桿(40)，其在前端具有用于在第二固定鉸鏈軸線(44)上的連接的第六旋轉(zhuǎn)軸線，以及被連接至所述第一和第二旋轉(zhuǎn)軸線之間的所述第一鏈接(30)的第七旋轉(zhuǎn)軸線；以及 致動系統(tǒng)，所述致動系統(tǒng)被可操作地連接在機(jī)翼(2)的固定部分和所述第一鏈接(30)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后緣襟翼機(jī)構(gòu)，其中所述致動系統(tǒng)包括被連接至具有曲柄臂(58)的所述機(jī)翼的固定部分的旋轉(zhuǎn)致動器(48);以及 驅(qū)動鏈接(50)，其中所述驅(qū)動鏈接被樞軸連接在所述曲柄臂(58)和所述第一鏈接(30)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后緣襟翼機(jī)構(gòu)，其中所述致動系統(tǒng)包括線性致動器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的后緣襟翼機(jī)構(gòu)，其中所述襟翼承載梁(22)的前部部分和所述第一鏈接(30 )之間的相互連接包括球形支承。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的后緣襟翼機(jī)構(gòu)，其中處于所述第三旋轉(zhuǎn)軸線的所述第二鏈接(32)互相連接包括球形支承。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的后緣襟翼機(jī)構(gòu)，其中處于所述第四旋轉(zhuǎn)軸線(72)的所述第二鏈接(32)互相連接包括球形支承。
7.一種飛行器機(jī)翼，包括 上表面(2)； 下表面(6)； 后梁(8);以及 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的后緣襟翼機(jī)構(gòu)。
8.—種定位飛行器襟翼的方法，包括 提供根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的襟翼機(jī)構(gòu)；以及 操作連接在機(jī)翼結(jié)構(gòu)的固定部分和所述第一鏈接(30)之間的致動系統(tǒng)，從而使襟翼移動至展開位置、收起位置或兩者之間的位置。
全文摘要
一種包括用于大福勒延伸、機(jī)翼后緣可變弧面和下垂運(yùn)動的鉸鏈四邊形聯(lián)接的機(jī)翼后緣襟翼機(jī)構(gòu)。該機(jī)翼后緣襟翼機(jī)構(gòu)包括支撐梁、襟翼承載梁、第一鏈接、第二鏈接、連接連桿以及致動系統(tǒng)，該致動系統(tǒng)可操作地連接在機(jī)翼的固定部分和第一鏈接之間。該機(jī)翼后緣襟翼機(jī)構(gòu)提供大福勒運(yùn)動和符合下垂擾流器的良好的起飛和著陸襟翼位置，以及一系列氣動能密封巡航位置，并且為了更大程度地改進(jìn)巡航拖曳，其完全處于緊湊封裝中。
文檔編號B64C9/38GK103010455SQ20121035680
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者S·薩庫拉伊, J·M·惠頓, S·J·福克斯, S·X·車 申請人:波音公司