流體橫越致動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的系統(tǒng)和方法。渦輪機(jī)響應(yīng)流體流旋轉(zhuǎn)，且外圓柱體具有噴射流體流的縱向狹槽。內(nèi)圓柱體響應(yīng)所述渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且所述內(nèi)圓柱體的至少一個(gè)螺旋狹槽噴射流體流到縱向狹槽中。
【專利說明】流體橫越致動(dòng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開實(shí)施例一般涉及流體動(dòng)力設(shè)計(jì)。更具體地，本公開實(shí)施例涉及流體致動(dòng)器的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]流動(dòng)控制能夠被用于利用流體源，例如來自發(fā)動(dòng)機(jī)或?qū)Ｓ脡嚎s機(jī)的放氣，來增強(qiáng)升力性能。來自流體源的氣流是從飛機(jī)跨機(jī)翼或襟翼頂部沿大體氣流方向被噴射出來的。噴射的氣流施加動(dòng)量到機(jī)翼或襟翼上的空氣流。該動(dòng)量引起氣流更好地遵循機(jī)翼或襟翼的表面。因此，繞包括機(jī)翼或襟翼的整個(gè)機(jī)翼增加了循環(huán)流動(dòng)，且獲得更高的升力。
[0003]然而，目前的氣流控制方法要求相當(dāng)量的噴射氣流從而實(shí)現(xiàn)有意義的設(shè)計(jì)目標(biāo)。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠被用來供應(yīng)空氣以便由來自發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的“排出”壓縮空氣致動(dòng)，但設(shè)計(jì)目標(biāo)要求相當(dāng)量的排出空氣。發(fā)動(dòng)機(jī)排出空氣的使用影響飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和效率。排出空氣的需求越大，則要求的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)越大且越重。越大且越重的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)致飛機(jī)毛重和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)成本增加。此外，排氣要求減小飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。可替換地，單獨(dú)的空氣壓縮機(jī)也能夠結(jié)合管道輸送系統(tǒng)被使用從而供應(yīng)空氣用于致動(dòng)。然而，加入單獨(dú)的空氣壓縮機(jī)也導(dǎo)致額外的重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的系統(tǒng)和方法。渦輪機(jī)響應(yīng)流體流而旋轉(zhuǎn)，且具有縱向狹槽的外圓柱體噴射流體流。內(nèi)圓柱體響應(yīng)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且內(nèi)圓柱體的至少一個(gè)螺旋狹槽將流體流噴射到縱向狹槽中。
[0005]自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)使用流體源，從而經(jīng)渦輪機(jī)而非電動(dòng)馬達(dá)提供流動(dòng)致動(dòng)和旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓柱體的機(jī)構(gòu)二者。自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)使用渦輪而非電動(dòng)馬達(dá)，因而顯著減小自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)的實(shí)施復(fù)雜性。與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)包括如下優(yōu)點(diǎn)，例如但不限于:具有較低的重量，不需要電源，顯著減小可能的非最優(yōu)閃電條件，由于較少的部件而簡(jiǎn)化整個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)，減小泄露可能，減少維護(hù)，以及其他優(yōu)點(diǎn)。
[0006]在實(shí)施例中，自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器包括渦輪機(jī)、外圓柱體和內(nèi)圓柱體。渦輪機(jī)響應(yīng)流體流而旋轉(zhuǎn)，外圓柱體包括縱向狹槽，其噴射流體流。內(nèi)圓柱體響應(yīng)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并包括噴射流體流到縱向狹槽中的至少一個(gè)螺旋狹槽。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)造自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的方法構(gòu)造渦輪機(jī)從而響應(yīng)流體流旋轉(zhuǎn)。該方法進(jìn)一步包括構(gòu)造外圓柱體中的縱向狹槽，并構(gòu)造縱向狹槽從而噴射流體流。該方法進(jìn)一步包括構(gòu)造在內(nèi)圓柱體中至少一個(gè)螺旋狹槽，并構(gòu)造內(nèi)圓柱體從而響應(yīng)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。該方法進(jìn)一步構(gòu)造至少一個(gè)螺旋狹槽從而噴射流體流到縱向狹槽中。
[0008]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，操作自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的方法響應(yīng)流體流旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)。該方法進(jìn)一步響應(yīng)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)包括在外圓柱體內(nèi)的至少一個(gè)螺旋狹槽的內(nèi)圓柱體，該外圓柱體包括縱向狹槽。該方法進(jìn)一步噴射流體流到至少一個(gè)螺旋狹槽中，并將流體流噴射出縱向狹槽。
[0009]本發(fā)明涉及自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其可包括:可響應(yīng)流體流操作的渦輪機(jī)；包括可操作噴射流體流的縱向狹槽的外圓柱體；響應(yīng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)可操作在外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)并包括可操作噴射流體流到縱向狹槽的至少一個(gè)螺旋狹槽的內(nèi)圓柱體。自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器也可包括流體動(dòng)力表面，其包括耦連到外圓柱體并可操作在流體動(dòng)力表面上噴射流體流的噴射狹槽。至少一個(gè)螺旋狹槽可包括在流體動(dòng)力表面上掃過的周期性流體流。渦輪機(jī)可包括具有多個(gè)徑向渦輪機(jī)葉瓣的軸向渦輪機(jī)。渦輪機(jī)可包括一個(gè)下列項(xiàng):軸向渦輪機(jī)、分離式/分軸渦輪機(jī)(split turbine)、切向渦輪機(jī)、周向渦輪機(jī)、組合帶歧管軸向/周向渦輪機(jī)、螺旋渦輪機(jī)、延伸內(nèi)圓柱體長(zhǎng)度的內(nèi)向肋條。自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器也可包括流體流旁通，其可操作成繞渦輪機(jī)弓I導(dǎo)流體流的旁通部分；以及可匯合旁通部分和內(nèi)圓柱體中的流體流。渦輪機(jī)可包括流體流旁通。自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器也可包括:第二外圓柱體，其包括可操作噴射流體流的第二縱向狹槽；以及可操作響應(yīng)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在第二外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)并包括至少一個(gè)第二螺旋狹槽從而噴射流體流到第二縱向狹槽的第二內(nèi)圓柱體。螺旋狹槽可包括一個(gè)或更多繞內(nèi)圓柱體的完全回轉(zhuǎn)/滿圓。
[0010]本發(fā)明可涉及構(gòu)造自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的方法，其可包括構(gòu)造渦輪機(jī)響應(yīng)流體流旋轉(zhuǎn)；構(gòu)造外圓柱體中的縱向狹槽；構(gòu)造縱向狹槽從而噴射流體流；在內(nèi)圓柱體中構(gòu)造至少一個(gè)螺旋狹槽；構(gòu)造內(nèi)圓柱體從而響應(yīng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)在外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)；以及構(gòu)造至少一個(gè)螺旋狹槽從而噴射流體流到縱向狹槽中。該方法也可包括在外圓柱體內(nèi)耦連內(nèi)圓柱體。該方法也可包括耦連外圓柱體到流體動(dòng)力表面，其包括噴射可操作在流體動(dòng)力表面上噴射流體流的狹槽。該方法也可包括構(gòu)造外圓柱體，以便縱向狹槽對(duì)齊和交疊流體動(dòng)力表面下面的噴射狹槽。該方法也可包括在流體動(dòng)力表面上側(cè)上構(gòu)造噴射狹槽。該方法也可包括耦連渦輪機(jī)到內(nèi)圓柱體。
[0011]本發(fā)明可涉及操作自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的方法，其可包括響應(yīng)流體流旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)；響應(yīng)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)包括在外圓柱體內(nèi)的至少一個(gè)螺旋狹槽的內(nèi)圓柱體，外圓柱體包括縱向狹槽；噴射流體流到至少一個(gè)螺旋狹槽；以及將流體流噴射出縱向狹槽。該方法也可包括通過渦輪機(jī)引入流體流到內(nèi)圓柱體中。該方法也可包括當(dāng)縱向狹槽和至少一個(gè)螺旋狹槽重合時(shí)通過縱向狹槽和噴射狹槽導(dǎo)引流體流。該方法也可包括經(jīng)流體流旁通繞渦輪機(jī)引導(dǎo)流體流的旁通部分；以及在內(nèi)圓柱體中再匯合旁通部分和流體流。渦輪機(jī)也可包括流體流旁通。
[0012]提供
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了引入選擇簡(jiǎn)化形式的概念，其將在下面詳細(xì)描述中進(jìn)一步說明。
【發(fā)明內(nèi)容】
不是為了識(shí)別所要求的主旨的關(guān)鍵特征或基本特征，也不是為了用作確定所要求主旨的保護(hù)范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]本公開實(shí)施例的更完整的理解可結(jié)合附圖，通過參考具體實(shí)施例和權(quán)利要求獲得，其中所有附圖中相似的標(biāo)識(shí)號(hào)表示相似元素。提供附圖從而促進(jìn)理解本公開，而不是限制本公開的寬度、保護(hù)范圍、比例或可應(yīng)用性。附圖不必按比例繪出。[0014]圖1是不例性飛機(jī)生廣和使用方法的流程圖。
[0015]圖2示出飛機(jī)示例性方框圖。
[0016]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性方框圖，其示出自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)。
[0017]圖4是根據(jù)本公開實(shí)施例的飛機(jī)示例性俯視圖。
[0018]圖5是根據(jù)本公開實(shí)施例的飛機(jī)襟翼和機(jī)翼中示例性流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)的示圖。
[0019]圖6是根據(jù)本公開實(shí)施例的飛機(jī)機(jī)翼的示例性后透視圖。
[0020]圖7是根據(jù)本公開實(shí)施例的示圖，其示出著落過程中部署/展開的機(jī)翼襟翼段中安裝的流體橫越致動(dòng)器。
[0021]圖8是根據(jù)本公開實(shí)施例包括切向渦輪機(jī)的示例性流體橫越致動(dòng)器的不同示圖。
[0022]圖9是根據(jù)本公開實(shí)施例的在著落過程中部署的機(jī)翼襟翼段中安裝的雙流體橫越致動(dòng)器的構(gòu)型。
[0023]圖10是根據(jù)本公開實(shí)施例的圖9中示例性雙流體橫越致動(dòng)器的不同示圖。
[0024]圖11是根據(jù)本公開實(shí)施例的包括分離式渦輪機(jī)的圖9中示例性雙流體橫越致動(dòng)器的不同示圖。
[0025]圖12是根據(jù)本公開實(shí)施例的示例性旁通切向進(jìn)口系統(tǒng)的示圖。
[0026]圖13是根據(jù)本公開實(shí)施例包括軸向渦輪機(jī)的示例性流體橫向致動(dòng)器的示圖。
[0027]圖14是根據(jù)本公開實(shí)施例的示例性流程圖，其示出構(gòu)造自旋轉(zhuǎn)橫越致動(dòng)器系統(tǒng)的過程。
[0028]圖15是根據(jù)本公開實(shí)施例的示例性流程圖，其示出操作自旋轉(zhuǎn)橫越致動(dòng)器系統(tǒng)的過程。
[0029]圖16是根據(jù)本公開的平臺(tái)的橫截面示圖。
[0030]圖17和圖18是根據(jù)本公開實(shí)施例的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的致動(dòng)模式。
[0031]圖19-22是根據(jù)本公開實(shí)施例的飛機(jī)機(jī)翼部件上橫越空氣噴氣。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面的詳細(xì)描述本質(zhì)上是示例性的，而不是為了限制本公開和本申請(qǐng)，且使用本公開的實(shí)施例。具體裝置、技術(shù)和應(yīng)用的描述僅作為例子提供。對(duì)這里描述的例子的修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，且這里定義的一般原理可應(yīng)用于其他例子和應(yīng)用，而不偏離本公開的精神和保護(hù)范圍。本公開應(yīng)與權(quán)利要求的范圍一致，而不局限于這里所述和所示的例子。
[0033]本公開的實(shí)施例可根據(jù)功能和/或邏輯塊組件以及不同處理步驟描述。應(yīng)該理解，這類邏輯塊組件可由經(jīng)構(gòu)造執(zhí)行特定功能的任何數(shù)目的硬件、軟件和/或固件組件實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)潔，涉及空氣動(dòng)力學(xué)、流體致動(dòng)、交通工具結(jié)構(gòu)、流體動(dòng)力學(xué)、飛行控制系統(tǒng)和這里所述系統(tǒng)其他功能方面的傳統(tǒng)技術(shù)和組件(以及系統(tǒng)的任何操作組件)可不詳細(xì)描述。此夕卜，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本公開實(shí)施例可結(jié)合不同硬件和軟件實(shí)施，且這里所述實(shí)施例僅是本公開的示例性實(shí)施例。
[0034]本公開的實(shí)施例是以非限制性應(yīng)用描述的，也就是飛機(jī)機(jī)翼。然而，本公開的實(shí)施例不限于這類飛機(jī)機(jī)翼應(yīng)用，且這里所述的技術(shù)也可用于其他應(yīng)用。例如但不限于，實(shí)施例可應(yīng)用于水翼、風(fēng)力渦輪機(jī)、潮汐力渦輪機(jī)或可通過流體移動(dòng)的其他流體動(dòng)力體。
[0035]如本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本說明后將理解的那樣，下面是本公開的例子和實(shí)施例，且不限于根據(jù)這些例子操作。其他實(shí)施例也可使用，且可不偏離本公開示例性實(shí)施例的保護(hù)范圍作出結(jié)構(gòu)變化。
[0036]更具體地參考附圖，本公開的實(shí)施例是結(jié)合如圖1所示的示例性飛機(jī)制造和使用方法100 (方法100)和如圖2所示的飛機(jī)200描述的。在預(yù)生產(chǎn)過程中，方法100可包括飛機(jī)200的規(guī)格和設(shè)計(jì)104，以及材料采購106。在生產(chǎn)過程中，進(jìn)行部件和子組件制造108(過程108)以及飛機(jī)200的系統(tǒng)集成110。然后，飛機(jī)200可經(jīng)歷認(rèn)證和交付112，以便投入使用114。在由客戶使用時(shí)，制定了飛機(jī)200的日常維護(hù)和維修116 (其也可包括改進(jìn)、重構(gòu)、翻新等等)。
[0037]方法100的每個(gè)過程可由系統(tǒng)集成商、第三方和/或運(yùn)營(yíng)商(如，客戶)執(zhí)行或進(jìn)行。為了說明，系統(tǒng)集成商可包括，例如但不限于，任何數(shù)目的飛機(jī)制造商和主系統(tǒng)分承包商；第三方可包括，例如但不限于，任何數(shù)目的賣方、分承包商和供應(yīng)商；以及運(yùn)營(yíng)商可包括，例如但不限于，航空公司、租賃公司、軍隊(duì)實(shí)體、維護(hù)組織；等等。
[0038]如圖1所示，由方法100制造的飛機(jī)200可包括具有多個(gè)系統(tǒng)220和內(nèi)部222的機(jī)身218。系統(tǒng)220的高級(jí)系統(tǒng)的例子包括一個(gè)或更多推進(jìn)系統(tǒng)224、電氣系統(tǒng)226、液壓系統(tǒng)28、環(huán)境系統(tǒng)230以及流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)232。也可包括任何數(shù)目的其他系統(tǒng)。雖然示出了航空例子，但本公開的實(shí)施例可應(yīng)用于其他工業(yè)。
[0039]這里實(shí)施的設(shè)備和方法可在方法100的任何一個(gè)或更多階段實(shí)施。例如，相應(yīng)于過程108生產(chǎn)的部件或子組件可以類似于飛機(jī)200在使用時(shí)所生產(chǎn)的組件或子組件相似的方式制造或生產(chǎn)。此外，一個(gè)或更多設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或其組合可在過程108和系統(tǒng)集成110的生產(chǎn)過程中使用，例如，通過顯著加速飛機(jī)200的組裝或減少其成本。類似地，可在飛機(jī)200在使用時(shí)，使用一個(gè)或更多設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或其組合，例如但不限于用于維護(hù)和維修116。
[0040]圖3是根據(jù)本公開實(shí)施例的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)(系統(tǒng)300)的示例性示意方框圖。系統(tǒng)300不意味著對(duì)可實(shí)施的不同實(shí)施例的方式的物理或架構(gòu)限制。除了和/或取代所示組件的其他組件也可使用。某些實(shí)施例中某些組件不是必須的。而且，提供的方框是為了示出某些功能組件。當(dāng)在不同實(shí)施例中實(shí)施時(shí)，一個(gè)或更多這些方框可以結(jié)合和/或分成不同方框。
[0041]系統(tǒng)300可包括平臺(tái)302、控制表面306、流體橫越致動(dòng)器310、渦輪機(jī)320以及流體源322。
[0042]平臺(tái)302也可以包括但不限于有人駕駛的飛機(jī)(如，固定翼或旋翼飛行器)、輪船、艦艇、潛水艇、路面交通工具(如，汽車)、機(jī)器人交通工具、自動(dòng)機(jī)器人交通工具或其他能夠移動(dòng)通過流體(例如但不限于水、空氣或類似流體)的交通工具。平臺(tái)302可包括流體動(dòng)力表面，如控制表面306。
[0043]控制表面306可包括但不限于副翼、襟翼、縫翼(sIat)、阻流板(spoiIer )、空氣制動(dòng)器和/或其他合適的控制表面。在圖3中所示的實(shí)施例中，控制表面306包括噴射狹槽326。噴射狹槽326包括控制表面306中的開口。噴射狹槽326可沿控制表面306在展向方向346上延伸。如這里所用，展向方向346與控制表面的展向相關(guān)。例如，展向方向346包括機(jī)翼從飛機(jī)機(jī)身延伸的方向?？刂票砻?06包括位于控制表面306內(nèi)的流體橫越致動(dòng)器 310。
[0044]在某些實(shí)施例中，控制表面306可包括襟翼?？刂票砻?06可包括，例如但不限于Krueger襟翼、簡(jiǎn)單襟翼、分離式襟翼、Fowler襟翼、開縫襟翼、簡(jiǎn)單鉸鏈襟翼和/或其他合適類型的襟翼。此外，一個(gè)或更多流體橫越致動(dòng)器310可被實(shí)現(xiàn)在平臺(tái)302的不同的升力表面和控制表面中。例如，一個(gè)或更多流體橫越致動(dòng)器310可被實(shí)現(xiàn)在升力表面中，如機(jī)翼或控制表面，如平臺(tái)302的水平穩(wěn)定器。
[0045]流體橫越致動(dòng)器310可包括一個(gè)或更多致動(dòng)系統(tǒng)。例如，可使用大量致動(dòng)系統(tǒng)，以便橫跨控制表面306的整個(gè)長(zhǎng)度。流體橫越致動(dòng)器310包括外圓柱體312和內(nèi)圓柱體316。流體橫越致動(dòng)器310被構(gòu)造成使用流體源322提供流動(dòng)致動(dòng)和旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)320的機(jī)構(gòu)，因而旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓柱體316。自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)300使用渦輪機(jī)320致動(dòng)流體橫越致動(dòng)器310，其使得相比使用例如電致動(dòng)器的現(xiàn)有系統(tǒng)，能夠非常簡(jiǎn)單地實(shí)施流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng) 300。
[0046]如上所述，相比現(xiàn)有系統(tǒng)，渦輪機(jī)320包括幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如但不限于:具有較低重量，不需要電源，顯著減少可能的非最優(yōu)閃電條件，由于較少的部件而簡(jiǎn)化整個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)，減小泄露風(fēng)險(xiǎn)，減少維護(hù)，以及其他優(yōu)點(diǎn)。
[0047]外圓柱體312和內(nèi)圓柱體316可以是同心中空?qǐng)A柱體。同心圓柱體包括基本共享相似軸線的圓柱體。具有較小半徑的圓柱體可位于具有較大半徑的圓柱體內(nèi)部。外圓柱體312沿軸線308設(shè)置。軸線308延伸過控制表面306。外圓柱體312包括縱向狹槽314。外圓柱體312設(shè)置在控制表面306內(nèi)，以便噴射狹槽326和縱向狹槽314對(duì)齊并交疊。
[0048]內(nèi)圓柱體316包括螺旋狹槽318。如這里所用，螺旋狹槽包括具有基本螺旋形式的開口。螺旋狹槽可通過沿旋轉(zhuǎn)圓柱體表面切縫而形成。內(nèi)圓柱體316設(shè)置在外圓柱體312內(nèi)，以便內(nèi)圓柱體316和外圓柱體312基本共享相同的軸線，如軸線308。螺旋狹槽318沿內(nèi)圓柱體316外側(cè)以螺旋方式在軸線308的方向上延伸。
[0049]螺旋狹槽318被形成為使得螺旋狹槽318的大量元件336和縱向狹槽314交疊。例如，螺旋狹槽318可以繞軸線308螺旋。螺旋狹槽318基本包括但不限于，繞內(nèi)圓柱體316的一個(gè)或更多完整回轉(zhuǎn)。隨著圓柱體316旋轉(zhuǎn)，螺旋狹槽318導(dǎo)致在流體動(dòng)力表面(如控制表面306)上掃過的周期性流體流。
[0050]縱向狹槽314可在與軸線308相同的方向上延伸。每次部分螺旋狹槽318和縱向狹槽314交叉，都建立交疊部分。根據(jù)螺旋狹槽318繞軸線308螺旋的緊密程度，螺旋狹槽318中任意數(shù)目的部分和縱向狹槽314可交疊。
[0051]內(nèi)圓柱體316和外圓柱體312可由不同材料組成。例如但不限于，內(nèi)圓柱體316和外圓柱體312可包括一種或更多種從至少一種下列材料中選擇的材料:鋁、鋼、鈦、復(fù)合材料和/或任何其他合適材料。
[0052]在操作中，內(nèi)圓柱體316以高頻率旋轉(zhuǎn)，同時(shí)外圓柱體312固定。當(dāng)供應(yīng)氣流324時(shí)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多股小且快速移動(dòng)的空氣噴氣328，其增強(qiáng)大量空氣動(dòng)力學(xué)應(yīng)用中的流動(dòng)效率。流體源322耦連到渦輪機(jī)320，其耦連到內(nèi)圓柱體316。在致動(dòng)過程中，除了提供流動(dòng)控制所需的空氣噴氣328之外，流體源322提供的氣流324還提供旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)320所要求的足夠扭矩，因而旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓柱體316。在本說明書中，氣流324和入流325可互換使用。[0053]渦輪機(jī)320耦連到內(nèi)圓柱體316和流體源322。在致動(dòng)過程中，除了不用電動(dòng)馬達(dá)提供流動(dòng)控制所需的空氣噴氣328之外，流體源322供應(yīng)的氣流324還提供旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓柱體316所需的足夠扭矩。渦輪機(jī)320使用流體源322提供流動(dòng)致動(dòng)和旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓柱體316的機(jī)構(gòu)二者。渦輪機(jī)320的集成簡(jiǎn)單得多，因?yàn)槠浔苊饬诵枰妱?dòng)馬達(dá)。
[0054]渦輪機(jī)320可包括例如但不限于軸向渦輪機(jī)、分離式渦輪機(jī)、切向渦輪機(jī)、周向渦輪機(jī)、組合帶歧管軸向/周向渦輪機(jī)、螺旋渦輪機(jī)以及延伸內(nèi)圓柱體長(zhǎng)度的內(nèi)向肋條或如下面更詳細(xì)解釋的其他渦輪機(jī)構(gòu)型。
[0055]相比現(xiàn)有系統(tǒng)，使用渦輪機(jī)320而非電動(dòng)馬達(dá)包括幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如但不限于:具有較輕的重量、不需要電源、顯著減小可能的非最優(yōu)閃電條件、由于較少的部件簡(jiǎn)化整個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)、減少泄露風(fēng)險(xiǎn)以及減少維護(hù)和其他優(yōu)點(diǎn)。
[0056]流體源322發(fā)送由流體源322供應(yīng)的氣流324到渦輪機(jī)320中。氣流324包括具有壓力334的空氣流。氣流324可包括但不限于針對(duì)給定飛機(jī)高度大于相對(duì)外部空氣壓力的壓力。氣流324和外部流動(dòng)之間的壓力差可基本確定空氣噴氣328的速度。流體源322可包括但不限于包括在平臺(tái)302中的單獨(dú)裝置，如空氣壓縮機(jī)344。流體源322也可包括但不限于平臺(tái)302的發(fā)動(dòng)機(jī)342。平臺(tái)302可經(jīng)構(gòu)造從發(fā)動(dòng)機(jī)342排放壓縮的空氣以供應(yīng)氣流324。在圖3所示的實(shí)施例中，氣流324向外流動(dòng)通過內(nèi)圓柱體316的螺旋狹槽318，并通過外圓柱體312的縱向狹槽314，然后流出控制表面306的噴射狹槽326。隨著氣流324流出噴射狹槽326，其離開控制表面306從而形成空氣噴氣，如空氣噴氣328。
[0057]在操作中，氣流324通過建立扭矩來旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)320，渦輪機(jī)320的扭矩旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓柱體316，隨著內(nèi)圓柱體316旋轉(zhuǎn)，在多個(gè)元件336中形成開口，在此螺旋狹槽318與縱向狹槽314暫時(shí)交疊。氣流324流動(dòng)通過噴射狹槽326并進(jìn)入外部氣流場(chǎng)。內(nèi)圓柱體316的連續(xù)旋轉(zhuǎn)與壓力334 —起產(chǎn)生空氣噴氣328。隨著內(nèi)圓柱體316持續(xù)旋轉(zhuǎn)，空氣噴氣328在基本垂直于軸線308的方向上流動(dòng)。此外，內(nèi)圓柱體316的旋轉(zhuǎn)沿軸線308以周期性運(yùn)動(dòng)338移動(dòng)空氣噴氣328。因此，空氣噴氣328沿控制表面306移動(dòng)或橫越控制表面306，同時(shí)在平臺(tái)302的氣流方向332上流動(dòng)。氣流方向通常指的是飛行時(shí)外部空氣流過平臺(tái)302表面的方向。
[0058]如上所述，一個(gè)或更多流動(dòng)橫越致動(dòng)器310可用于橫跨控制表面306的整個(gè)長(zhǎng)度?？諝鈬姎?28的長(zhǎng)度可基本由螺旋狹槽318與縱向狹槽314的交疊長(zhǎng)度確定?？諝鈬姎?28的寬度可基本由縱向狹槽314的寬度確定?？諝鈬姎?28橫越控制表面306的速度可基本由內(nèi)圓柱體316的旋轉(zhuǎn)速度350確定。
[0059]一個(gè)或更多流體橫越致動(dòng)器310中的每個(gè)都在流體橫越致動(dòng)器310的展向/跨度(span)上產(chǎn)生一個(gè)空氣噴氣或大量空氣噴氣。該大量的空氣噴氣可以在控制表面306的展向上不是同步的。此外，該大量的噴氣可以在控制表面306上從第一點(diǎn)移動(dòng)到第二點(diǎn)，然后回到第一點(diǎn)?？商鎿Q地，該大量噴氣可以在控制表面306上恰從第一點(diǎn)移動(dòng)到第二點(diǎn)，然后重復(fù)同樣的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步，基本任意數(shù)目的這些運(yùn)動(dòng)方式可被包括在不同數(shù)目的流體橫越致動(dòng)器310中，其可同步也可不同步。
[0060]垂直于軸線308流動(dòng)且沿著軸線308移動(dòng)的空氣噴氣328導(dǎo)致平臺(tái)302的升力遞增?？諝鈬姎?28的橫向運(yùn)動(dòng)在控制表面306周圍的區(qū)域中產(chǎn)生瞬時(shí)流動(dòng)聯(lián)接(attachment)。隨著空氣噴氣328沿控制表面306橫越,所形成的效果逗留(linger)。瞬時(shí)流動(dòng)保持在所有控制表面306上聯(lián)接，從而產(chǎn)生在控制表面306周圍的流線化效果。該流線化效果產(chǎn)生較大的全局循環(huán)，導(dǎo)致控制表面306的升力增加，同時(shí)建立這類增加所需的致動(dòng)量顯著減小。
[0061]對(duì)于規(guī)定的空氣噴氣寬度和橫越速度，產(chǎn)生同樣量的升力所需的氣流量近似是恒定吹氣法所需的氣流量的八分之一。
[0062]例如，平臺(tái)302可采用其他形式。在另一些實(shí)施例中，流體橫越致動(dòng)器310可以不包括外圓柱體312和內(nèi)圓柱體316 二者。而是，內(nèi)圓柱體316可被直接插入到控制表面306中。在另一些實(shí)施例中，內(nèi)圓柱體316可以具有縱向狹槽并且是靜止的，而外圓柱體312具有螺線狹槽并旋轉(zhuǎn)。在另一些實(shí)施例中，流體橫越致動(dòng)器310可以在機(jī)翼、穩(wěn)定器或具有諸如上述控制表面306的構(gòu)型的某些其他平臺(tái)部件內(nèi)。
[0063]圖4是根據(jù)本公開實(shí)施例的飛機(jī)400的示意俯視圖。飛機(jī)400是圖3中平臺(tái)302的一個(gè)實(shí)施方式的例子。在圖4中示出的實(shí)施例中，大量流體橫越致動(dòng)器，如圖3中流體橫越致動(dòng)器310，可用于機(jī)翼402中。大量流體橫越致動(dòng)器310也可用于襟翼404中，如圖3中控制表面306所示，或用于前緣縫翼406中。此外，大量流體橫越致動(dòng)器310可用于水平穩(wěn)定器408，或豎直穩(wěn)定器409中。
[0064]針對(duì)機(jī)翼402示出展向方向410。展向方向410從飛機(jī)400中心在機(jī)翼402的方向上延伸。展向方向410是圖3中展向方向346的例子。還為飛機(jī)400示出了氣流方向412。氣流方向412通常指的是飛行時(shí)流過飛機(jī)400表面的外部氣流的方向。氣流方向412是氣流方向332的例子。
[0065]圖5是根據(jù)本公開實(shí)施例的示例性流動(dòng)橫越致動(dòng)器系統(tǒng)500的示圖,其示出在插入飛機(jī)400的襟翼404和機(jī)翼402之前的流動(dòng)橫越致動(dòng)器310。流動(dòng)橫越致動(dòng)器310包括外圓柱體312和內(nèi)圓柱體316。外圓柱體312插入襟翼404內(nèi)，以便襟翼噴射狹槽504和縱向狹槽314對(duì)齊并交疊。內(nèi)圓柱體316插入外圓柱體312內(nèi)，以便僅一部分螺旋狹槽318和縱向狹槽314交疊。通過渦輪機(jī)320的作用而不用電動(dòng)馬達(dá)，使得內(nèi)圓柱體316在外圓柱體312內(nèi)旋轉(zhuǎn)，如結(jié)合圖8-12討論的內(nèi)容更詳細(xì)的解釋。
[0066]圖6是根據(jù)本公開實(shí)施例的飛機(jī)400的機(jī)翼402的示例性后透視圖600。大量流體橫越致動(dòng)器，如圖3中流體橫越致動(dòng)器310，被插入到機(jī)翼402以及襟翼404中。大量空氣噴氣328在氣流方向412上從幾個(gè)位置流出機(jī)翼噴射狹槽602和襟翼噴射狹槽504。大量空氣噴氣328在橫向或展向方向410上移動(dòng)。
[0067]圖7是根據(jù)本公開實(shí)施例的機(jī)翼402襟翼404的透視圖A和致動(dòng)器布局B的示圖，其示出著陸過程中部署的安裝在機(jī)翼402的襟翼404的一段中的流動(dòng)橫越致動(dòng)器310。流動(dòng)橫越致動(dòng)器310耦連到上表面706上的相應(yīng)襟翼噴射狹槽504。瞬時(shí)噴射流出物，如空氣噴氣328，被顯示在上表面706上幾處(station)。如上所述，每個(gè)流動(dòng)橫越致動(dòng)器310均由兩個(gè)同心圓柱體元件構(gòu)成。外圓柱體312是靜止的并包括縱向狹槽314 (參看圖3)，其與襟翼噴射狹槽504對(duì)齊。內(nèi)圓柱體316是旋轉(zhuǎn)元件，其具有一組螺旋狹槽318，如圖5所示。高壓空氣被從流體源322供應(yīng)到圖5中示出的內(nèi)圓柱體316的端部506。
[0068]隨著內(nèi)圓柱體316旋轉(zhuǎn)，形成有限開口，其中螺旋狹槽318短暫地與外圓柱體312的縱向狹槽314交疊，因而允許空氣噴射(如空氣噴氣328)通過襟翼噴射狹槽504并進(jìn)入外部流動(dòng)。內(nèi)圓柱體316的連續(xù)旋轉(zhuǎn)有效地產(chǎn)生一組空氣噴氣328，其沿襟翼噴射狹槽504橫越。通過渦輪機(jī)320的動(dòng)作而不用電動(dòng)馬達(dá)，使得內(nèi)圓柱體316在外圓柱體312內(nèi)旋轉(zhuǎn)(圖3和圖5)，如結(jié)合圖8-12討論的內(nèi)容更詳細(xì)的解釋。
[0069]圖8是根據(jù)本公開實(shí)施例包括切向渦輪機(jī)802的示例性流體橫越致動(dòng)器310的不同示圖800，其示出側(cè)視圖804、沿側(cè)視圖804中線A-A810的截面圖808、沿示例性流動(dòng)橫越致動(dòng)器310的側(cè)視圖804中線B-B840的截面圖810以及切向渦輪機(jī)802的透視圖806。切向渦輪機(jī)802是渦輪機(jī)320的一種實(shí)施例。切向渦輪機(jī)802包括四個(gè)渦輪機(jī)葉瓣814。渦輪機(jī)葉瓣814在一側(cè)(致動(dòng)器側(cè))在葉瓣尖部816耦連到內(nèi)圓柱體316。渦輪機(jī)葉瓣814的結(jié)構(gòu)是通過將渦輪機(jī)葉瓣814的葉瓣根部818附著到連接盤820而剛性形成的。切向渦輪機(jī)812裝在外殼828內(nèi)。
[0070]切向渦輪機(jī)802包括切向機(jī)構(gòu)，因而氣流324是通過進(jìn)口 822提供的，其軸線826偏移于內(nèi)圓柱體316的軸線308(圖3)。氣流324碰撞在切向渦輪機(jī)802上，以便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓柱體316所需的扭矩。渦輪機(jī)葉瓣814被成形為使得內(nèi)部損壞小。以該方式，更接近內(nèi)圓柱體316的邊緣834是直的，而更靠近外殼壁體838的邊緣836是彎曲的。渦輪機(jī)葉瓣814被成形為確保當(dāng)內(nèi)圓柱體316旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣流324平滑流入內(nèi)圓柱體316。在一個(gè)實(shí)施例中，除了流動(dòng)控制的流動(dòng)噴射之外，自旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還使用氣流324從而使得切向渦輪機(jī)802能夠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0071]圖9是根據(jù)本公開實(shí)施例的構(gòu)型900的透視圖A和致動(dòng)器布局B，其示出在著陸過程中部署的機(jī)翼402的襟翼404的一段中安裝的示例性雙流體橫越致動(dòng)器902。雙流體橫越致動(dòng)器902包括具有單個(gè)中央進(jìn)口(如細(xì)長(zhǎng)進(jìn)口 904)的兩個(gè)流體橫越致動(dòng)器310。雙流體橫越致動(dòng)器902包括細(xì)長(zhǎng)進(jìn)口 904和耦連到雙流體橫越致動(dòng)器902的內(nèi)圓柱體316的單個(gè)切向渦輪機(jī)906。單個(gè)切向渦輪機(jī)906的渦輪機(jī)葉瓣908比切向渦輪機(jī)802的渦輪機(jī)葉瓣814長(zhǎng)且沒有倒圓角的邊緣。
[0072]圖10是根據(jù)本公開實(shí)施例圖9中示例性雙流體橫越致動(dòng)器902的不同詳細(xì)示圖1000。圖10示出側(cè)視圖1004、透視圖1006和1008以及沿流體橫越致動(dòng)器902側(cè)視圖1004中線B-B1012的截面圖1010。
[0073]圖11是包括分離式雙潤(rùn)輪機(jī)(split twin turbine) 1102的圖9的示例性雙流體橫越致動(dòng)器902的不同示圖1100。每個(gè)分離葉瓣(split vane) 1104的兩側(cè)均由彎曲段1116分開，從而確保從進(jìn)口 1118到雙流體橫越致動(dòng)器902的每個(gè)流體橫越致動(dòng)器310 (圖9)的流線化流動(dòng)。根據(jù)應(yīng)用，可通過沿分離葉瓣1104適當(dāng)設(shè)置彎曲段1116而獲得每個(gè)流體橫越致動(dòng)器310的不均勻流動(dòng)分布。
[0074]圖11示出沿雙流體橫越致動(dòng)器902的透視圖1106和沿雙流體橫越致動(dòng)器902的側(cè)視圖1004的線B-B1012的截面圖1110，其包括分離式雙渦輪機(jī)1102。
[0075]圖12是根據(jù)本公開實(shí)施例的示例性旁通切向進(jìn)口系統(tǒng)1200的示圖。旁通切向進(jìn)口系統(tǒng)1200 (流體流動(dòng)旁通)繞渦輪機(jī)引導(dǎo)流體流動(dòng)的旁通部分并將旁通部分與內(nèi)圓柱體中的流體流再匯合。入流324 (圖10)被分成兩股氣流，包括小流動(dòng)部分1202和大流動(dòng)部分1204。入流324的小流動(dòng)部分1202用于旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)320，其包括葉片1210，而大流動(dòng)部分1204被引導(dǎo)向流動(dòng)橫越致動(dòng)器310的中心1206。小流動(dòng)部分1202和大流動(dòng)部分1204在入口 1208匯聚到內(nèi)圓柱體316，且隨后被噴射通過縱向狹槽314以用于流動(dòng)控制。該實(shí)施例通過基本僅引導(dǎo)建立旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所必須的入流324部分而減小損耗。[0076]圖13是根據(jù)本公開實(shí)施例的示例性流體橫越致動(dòng)器310的構(gòu)型1300的透視圖A和剖視圖B，該流體橫越致動(dòng)器310包括軸向渦輪機(jī)1302、1304或1306。一組徑向渦輪機(jī)葉片1308形成與進(jìn)口管1320同心的盤。某些情形中，構(gòu)型1300是有利的，這取決于可用于包裝流體橫越致動(dòng)器310組件的空間布局。進(jìn)入氣流(如氣流324)的內(nèi)部分1310直接流向流體橫越致動(dòng)器310。氣流324的外部分1312碰撞在渦輪機(jī)葉片1308上從而提供所需的旋轉(zhuǎn)扭矩。渦輪機(jī)葉片1308可經(jīng)圓形元件1314在尖部1316耦連，以便獲得附加剛性。通過選擇葉片數(shù)目、葉片弦、徑向長(zhǎng)度和扭曲分布的最佳組合，可針對(duì)最大效率來設(shè)計(jì)軸向渦輪機(jī)1302、1304或1306。軸向渦輪機(jī)1302、1304或1306也可包括一系列盤元件。
[0077]圖14是根據(jù)本公開實(shí)施例的構(gòu)造自旋轉(zhuǎn)橫越致動(dòng)器系統(tǒng)的過程1400(過程1400)的示例性流程圖?？梢詸C(jī)械地、通過軟件、硬件、固件、計(jì)算機(jī)可讀軟件、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或其任何組合，來執(zhí)行結(jié)合過程1400執(zhí)行的不同任務(wù)。應(yīng)該理解，過程1400可包括任何數(shù)目的額外或可替換任務(wù)，圖14中示出的任務(wù)不必以所示順序執(zhí)行，且過程1400可被包括到具有這里沒有詳細(xì)描述的額外功能的更完整的程序或過程中。
[0078]為了說明的目的，過程1400下面的描述可提及上面結(jié)合圖1-10提到的元件。在某些實(shí)施例中，部分過程1400可由系統(tǒng)300的不同元件執(zhí)行，如平臺(tái)302、控制表面306、流體橫越致動(dòng)器310、渦輪機(jī)320、流體源322等。應(yīng)該理解，過程1400可包括任意數(shù)目的額外或替換任務(wù)，圖14中示出的任務(wù)不必以所示順序執(zhí)行，且過程1400可被包括到具有這里沒有詳細(xì)描述的額外功能的更完整的程序或過程中。
[0079]過程1400可以開始于，將內(nèi)圓柱體(例如內(nèi)圓柱體316)耦連到外圓柱體(例如外圓柱體312)內(nèi)部(任務(wù)1402)。
[0080]過程1400可以繼續(xù)到，將渦輪機(jī)(如渦輪機(jī)320)構(gòu)造成響應(yīng)流體流(如氣流324)旋轉(zhuǎn)(任務(wù)1404)。
[0081]過程1400可以繼續(xù)到，將渦輪機(jī)320耦連到內(nèi)圓柱體316 (任務(wù)1406)。
[0082]過程1400可以繼續(xù)到，在外圓柱體312內(nèi)構(gòu)造縱向狹槽(例如縱向狹槽314)(任務(wù) 1408)。
[0083]過程1400可以繼續(xù)到，將縱向狹槽314構(gòu)造成噴射流體流(任務(wù)1410)。
[0084]過程1400可以繼續(xù)到，在內(nèi)圓柱體316中構(gòu)造至少一個(gè)螺旋狹槽(例如螺旋狹槽318)(任務(wù) 1412)。
[0085]過程1400可以繼續(xù)到，將內(nèi)圓柱體316構(gòu)造成響應(yīng)渦輪機(jī)320的旋轉(zhuǎn)在外圓柱體312內(nèi)部旋轉(zhuǎn)(任務(wù)1414)。
[0086]過程1400可以繼續(xù)到，將所述至少一個(gè)螺旋狹槽318構(gòu)造成噴射流體流到縱向狹槽314中(任務(wù)1416)。
[0087]過程1400可以繼續(xù)到，將外圓柱體312耦連到包括噴射狹槽(如噴射狹槽326)的流體動(dòng)力表面(如控制表面306)，所述噴射狹槽可操作成在流體動(dòng)力表面上噴射流體流(任務(wù) 1418)。
[0088]過程1400可以繼續(xù)到，將外圓柱體312構(gòu)造成使得縱向狹槽314在流體動(dòng)力表面下方對(duì)齊并交疊于噴射狹槽326 (任務(wù)1420)。
[0089]過程1400可以繼續(xù)到，在流體動(dòng)力表面的上側(cè)(如上表面706)上構(gòu)造噴射狹槽(任務(wù) 1422)。[0090]圖15示出根據(jù)本公開實(shí)施例的操作流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)的過程1500的示例性流程圖。結(jié)合過程1500執(zhí)行的不同任務(wù)可被機(jī)械地、通過軟件、硬件、固件、計(jì)算機(jī)可讀軟件、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或其任何組合地被執(zhí)行。應(yīng)該理解，過程1500可包括任何數(shù)目的額外或可替換任務(wù)，圖15中示出的任務(wù)不必以所示順序執(zhí)行，且過程1500可被包括到具有這里沒有詳細(xì)描述的額外功能的更完整的程序或過程中。
[0091]為了說明的目的，過程1500的下面描述可以指的是上面結(jié)合圖1-10提到的元件。在某些實(shí)施例中，部分過程1500可由系統(tǒng)300的不同元件執(zhí)行，如平臺(tái)302、控制表面306、流體橫越致動(dòng)器310、渦輪機(jī)320、流體源322等。應(yīng)該理解，過程1500可包括任意數(shù)目的額外或替換任務(wù)，圖15中示出的任務(wù)不必以所示順序執(zhí)行，且過程1500可被包括到具有這里沒有詳細(xì)描述的額外功能的更完整的程序或過程中。
[0092]過程1500可以開始于，響應(yīng)流體流(如氣流324)旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)(如渦輪機(jī)320)(任務(wù) 1502)。
[0093]過程1500可以繼續(xù)到，響應(yīng)渦輪機(jī)320的旋轉(zhuǎn)在包括縱向狹槽(如縱向狹槽314)的外圓柱體(如外圓柱體312)內(nèi)旋轉(zhuǎn)包括至少一個(gè)螺旋狹槽(如螺旋狹槽318)的內(nèi)圓柱體(如內(nèi)圓柱體316)(任務(wù)1504)。
[0094]過程1500可以繼續(xù)到，噴射流體流到所述至少一個(gè)螺旋狹槽318中(任務(wù)1506)。
[0095]過程1500可以繼續(xù)到，將流體流噴出縱向狹槽314 (任務(wù)1508)。
[0096]過程1500可以開始于，弓丨導(dǎo)流體流通過渦輪機(jī)320進(jìn)入內(nèi)圓柱體316(任務(wù)1510)。
[0097]過程1500可以繼續(xù)到，當(dāng)縱向狹槽314和螺旋狹槽318重合時(shí)，導(dǎo)引流體流通過縱向狹槽314和噴射狹槽(如噴射狹槽326)(任務(wù)1512)。
[0098]圖16是根據(jù)本公開實(shí)施例的平臺(tái)302 (如圖6中機(jī)翼402)的橫截面示圖1600。空氣噴氣328在氣流方向上流動(dòng)，如圖3中氣流方向332，并流出機(jī)翼402中的機(jī)翼噴射狹槽602，且流出襟翼404的襟翼噴射狹槽504。
[0099]圖17和圖18是根據(jù)本公開實(shí)施例的流體橫越致動(dòng)器310的致動(dòng)模式1700和1800的示圖。圖17和圖18示出流體橫越致動(dòng)器310的俯視圖?？諝鈬姎?28的寬度由外圓柱體312的縱向狹槽314的寬度限定?？諝鈬姎忾L(zhǎng)度由內(nèi)圓柱體316的螺旋狹槽318和外圓柱體312的縱向狹槽314的交疊限定。
[0100]圖17示出交疊1702的致動(dòng)模式，所述交疊為流體橫越致動(dòng)器310的長(zhǎng)度的大約八分之一?？諝鈬姎?704的周期運(yùn)動(dòng)取決于內(nèi)圓柱體316的旋轉(zhuǎn)速度。對(duì)于螺旋狹槽318，致動(dòng)頻率相應(yīng)于內(nèi)圓柱體316的旋轉(zhuǎn)頻率。因此，對(duì)于給定的恒定氣流速度，空氣噴氣1704的氣流量約為在流體橫越致動(dòng)器310的距離上恒定吹氣氣流量的八分之一。內(nèi)圓柱體316的螺旋狹槽318與外圓柱體312的縱向狹槽314的交疊形成交疊1702。隨著內(nèi)圓柱體316繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，空氣噴氣1704沿軸線1706以周期運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。
[0101]圖18是致動(dòng)模式的示圖，其中空氣噴氣1704被分成大量空氣噴氣1802。在該例子中，螺旋狹槽318比圖17中螺旋狹槽更緊密地旋繞。圖18中螺旋狹槽318在流體橫越致動(dòng)器310的長(zhǎng)度上與縱向狹槽314形成八個(gè)交疊區(qū)段1804。每個(gè)交疊區(qū)段1804約為圖17中交疊1702長(zhǎng)度的八分之一。在該例子中，多個(gè)空氣噴氣1802具有與圖17中空氣噴氣1704相同的氣流量。因此，圖17中空氣噴氣1704有效地分離為八個(gè)空氣噴氣。隨著內(nèi)圓柱體316繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，多個(gè)空氣噴氣1802沿軸線1806以周期性運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。[0102]在這些所示例子中，大量致動(dòng)模式可用于增加升力。選擇致動(dòng)模式的參數(shù)從而最好地符合特定應(yīng)用的設(shè)計(jì)目標(biāo)和目的。致動(dòng)模式指的是用于獲得所需結(jié)果的一組裝置參數(shù)。例如，一種致動(dòng)模式可產(chǎn)生一個(gè)約為致動(dòng)單元長(zhǎng)度八分之一的空氣噴氣。另一種致動(dòng)模式可產(chǎn)生十六個(gè)單獨(dú)的空氣噴氣，這些空氣噴氣整體約為整個(gè)空氣噴氣長(zhǎng)度的十六分之
o
[0103]其他致動(dòng)模式可結(jié)合改變空氣噴氣的長(zhǎng)度和數(shù)目來改變供應(yīng)的空氣壓力。其他致動(dòng)模式可結(jié)合改變空氣噴氣的長(zhǎng)度和數(shù)目，通過內(nèi)部元件的旋轉(zhuǎn)速度改變空氣噴氣移動(dòng)過控制表面的速度。其他致動(dòng)模式可同步大量空氣噴氣運(yùn)動(dòng)過大量致動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)。
[0104]圖17和圖18中描述的不同致動(dòng)模式的示圖不是致動(dòng)模式的詳盡組合。不同實(shí)施例可用不同交疊長(zhǎng)度、空氣噴氣數(shù)目以及致動(dòng)單元長(zhǎng)度實(shí)施，而不偏離本公開的保護(hù)范圍。例如，在某些實(shí)施例中，可建立十六個(gè)空氣噴氣，每個(gè)空氣噴氣具有約為圖17中空氣噴氣1704的十六分之一的長(zhǎng)度。某些實(shí)施例中，可使用大量致動(dòng)單元。流體橫越致動(dòng)器310的數(shù)目可具有大量空氣噴氣，其可以一起同步或不一起同步，從而產(chǎn)生所需效果。
[0105]圖19-22是根據(jù)本公開實(shí)施例的飛機(jī)機(jī)翼的一個(gè)區(qū)段上的橫越空氣噴氣的示圖。圖19示出流過襟翼404中的狹槽的空氣噴氣328，如圖5中襟翼噴射狹槽504。在這些所示例子中，空氣噴氣328產(chǎn)生在襟翼404上方的附著區(qū)域1902。還示出了瞬時(shí)流動(dòng)分離穴(Instantaneous flow separation pocket) 1904。
[0106]空氣噴氣328在相繼的時(shí)間間隔橫越襟翼404。
[0107]空氣噴氣328以周期性運(yùn)動(dòng)橫越襟翼404。橫越空氣噴氣的速度由圖3中內(nèi)圓柱體316的旋轉(zhuǎn)頻率控制。空氣噴氣328沿襟翼404移動(dòng)，附著區(qū)域1902產(chǎn)生的效果即使在空氣噴氣328通過后還保持逗留。附著區(qū)域1902的逗留減少襟翼404上方瞬時(shí)流動(dòng)分離穴1904的量。因此，產(chǎn)生的升力量增加，同時(shí)產(chǎn)生升力所需的致動(dòng)量減小。
[0108]如這些例子所示，圖19-`22提供對(duì)于給定機(jī)翼區(qū)段長(zhǎng)度，單個(gè)橫越空氣噴氣的示圖，如上述圖17中空氣噴氣1704。此外，空氣噴氣328可被分為大量空氣噴氣，其橫越機(jī)翼區(qū)段，如上述圖18中的大量空氣噴氣1802。
[0109]以該方式，本公開實(shí)施例提供不同裝置以用于構(gòu)造自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其使用渦輪機(jī)而非電動(dòng)馬達(dá)來致動(dòng)。使用渦輪機(jī)使得實(shí)施自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。相比現(xiàn)有系統(tǒng)，渦輪機(jī)包括幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如但不限于:具有較低重量，不需要電源，消除可能的雷擊災(zāi)害，由于較少部件而簡(jiǎn)化整個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)，減少泄露風(fēng)險(xiǎn)，減少保養(yǎng)，以及其他優(yōu)點(diǎn)。
[0110]上面的描述提及元件或節(jié)點(diǎn)或特征“連接的”或“耦連的”到一起。如這里所用，除非另外明確指出，“連接的”意味著一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征直接結(jié)合到(或直接與其通信)另一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征，且不必機(jī)械地結(jié)合。類似地，除非另外明確指出，“耦連的”意味著一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征直接結(jié)合到(或直接或間接與其通信)另一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征，且不必機(jī)械地結(jié)合。因此，雖然圖2-13示出元件的示例性結(jié)構(gòu)，額外的中間元件、裝置、特征或組件可出現(xiàn)在本公開的實(shí)施例中。
[0111]除非額外明確說明，本說明書中使用的術(shù)語和短語，以及其中的變體應(yīng)解讀為開放的，而非限制性的。作為例子:術(shù)語“包括”應(yīng)當(dāng)作“包括但不限于”等；術(shù)語“例子”用于提供討論項(xiàng)的示例性事例，而非詳盡或限制性列表；以及形容詞，如“常規(guī)的”、“傳統(tǒng)的”、“正常的”、“標(biāo)準(zhǔn)的”、“已知的”以及類似意義的術(shù)語不能解讀為限制所述項(xiàng)于給定的時(shí)間段或給定時(shí)間段可用項(xiàng)，而是解讀為包括可用的或現(xiàn)在或未來任意時(shí)間已知的常規(guī)的、傳統(tǒng)的、正常的或標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。
[0112]類似地，與連詞“和”關(guān)聯(lián)的一組項(xiàng)不能解讀為要求每個(gè)和各個(gè)所述項(xiàng)出現(xiàn)在該分組中，而是應(yīng)解讀為“和/或”，除非另外明確指出。類似地，與連詞“或”關(guān)聯(lián)的一組項(xiàng)不能解讀為要求該組內(nèi)相互排斥，而是應(yīng)解讀為“和/或”，除非另外明確指出。而且，雖然本公開的項(xiàng)、元件或組件可以單數(shù)描述或要求，但復(fù)數(shù)被認(rèn)為在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)，除非明確指出限制為單數(shù)。增寬詞和短語的出現(xiàn)，如“一個(gè)或更多”、“至少一個(gè)”、“但不限于”或某些情形中其他相似短語不能解讀為意味著在不存在這樣的增寬短語情況下意圖或需要較窄情形。
[0113]如這里所用，除非另外明確指出，“可操作”意味著能夠使用，裝配或使用或服務(wù)就緒，可用于特定目的，并能夠執(zhí)行所述或這里描述的所需功能。對(duì)于系統(tǒng)和裝置，術(shù)語“可操作”意味著系統(tǒng)和/或裝置是全功能的或校準(zhǔn)的，包括用于所述功能的元件，和在激活時(shí)符合可應(yīng)用操作性要求從而執(zhí)行所述功能。對(duì)于系統(tǒng)和電路，術(shù)語“可操作”意味著系統(tǒng)和/或電路是全功能并校準(zhǔn)的，包括用于所述功能的邏輯，和在激活時(shí)符合可應(yīng)用操作性要求從而執(zhí)行所述功能。
【權(quán)利要求】
1.一種自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其包括: 渦輪機(jī)，其可操作成響應(yīng)流體流而旋轉(zhuǎn)； 外圓柱體，其包括可操作成噴射所述流體流的縱向狹槽；以及內(nèi)圓柱體，其可操作成響應(yīng)所述渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在所述外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)并包括可操作成噴射所述流體流到所述縱向狹槽內(nèi)的至少一個(gè)螺旋狹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，進(jìn)一步包括流體流動(dòng)力表面，所述流體流動(dòng)力表面包括耦連到所述外圓柱體并可操作成在所述流體動(dòng)力表面上噴射所述流體流的噴射狹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其中所述至少一個(gè)螺旋狹槽包括在所述流體動(dòng)力表面上掃過的周期性流體流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其中所述渦輪機(jī)包括具有多個(gè)徑向渦輪機(jī)葉片的軸向渦輪機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其中所述渦輪機(jī)包括軸向渦輪機(jī)、分離式渦輪機(jī)、切向渦輪機(jī)、周向渦輪機(jī)、組合帶歧管軸向/周向渦輪機(jī)、螺旋渦輪機(jī)、延伸所述內(nèi)圓柱體長(zhǎng)度的內(nèi)向肋條之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，進(jìn)一步包括流體流旁通，其可操作成: 繞所述渦輪機(jī)引導(dǎo)所述流體流的旁通部分；以及 將所述旁通部分與所述內(nèi)圓柱體內(nèi)的所述流體流再匯合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其中所述渦輪機(jī)包括所述流體流旁通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，進(jìn)一步包括: 第二外圓柱體，其包括可操作成噴射所述流體流的第二縱向狹槽；以及 第二內(nèi)圓柱體，其可操作成響應(yīng)所述渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在所述第二外圓柱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)并包括可操作成噴射所述流體流到所述第二縱向狹槽中的至少一個(gè)第二螺旋狹槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器，其中所述螺旋狹槽基本由繞所述內(nèi)圓柱體的一個(gè)或更多完全回轉(zhuǎn)構(gòu)成。
10.一種構(gòu)造自旋轉(zhuǎn)流體橫越致動(dòng)器的方法，所述方法包括: 構(gòu)造渦輪機(jī)從而響應(yīng)流體流旋轉(zhuǎn)； 在外圓柱體中構(gòu)造縱向狹槽； 構(gòu)造所述縱向狹槽從而噴射所述流體流； 在內(nèi)圓柱體中構(gòu)造至少一個(gè)螺旋狹槽； 構(gòu)造內(nèi)圓柱體從而響應(yīng)所述渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)在所述外圓柱體中旋轉(zhuǎn)；以及構(gòu)造所述至少一個(gè)螺旋狹槽從而噴射所述流體流到所述縱向狹槽中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括將所述內(nèi)圓柱體耦連在所述外圓柱體內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括耦連所述外圓柱體到流體動(dòng)力表面，所述流動(dòng)動(dòng)力表面包括可操 作成在所述流體動(dòng)力表面上噴射所述流體流的噴射狹槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括構(gòu)造所述外圓柱體，以使得所述縱向狹槽在所述流體動(dòng)力表面下方對(duì)齊并交疊于所述噴射狹槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括在所述流體動(dòng)力表面的上側(cè)上構(gòu)造所述噴射狹槽。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所 述的方法，進(jìn)一步包括耦連所述渦輪機(jī)到所述內(nèi)圓柱體。
【文檔編號(hào)】B64C23/02GK103786875SQ201310435010
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月27日
【發(fā)明者】A·施米勒維馳, S·R·肯特 申請(qǐng)人:波音公司