本發(fā)明涉及用于飛行器的控制表面。本發(fā)明還涉及包括控制表面的飛行器或者飛行器部件。

背景技術(shù)：

飛行器的例如為方向舵的可動(dòng)控制表面一般以可鉸接的方式安裝至固定部段，例如，方向舵以可鉸接的方式安裝至垂直尾翼的垂直安定面。這種可動(dòng)控制表面通常繞沿著固定部段延伸的鉸鏈軸線偏轉(zhuǎn)?？刂票砻嬉话銖闹T如機(jī)翼或穩(wěn)定器之類的固定表面的后緣延伸。常規(guī)的控制表面能夠繞其安裝件偏轉(zhuǎn)。

圖3中示出的現(xiàn)象為邊界層分離，其中，邊界層由于與沿著飛行器翼面的固體表面26的流動(dòng)相反的逆壓梯度而從固體表面26剝離。當(dāng)邊界層分離時(shí)，如在圖3中由虛線示出的，表面的升力效能降低。例如，如果在機(jī)翼相對(duì)于氣流的角度增大時(shí)出現(xiàn)明顯的分離區(qū)域，則阻力顯著增大，并且飛行器被認(rèn)為失速。

因此，邊界層分離控制對(duì)飛行器而言非常重要。控制表面繞其偏轉(zhuǎn)軸線的較大偏轉(zhuǎn)角的一個(gè)后果在于控制表面的頭部的部段在控制表面與固定部段——控制表面從該固定部段延伸——的邊界處露出。由于控制表面頭部的彎曲部暴露于空氣流，因而會(huì)發(fā)生顯著的邊界層分離。

如果控制表面的較大偏轉(zhuǎn)角處的流動(dòng)分離可以被控制，則飛行器的性能將得以改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于飛行器的控制表面，該控制表面包括：前緣、后緣和限定于前緣與后緣之間的翼弦線；位于前緣與后緣之間的第一空氣動(dòng)力學(xué)表面；以及位于前緣與后緣之間的第二表面，前緣由頭部形成，該頭部具有控制表面能夠繞其偏轉(zhuǎn)的鉸鏈軸線，第一空氣動(dòng)力學(xué)表面具有暴露氣流表面，并且頭部包括從暴露氣流表面延伸的弧形頭部輪廓部段，其中，弧形頭部輪廓部段構(gòu)造成能夠至少部分地暴露于在控制表面上流動(dòng)的氣流，其中，控制表面的在第一空氣動(dòng)力學(xué)表面與第二表面之間的垂直于所述翼弦線的最大厚度部位于鉸鏈軸線的后方，并且弧形頭部輪廓部段的半徑比翼弦線與控制表面的在第一空氣動(dòng)力學(xué)表面上的最大厚度點(diǎn)之間的垂直距離大。

利用這種布置，可以通過減小會(huì)暴露于控制表面上的氣流的頭部部分的曲率來使控制表面上的邊界層分離、邊界層滯留降到最低程度。

第二表面可以是第二空氣動(dòng)力學(xué)表面。

頭部的輪廓的曲率中心可以從鉸鏈軸線偏移。

頭部輪廓部段的輪廓可以關(guān)于鉸鏈軸線非徑向?qū)ΨQ(non-radial)。

頭部輪廓部段可以限定圓弧。

第一空氣動(dòng)力學(xué)表面的暴露氣流表面和頭部輪廓部段可以是第一暴露氣流表面和第一頭部輪廓部段，并且第二表面可以包括第二暴露氣流表面和從第二暴露氣流表面延伸的第二頭部輪廓部段。第二頭部輪廓部段可以構(gòu)造成能夠至少部分地暴露于在控制表面上流動(dòng)的氣流。

通過設(shè)置這種布置，不管控制表面的偏轉(zhuǎn)方向如何，都可以使邊界層分離延遲并降到最低程度。

第二頭部輪廓部段的輪廓可以關(guān)于鉸鏈軸線非徑向?qū)ΨQ。

第一頭部輪廓部段的曲率可以與第二頭部輪廓部段的曲率不同。

第一頭部輪廓部段的曲率中心可以與第二頭部輪廓部段的曲率中心不同。

第一空氣動(dòng)力學(xué)表面與第二表面可以關(guān)于翼弦線彼此對(duì)稱。

控制表面可以是方向舵?？刂票砻婵梢允歉币??？刂票砻婵梢允巧刀??？刂票砻婵梢允巧蹈币??？刂票砻婵梢允墙蟾币怼?/p>

控制表面的第一空氣動(dòng)力學(xué)表面的最大曲率部可以位于鉸鏈軸線的后方。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于飛行器的控制表面，該控制表面包括前緣、后緣以及位于前緣與后緣之間的空氣動(dòng)力學(xué)表面，前緣由頭部形成，該頭部具有控制表面能夠繞其偏轉(zhuǎn)的鉸鏈軸線，其中，控制表面的空氣動(dòng)力學(xué)表面的最大曲率部位于鉸鏈軸線的后方。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種飛行器部件，該飛行器部件包括固定部段以及根據(jù)上述方面中的一個(gè)方面的控制表面，其中，控制表面能夠相對(duì)于固定部段繞鉸鏈軸線偏轉(zhuǎn)。

鉸鏈軸線的位置可以是固定的。即，鉸鏈軸線的位置相對(duì)于固定部段是不可變的。

頭部可以由固定部段至少部分地容納，并且固定部段的邊界邊緣可以與頭部交疊。

當(dāng)控制表面處于未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，控制表面的在第一空氣動(dòng)力學(xué)表面和第二表面之間的垂直于翼弦線的最大厚度部可以位于邊界邊緣的后方。

第一空氣動(dòng)力學(xué)表面和第二表面可以朝向第一空氣動(dòng)力學(xué)表面和第二表面與邊界邊緣的交界部會(huì)聚。

當(dāng)控制表面處于未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，在固定部段與第一空氣動(dòng)力學(xué)表面的交界部處可以限定有凹入部。

頭部輪廓部段能夠從固定部段的邊界邊緣延伸成暴露于在控制表面上流動(dòng)的氣流。

固定部段可以包括延伸至邊界邊緣的固定的暴露氣流表面，并且當(dāng)控制表面處于完全偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，頭部的輪廓部段的面可以與固定的暴露氣流表面的面基本上對(duì)準(zhǔn)。

邊界邊緣可以包括構(gòu)造成抵接頭部輪廓部段的密封件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種包括根據(jù)上述方面中的一個(gè)方面的控制表面或飛行器部件的飛行器。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述，在附圖中：

圖1示出了具有方向舵、升降舵和副翼的固定翼飛行器；

圖2示出了升力面的常規(guī)布置的截面輪廓圖，其中，控制表面處于未偏轉(zhuǎn)位置；

圖3示出了圖2中所示的升力面的常規(guī)布置的截面輪廓圖，其中，控制表面處于偏轉(zhuǎn)位置；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的升力面的布置的示意性截面輪廓圖，其中，控制表面處于未偏轉(zhuǎn)位置；

圖5示出了圖4中所示的升力面的布置的示意性截面輪廓圖，其中，控制表面處于偏轉(zhuǎn)位置；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的升力面的布置的示意性截面輪廓圖，其中，控制表面處于未偏轉(zhuǎn)位置；

圖7示出了圖6中所示的升力面的布置的示意性截面輪廓圖，其中，控制表面處于第一偏轉(zhuǎn)位置；以及

圖8示出了圖6中所示的升力面的布置的示意性截面輪廓圖，其中，控制表面處于第二偏轉(zhuǎn)位置。

具體實(shí)施方式

圖1中示出了固定翼飛行器10。飛行器10包括機(jī)身11。用作升力面的兩個(gè)機(jī)翼12從機(jī)身11延伸。將理解的是，升力面可以根據(jù)特定應(yīng)用而采取各種不同的平面形狀和輪廓。每個(gè)機(jī)翼12均在其后緣14處具有形成控制表面的副翼13。在飛行器10的尾端15附近設(shè)置有垂直尾翼17和兩個(gè)水平尾翼16。每個(gè)水平尾翼16均在其后緣處具有形成控制表面的升降舵18。垂直尾翼17包括垂直安定面19和方向舵20。

圖2和圖3中示出了垂直尾翼17的已知布置的沿著垂直尾翼17的翼展方向長(zhǎng)度在中途限定的示意性截面輪廓圖。垂直安定面19為具有安定面前緣21和邊界邊緣22的固定部段。在邊界邊緣22處設(shè)置有方向舵20。方向舵20用作控制表面。方向舵20基本上延伸了垂直安定面19的跨度距離(span length)。圖2和圖3示出了垂直尾翼17的方向舵20的沿著翼展方向長(zhǎng)度在中途限定的示意性截面輪廓圖。

方向舵20能夠繞垂直安定面19鉸接。方向舵20以可樞轉(zhuǎn)的方式安裝以繞延伸通過方向舵20的鉸鏈軸線23樞轉(zhuǎn)。方向舵20具有頭部24和尾部25。頭部24限定方向舵20的前端。尾部25限定方向舵20的后端。鉸鏈軸線23限定于方向舵20的前端與后端之間。方向舵20在頭部24與尾部25之間會(huì)聚。即，相反的第一暴露表面26與第二暴露表面27從頭部24至尾部25朝向彼此會(huì)聚。

方向舵20的頭部24的輪廓形狀限定圓弧。頭部的輪廓關(guān)于鉸鏈軸線徑向?qū)ΨQ(radial)。即，頭部24的輪廓形狀繞方向舵20的鉸鏈軸線23一致地延伸。

用作控制表面的方向舵20具有前緣和后緣。該前緣與該后緣之間限定有翼弦線。

垂直安定面19具有頭部容納凹部28。該頭部容納凹部28位于安定面后緣22處。方向舵20的頭部24被容納在頭部容納凹部28中。邊界邊緣22與方向舵20交疊。邊界邊緣22與方向舵20的頭部24交疊。頭部24的徑向?qū)ΨQ的輪廓在方向舵20處于如圖2中所示的方向舵20的中立的未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)被遮擋而不經(jīng)受氣流。即，垂直安定面19與方向舵20共面。因此，當(dāng)方向舵20處于方向舵20的中立的未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，頭部24的徑向?qū)ΨQ的輪廓未暴露于垂直尾翼17上的氣流。

方向舵20能夠繞鉸鏈在如圖2中所示的中立的未偏轉(zhuǎn)位置與如圖3中所示的偏轉(zhuǎn)位置之間偏轉(zhuǎn)。在圖3中，方向舵20被示出為完全偏轉(zhuǎn)，然而將理解的是，方向舵20能夠偏轉(zhuǎn)到其他中間偏轉(zhuǎn)位置中。在圖3中，方向舵20被示出為沿第一方向(在這種情況下，沿順時(shí)針方向)偏轉(zhuǎn)，然而將理解的是，方向舵20還能夠沿第二方向(在這種情況下，沿逆時(shí)針方向)偏轉(zhuǎn)。

當(dāng)方向舵20移動(dòng)到如圖3中所示的偏轉(zhuǎn)位置中時(shí)，頭部24的徑向?qū)ΨQ的輪廓的部段29暴露于垂直尾翼17上的氣流。頭部24的徑向?qū)ΨQ的輪廓有助于在方向舵20的整個(gè)偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)保持垂直尾翼17的基本上連續(xù)的暴露氣流表面。即，防止了高峰或低谷的形成。由于頭部24的徑向?qū)ΨQ的輪廓的暴露部段相對(duì)于方向舵20的剩余部分具有曲率半徑較小的圓弧，因而當(dāng)方向舵20處于偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，促使發(fā)生流動(dòng)分離。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4和圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的垂直尾翼17具有用作控制表面的方向舵30的實(shí)施方式。這些特征和部件與垂直尾翼17的上述常規(guī)布置的特征和部件大體上相同，并且因此在本文中將省去詳細(xì)描述。

圖4和圖5示出了垂直尾翼17的方向舵的沿著翼展方向長(zhǎng)度在中途限定的示意性截面輪廓圖。在圖4中，方向舵30相對(duì)于垂直安定面19處于方向舵30的中立的未偏轉(zhuǎn)位置。在圖5中，方向舵30相對(duì)于垂直安定面處于偏轉(zhuǎn)位置。

方向舵30用作控制表面。垂直安定面19用作固定部段。在本實(shí)施方式中，方向舵30基本上延伸了垂直安定面19的跨度距離。

方向舵30能夠繞垂直安定面19鉸接。方向舵30以可樞轉(zhuǎn)的方式安裝以繞延伸通過方向舵30的鉸鏈軸線33樞轉(zhuǎn)。方向舵30具有頭部34和尾部35。頭部34限定方向舵30的前端。尾部35限定方向舵30的后端。鉸鏈軸線33限定于方向舵30的前端與后端之間。方向舵30在頭部34與尾部35之間會(huì)聚。即，相反的第一暴露表面36與第二暴露表面37從頭部34至尾部35朝向彼此會(huì)聚。

頭部34從第一暴露表面36和第二暴露表面37延伸。頭部34的輪廓并不限定單個(gè)圓弧。即，頭部的輪廓關(guān)于鉸鏈軸線33非徑向?qū)ΨQ。頭部34的輪廓包括第一輪廓部段40和第二輪廓部段41。頭部34具有前端部42。在本實(shí)施方式中，前端部42是限定鈍端部的平坦面，然而，前端部42的其他形狀也是可以的。前端部42在第一輪廓部段40與第二輪廓部段41之間延伸。

第一輪廓部段40具有關(guān)于頭部34的鉸鏈軸線33呈非徑向?qū)ΨQ的輪廓形狀。即，第一輪廓部段40的輪廓形狀關(guān)于鉸鏈軸線33非一致地延伸。第一輪廓部段40是弓形的。第一輪廓部段40具有從鉸鏈軸線33偏移的曲率中心。第一輪廓部段40的曲率半徑比第一輪廓部段40與鉸鏈軸線33之間的距離大。

第一輪廓部段40從第一暴露表面36延伸。第一輪廓部段40的曲率半徑可以沿著方向舵30的跨度距離變化。

第二輪廓部段41具有關(guān)于頭部34的鉸鏈軸線呈非徑向?qū)ΨQ的輪廓形狀。即，第二輪廓部段41的輪廓形狀關(guān)于鉸鏈軸線33非一致地延伸。第二輪廓部段41是弓形的。第二輪廓部段41具有從鉸鏈軸線33偏移的曲率中心。第二輪廓部段41的曲率半徑比第二輪廓部段41與鉸鏈軸線33之間的距離大。

第二輪廓部段41從第二暴露表面37延伸。第二輪廓部段41的曲率半徑可以沿著方向舵30的跨度距離變化。第二輪廓部段41的曲率中心從第一輪廓部段40的曲率中心偏移。

第二輪廓部段41從第二暴露表面37延伸。第二輪廓部段41的曲率半徑可以沿著方向舵30的寬度距離變化。

頭部34的第一輪廓部段40和第二輪廓部段41關(guān)于方向舵30的翼弦線對(duì)稱。第一輪廓部段40和第二輪廓部段41具有一致的曲率半徑。

垂直安定面19具有頭部容納凹部28。該頭部容納凹部28位于安定面后緣22處。方向舵30的頭部34被容納在頭部容納凹部28中。邊界邊緣22與方向舵30交疊。邊界邊緣22與方向舵30的頭部34交疊。頭部34在方向舵30處于如圖4中所示的方向舵30的中立的未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)被遮擋而不經(jīng)受氣流。即，垂直安定面19與方向舵30共面。

當(dāng)方向舵30處于方向舵30的中立的未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，頭部34的第一輪廓部段40未暴露于垂直尾翼17上的氣流。即，垂直安定面19的邊界邊緣22與第一輪廓部段40交疊。

當(dāng)方向舵30處于方向舵30的中立的未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，頭部34的第二輪廓部段41未暴露于垂直尾翼17上的氣流。即，垂直安定面19的邊界邊緣22與第二輪廓部段41交疊。

當(dāng)方向舵30處于方向舵30的中立的未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，在垂直安定面19的邊界邊緣22與方向舵30之間，在垂直尾翼17的整體暴露表面輪廓中形成有凹入部。凹入部43通過給出緊接在邊界邊緣22前面的邊界區(qū)域的輪廓來限定，使得當(dāng)方向舵30處于完全偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，頭部的暴露于氣流的輪廓部段與邊界區(qū)域一起形成曲率較小的連續(xù)弧。即，邊界區(qū)域相對(duì)于垂直安定面19的相鄰表面區(qū)域具有較小的曲率半徑。方向舵30的形成凹入部43的部段處于由邊界區(qū)域形成的流動(dòng)遮蔽部中，并且因此并未暴露于氣流。

已經(jīng)驚人地發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的徑向?qū)ΨQ的頭部輪廓相比，通過設(shè)置頭部的非徑向?qū)ΨQ的輪廓而形成的長(zhǎng)形凹入部不會(huì)導(dǎo)致阻力明顯增大。

在一個(gè)實(shí)施方式中，垂直安定面19的邊界邊緣22延伸至第一輪廓部段40和第二輪廓部段41的邊緣或者延伸超出第一輪廓部段40和第二輪廓部段41的邊緣。

將理解的是，邊界邊緣22在垂直安定面19與方向舵30之間具有密封裝置。

方向舵30能夠繞鉸鏈在如圖4中所示的中立的未偏轉(zhuǎn)位置與如圖5中所示的第一偏轉(zhuǎn)位置之間偏轉(zhuǎn)。在圖5中，方向舵30被示出為完全偏轉(zhuǎn)，然而將理解的是，方向舵30能夠相對(duì)于垂直安定面19偏轉(zhuǎn)到其他的中間偏轉(zhuǎn)位置中。在圖5中，方向舵30被示出為繞垂直安定面19沿第一方向(在這種情況下，沿順時(shí)針方向)偏轉(zhuǎn)，然而將理解的是，方向舵30還能夠相對(duì)于垂直安定面19沿第二方向(在這種情況下，沿逆時(shí)針方向)偏轉(zhuǎn)。

當(dāng)方向舵30移動(dòng)到如圖5中所示的第一偏轉(zhuǎn)位置中時(shí)，頭部34的第一輪廓部段40暴露于垂直尾翼17上的氣流。頭部34的能夠暴露于氣流的第一輪廓部段40與第一暴露表面36一起限定第一空氣動(dòng)力學(xué)表面。頭部34的第一輪廓部段40的非徑向?qū)ΨQ的輪廓的曲率半徑比具有徑向?qū)ΨQ的輪廓的頭部(如圖2和圖3中所示)的曲率半徑大。因此，第一輪廓部段40的輪廓在方向舵30的整個(gè)偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)提供了垂直尾翼17的具有較小曲率的基本上連續(xù)的暴露氣流表面。即，方向舵30與垂直安定面19之間的邊界處的曲率的大小被最小化。由于頭部34的輪廓的暴露部段具有曲率較小的弧，因而當(dāng)方向舵30處于偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，流動(dòng)分離被延后發(fā)生。

當(dāng)方向舵30移動(dòng)到第二偏轉(zhuǎn)位置中時(shí)，頭部34的第二輪廓部段41暴露于垂直尾翼17上的氣流。頭部34的能夠暴露于氣流的第二輪廓部段41與第二暴露表面37一起限定第二空氣動(dòng)力學(xué)表面。頭部34的第二輪廓部段41的非徑向?qū)ΨQ的輪廓的曲率半徑比具有徑向?qū)ΨQ的輪廓的頭部(如圖2和圖3中所示)的曲率半徑大。因此，第二輪廓部段41的輪廓在方向舵30的整個(gè)偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)提供了垂直尾翼17的具有較小曲率的基本上連續(xù)的暴露氣流表面。即，方向舵30與垂直安定面19之間的邊界處的曲率的大小被最小化。由于頭部34的輪廓的暴露部段具有曲率較小的弧，因而當(dāng)方向舵30處于偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，流動(dòng)分離被延后發(fā)生。

方向舵30在第一空氣動(dòng)力學(xué)表面與第二空氣動(dòng)力學(xué)表面之間具有垂直于翼弦線的最大厚度部。方向舵30的最大厚度部位于鉸鏈軸線的后方。即，方向舵30的在第一空氣動(dòng)力學(xué)表面與第二空氣動(dòng)力學(xué)表面之間的垂直于翼弦線的最大厚度部位于鉸鏈線與方向舵30的后緣之間。

當(dāng)方向舵30處于未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，方向舵30的在第一空氣動(dòng)力學(xué)表面與第二空氣動(dòng)力學(xué)表面之間的垂直于翼弦線的最大厚度部位于垂直安定面19的邊界邊緣22的后方。當(dāng)方向舵30處于未偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，方向舵30的在第一空氣動(dòng)力學(xué)表面與第二空氣動(dòng)力學(xué)表面之間的垂直于翼弦線的最大厚度部暴露于氣流。第一空氣動(dòng)力學(xué)表面和第二空氣動(dòng)力學(xué)表面從方向舵30的最大厚度部至垂直安定面19的邊界邊緣22會(huì)聚。

在上述實(shí)施方式中，頭部34的第一輪廓部段40和第二輪廓部段41關(guān)于控制表面的翼弦線對(duì)稱，在該情況下，控制表面為方向舵30。然而將理解的是，在替代性實(shí)施方式中，頭部的第一輪廓部段和第二輪廓部段關(guān)于控制表面的翼弦線是不對(duì)稱的。在這種布置中，在一個(gè)方向上所需的偏轉(zhuǎn)角度可以與在另一個(gè)方向上所需的偏轉(zhuǎn)角度不同。

現(xiàn)在參照?qǐng)D6至圖8，示出了控制表面50的替代性實(shí)施方式?？刂票砻娴脑搶?shí)施方式的構(gòu)型與以上參照?qǐng)D4和圖5所描述的實(shí)施方式的構(gòu)型大體上相同，并且因此在本文中將省去詳細(xì)描述。在該實(shí)施方式中，頭部53的第一輪廓部段51和第二輪廓部段52關(guān)于控制表面50的翼弦線是不對(duì)稱的。這種構(gòu)型對(duì)在一個(gè)方向上所需的偏轉(zhuǎn)角度與在另一個(gè)方向上所需的偏轉(zhuǎn)角度不同的控制表面是有用的。這些控制表面包括副翼、升降舵或升降副翼。本實(shí)施方式中的控制表面為機(jī)翼56。機(jī)翼56具有邊界邊緣54。通過給出緊接在邊界邊緣54的前面的邊界區(qū)域58的輪廓而限定了凹入部57。即，邊界區(qū)域58相對(duì)于機(jī)翼56的相鄰表面區(qū)域具有較小的曲率半徑。因此，當(dāng)方向舵50處于完全偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，頭部53的暴露于氣流的輪廓部段——即，頭部53的第一輪廓部段51和第二輪廓部段52中的一者——與邊界區(qū)域58一起形成曲率較小的連續(xù)弧。邊界邊緣58可以由剛性部段或柔性部段形成。

在該實(shí)施方式中，第一輪廓部段51的曲率中心從第二輪廓部段52的曲率中心偏移。第一輪廓部段的曲率中心和第二輪廓的曲率中心從控制表面50的鉸鏈軸線55偏移。

第一輪廓部段51的曲率半徑與第二輪廓部段52的曲率半徑不同。第二輪廓部段52的曲率半徑比第一輪廓部段51的曲率半徑大。

如圖7中所示，當(dāng)控制表面50移動(dòng)到第一偏轉(zhuǎn)位置中時(shí)，頭部53的第一輪廓部段51由于其暴露超過邊界邊緣54而暴露于氣流。頭部53的第一輪廓部段51的非徑向?qū)ΨQ的輪廓的曲率半徑比具有徑向?qū)ΨQ的輪廓的頭部(如圖2和圖3中所示)的曲率半徑大。因此，第一輪廓部段51的輪廓在控制表面50的整個(gè)偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)提供了具有較小曲率的基本上連續(xù)的暴露氣流表面。由于頭部53的暴露部段具有曲率較小的弧，因而流動(dòng)分離被延后發(fā)生并降到最低程度。

如圖8中所示，當(dāng)控制表面50移動(dòng)到第二偏轉(zhuǎn)位置中時(shí)，第二輪廓部段52暴露于氣流。由于第二輪廓部段52的暴露部段具有曲率較小的弧，因而當(dāng)方向舵50處于第二偏轉(zhuǎn)位置時(shí)，流動(dòng)分離被延后發(fā)生。通過設(shè)置如上所述的不對(duì)稱頭部布置，可以使沿不同方向具有不同偏轉(zhuǎn)要求的控制表面50的效率最高。

設(shè)置不對(duì)稱的第一輪廓部段51與第二輪廓部段52還提供了具有不對(duì)稱截面輪廓形狀的控制表面。

盡管以上示出并描述了頭部的鈍平面前端，但將理解的是，頭部的不形成頭部的輪廓部段的前端的形狀或者每個(gè)輪廓部段的形狀可以不同。頭部的前端具有弧形輪廓或其他輪廓形狀。

將理解的是，固定部段本身可以是可動(dòng)表面，例如可動(dòng)尾翼。固定部段被定義為控制表面繞其鉸接的本體。因此，控制表面繞其鉸接的固定部段本身可以是可動(dòng)表面。

盡管以上已經(jīng)參照方向舵對(duì)控制表面的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但將理解的是，上述發(fā)明能夠適用于例如副翼、升降舵、升降副翼或補(bǔ)翼的其他控制表面。這些控制表面能夠繞鉸鏈軸線樞轉(zhuǎn)。

盡管在上述實(shí)施方式中控制表面能夠沿第一方向和第二方向兩者偏轉(zhuǎn)，但將理解的是，在替代性實(shí)施方式中，控制表面能夠僅沿一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)。在這種實(shí)施方式中，頭部的關(guān)于鉸鏈軸線非徑向?qū)ΨQ的部段僅形成在頭部的一側(cè)。頭部的另一側(cè)部可以關(guān)于鉸鏈軸線徑向?qū)ΨQ。在替代性實(shí)施方式中，控制表面能夠從其中立位置沿兩個(gè)方向偏轉(zhuǎn)，其中，頭部的關(guān)于鉸鏈軸線非徑向?qū)ΨQ的部段僅形成在頭部的一側(cè)。頭部的另一側(cè)關(guān)于鉸鏈軸線徑向?qū)ΨQ。

將理解的是，飛行器10的構(gòu)型、特別是升力面和控制表面的構(gòu)型可以不同。例如，水平尾翼16可以被省去，并且升力面可以具有升降副翼(未示出)。

盡管以上已經(jīng)參照一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但將理解的是，在不背離本發(fā)明的如所附權(quán)利要求中限定的范圍的情況下可以做出各種變型或改型。