CN117465658A - 用于飞行器的机翼、后缘高升力组件及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于飞行器的机翼、后缘高升力组件及飞行器。飞行器的机翼包括主机翼和可移动地布置在主机翼的后缘处的后缘高升力组件，其包括襟翼和将襟翼可移动地安装至主机翼的连接组件，其中，连接组件包括用于使襟翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动的致动器单元，其中，襟翼包括前缘部分和以能够绕枢转轴线枢转的方式安装至前缘部分的后缘部分。后缘高升力组件允许降低机翼的重量和成本，因为致动器单元构造成用于使后缘部分相对于前缘部分以独立于使襟翼在缩回位置与至少一个伸展位置之间移动的方式移动，并且/或者构造成用于使襟翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间以独立于使后缘部分相对于前缘部分移动的方式移动。

Description

用于飞行器的机翼、后缘高升力组件及飞行器

技术领域

本发明涉及用于飞行器的机翼。本发明的其他方面涉及用于这种机翼的后缘高升力组件，并且涉及包括这种机翼和/或包括这种后缘高升力组件的飞行器。

背景技术

机翼包括主机翼和后缘高升力组件。后缘高升力组件以可移动的方式布置在主机翼的后缘处并且包括襟翼和连接组件。连接组件将襟翼以可移动的方式安装至主机翼，使得襟翼能够相对于主机翼在机翼的翼弦长度和/或曲率减小的缩回位置与机翼的翼弦长度和/或曲率增大的至少一个伸出位置之间移动。连接组件包括致动器单元，致动器单元例如包括旋转马达或线性马达，以用于使襟翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动。襟翼包括：前缘部分、特别是包括襟翼的前缘的主襟翼部分；以及后缘部分、特别是包括襟翼的后缘的补翼，并且后缘部分以能够绕优选地沿翼展方向延伸的枢转轴线枢转的方式安装至前缘部分、特别是安装至前缘部分的后缘。

在本领域中已知类似的机翼。一些已知的机翼包括具有襟翼的后缘高升力组件，该襟翼能够例如通过将襟翼固定安装在杆上而相对于主机翼以旋转的方式移动，该杆以可旋转的方式安装至主机翼的后缘并且由安装至旋转驱动臂的驱动支柱驱动。其他已知的机翼具有带有襟翼的后缘高升力组件，该襟翼能够例如通过将襟翼以可旋转的方式安装在托架上而相对于主机翼以组合的线性和旋转的方式移动，该托架沿着线性导引导轨运行同时襟翼由安装至旋转驱动臂的驱动支柱驱动，使得襟翼执行联接式线性和旋转运动。这样的后缘高升力组件被设计成在飞行器起飞和着陆期间展开以通过增加机翼面积、曲率和迎角来增加升力和减小最小空气速度，以及被设计成在巡航飞行期间当空气速度高时缩回以减少阻力。

最近的研究已经表明，可能是有利的是具有下述变形机翼：该变形机翼可以在整个飞行期间调节机翼面积、曲率和迎角，例如作为对强风的“实时”响应或者用以在飞行期间优化升力、阻力和结构载荷。这可以通过包括前缘部分和后缘部分的两部分式襟翼来实现，前缘部分和后缘部分可以根据需要相对于彼此移动。

为了使襟翼的后缘部分相对于前缘部分移动，一些已知的机翼采用了附加的致动器单元。然而，这种附加的致动器单元增加了机翼的重量和成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有简化的后缘高升力组件的机翼，该后缘高升力组件允许降低机翼的重量和成本。

该目的的实现在于，致动器单元构造成使后缘部分相对于前缘部分以独立于使襟翼相对于主机翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动的方式移动。附加地或替代性地，致动器单元构造成使襟翼相对于主机翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间以独立于使后缘部分相对于前缘部分移动的方式移动。优选地，致动器单元构造成用于以彼此独立的方式将后缘部分相对于前缘部分驱动以及将襟翼相对于主机翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间驱动。这可以通过包括两个独立驱动的输出轴的致动器单元来实现，一个输出轴将后缘部分相对于前缘部分驱动，并且另一个输出轴将襟翼相对于主机翼驱动。以这种方式，仅需要一个致动器单元、优选地仅需要一个马达以独立的方式使襟翼相对于主机翼移动和使襟翼的后缘部分相对于前缘部分移动，由此大大降低了机翼的复杂性、重量和成本。

根据优选实施方式，连接组件构造成使得襟翼能够相对于主机翼以旋转的方式、即以枢转的方式移动。优选地，襟翼以能够绕襟翼旋转轴线旋转的方式安装至主机翼。优选地，襟翼旋转轴线位于襟翼的轮廓外侧、优选地例如通过襟翼杆臂与襟翼间隔开。襟翼杆臂优选地经由肋安装至主机翼，该肋从主机翼的下侧部向下突出并且经由襟翼旋转轴线以可旋转的方式安装至杆臂。这种旋转地安装的襟翼涉及非常简单且可靠的连接组件和后缘高升力组件设计。然而，其他襟翼安装也是可能的，特别是允许襟翼的组合旋转和平移运动的襟翼安装、比如包括例如四杆连杆机构或托架轨道机构的福勒襟翼安装。

根据另一优选实施方式，致动器单元包括马达优选为单个马达、第一输出件和第二输出件。马达可以优选地为电动马达、液压马达或气动马达。马达构造成用于将第一输出件和第二输出件两者以彼此独立的方式驱动。优选地，致动单元包括用于驱动第一输出件和第二输出件的仅一个马达。然而，在一些实施方式中，出于冗余的原因，可以提供额外的备用马达，其也能够在限定的情况下驱动第一输出件和第二输出件。通过驱动第一输出件和第二输出件的这种马达，能够通过单个马达实现后缘部分相对于前缘部分以及襟翼相对于主机翼的独立运动。

特别地，优选的是，第一输出件形成为能够绕第一轴轴线旋转的第一输出轴。附加地或替代性地，第二输出件形成为能够绕第二轴轴线旋转的第二输出轴。这样的可旋转的输出轴代表了非常高效且紧凑的输出概念。然而，第一输出件和/或第二输出件也可以形成为线性输出件、特别是能够线性移动的输出棒或滚珠丝杠。

进一步优选的是，第一旋转臂安装至第一输出轴、优选地固定安装至第一输出轴、优选地通过该第一旋转臂的一个端部安装至第一输出轴、以及/或者优选地以横向于第一轴轴线延伸的方式安装至第一输出轴。附加地或替代性地，第二旋转臂安装至第二输出轴、优选地固定安装至第二输出轴、优选地通过该第二旋转臂的一个端部安装至第二输出轴、以及/或者优选地以横向于第二轴轴线延伸的方式安装至第二输出轴。这种第一旋转臂和第二旋转臂是紧凑且有效的驱动构件。

还优选的是，第一旋转臂优选地经由包括至少一个第一连结件的第一连杆机构联接至襟翼的后缘部分。优选地，第一连结件以可旋转的方式安装至第一旋转臂并且以可旋转的方式安装至后缘部分、优选地安装至后缘部分的下侧部或者安装至与后缘部分安装在一起的杆，该杆优选地安装至后缘部分的下侧部。通过这种第一连杆，可以在第一旋转臂与襟翼的后缘部分之间实现简单且有效的联接。

根据优选实施方式，致动器单元安装至主机翼、优选地固定安装至主机翼、优选地安装至从主机翼的下侧部向下延伸的肋。以这种方式，致动器单元可以可靠地安装并且不需要安装至移动部件。

特别地，优选的是，第二旋转臂优选地经由包括至少一个第二连结件的第二连杆联接至襟翼的前缘部分或襟翼杆臂，该襟翼杆臂优选地固定安装至襟翼的前缘部分并且优选地从前缘部分的下侧部向下延伸。优选地，第二连结件以可旋转的方式安装至第二旋转臂并且以可旋转的方式安装至前缘部分、优选地安装至前缘部分的下侧部或安装至与前缘部分的下侧部安装在一起的襟翼杆臂。以这种方式，形成了有效且可靠的连杆。

根据替代性优选实施方式，致动器单元安装至襟翼的前缘部分、优选地固定安装至襟翼的前缘部分、优选地安装至从前缘部分的下侧部向下延伸的襟翼杆臂和/或安装至襟翼的前缘部分的下侧部。以这种方式，襟翼相对于主机翼的运动和后缘部分相对于前缘部分的运动彼此完全断开联接，特别地，襟翼可以在不影响后缘部分相对于前缘部分的运动的情况下相对于主机翼移动。

特别地，优选的是，第二旋转臂优选地经由包括至少一个第二连结件的第二连杆联接至主机翼、优选地联接至从主机翼的下侧部向下延伸的肋。优选地，第二连结件以可旋转的方式安装至第二旋转臂，并且以可旋转的方式安装至主机翼、优选地安装至主机翼的下侧部或者安装至与主机翼安装在一起的肋，该肋优选地安装至主机翼的下侧部。以这种方式，形成了有效且可靠的连杆。

根据优选实施方式，第一输出轴和第二输出轴以从马达的相反侧延伸或以彼此同轴或者平行间隔开的方式从马达的一个共用侧延伸的方式布置。这些都是第一输出轴和第二输出轴的非常紧凑且有效的位置。

根据优选实施方式，第一输出轴和第二输出轴经由差速齿轮单元联接至马达，差速齿轮单元优选地构造成控制由马达提供的旋转动力如何在第一输出轴与第二输出轴之间分配。这种差速齿轮单元代表了用以控制旋转动力从马达到第一输出轴或第二输出轴中的任一者的传递的非常简单且可靠的装置。

特别地，优选的是，差速齿轮单元包括联接至马达的差速齿轮、联接在差速齿轮与第一输出轴之间的第一选择制动器以及联接在差速齿轮与第二输出轴之间的第二选择制动器。优选地，差速齿轮单元还包括联接在第一选择制动器与第一输出轴之间的第一齿轮单元、优选为减速齿轮单元，和/或联接在第二选择制动器与第二输出轴之间的第二齿轮单元、优选为减速齿轮单元。通过第一选择制动器和第二选择制动器的选择性应用可以控制第一输出轴和第二输出轴中的哪一个输出轴由马达提供旋转动力。具体地，致动器单元可以选择性地在第一操作模式和第二操作模式下操作。在第一操作模式下，第一选择制动器被接合并且第二选择制动器被释放，使得第二输出轴由马达驱动并且第一输出轴静止。在第二操作模式下，第二选择制动器被接合并且第一选择制动器被释放，使得第一输出轴由马达驱动并且第二输出轴静止。以这种方式，形成了非常简单且有效的差速齿轮单元。

本发明的另一方面涉及一种用于根据上述实施方式中的任一实施方式所述的机翼以及/或者用于在根据上述实施方式中的任一实施方式所述的机翼中使用的后缘高升力组件。特别地，后缘高升力组件包括襟翼和连接组件，该连接组件用于将襟翼以可移动的方式安装至主机翼，使得襟翼能够在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动。连接组件包括用于使襟翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动的致动器单元。襟翼包括前缘部分和后缘部分，后缘部分以能够绕枢转轴线枢转的方式安装至前缘部分。致动器单元构造成用于使后缘部分相对于前缘部分以独立于使襟翼相对于主机翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动的方式移动。附加地或替代性地，致动器单元构造成用于使襟翼相对于主机翼在缩回位置与至少一个伸出位置之间以独立于使后缘部分相对于前缘部分移动的方式移动。上面结合机翼解释的特征和效果也适用于后缘高升力组件。

本发明的另一方面涉及一种飞行器，该飞行器包括根据上述实施方式中的任一实施方式的机翼，并且/或者包括根据上述实施方式中的任一实施方式的后缘高升力组件。上面结合机翼和后缘高升力组件解释的特征和效果也适用于飞行器。

附图说明

在下文中，借助于附图对本发明的优选实施方式进行更详细地描述。附图示出了：

图1是根据本发明地实施方式的飞行器的立体图，

图2是根据本发明的第一实施方式的横跨机翼的翼展方向的示意性横截面图，其中重点在于后缘高升力组件包括襟翼；

图3是根据本发明的第二实施方式的横跨机翼的翼展方向的示意性横截面图，其中重点在于后缘高升力组件包括襟翼；

图4是在根据本发明的机翼中使用的致动器单元的第一实施方式的示意性俯视图，

图5是在根据本发明的机翼中使用的致动器单元的第二实施方式的示意性俯视图，

图6是在根据本发明的机翼中使用的致动器单元的第三实施方式的示意性俯视图，

图7是根据本发明的机翼的致动器单元在第一操作模式下的功能图，以及

图8是根据本发明的机翼的致动器单元在第二操作模式下的功能图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施方式的示例性飞行器1。飞行器1包括机翼3，机翼3包括主机翼5和后缘高升力组件9，主机翼5安装至机身7，后缘高升力组件9包括以可移动的方式安装至主机翼5的襟翼11。

图2和图3图示了在图1中所示出的飞行器1的机翼3的两个实施方式。根据如图2和图3中所示出的第一实施方式和第二实施方式两者的机翼3包括主机翼5和后缘高升力组件9。后缘高升力组件9以可移动的方式布置在主机翼5的后缘处并且包括襟翼11和连接组件13。连接组件13将襟翼11以可移动的方式安装至主机翼5，使得襟翼11能够在机翼3的翼弦长度和曲率减小的缩回位置与机翼3的翼弦长度和曲率增大的至少一个伸出位置之间移动。襟翼11以能够绕襟翼旋转轴线19旋转的方式安装至主机翼5，其中，襟翼旋转轴线19位于襟翼轮廓外侧、通过襟翼杆臂20与襟翼11间隔开。襟翼杆臂20经由肋21安装至主机翼5，该肋21从主机翼5的下侧部向下突出，并且经由襟翼旋转轴线19以可旋转的方式安装至杆臂20。襟翼11包括前缘部分23和后缘部分27，前缘部分23包括襟翼11的前缘25，后缘部分27包括襟翼11的后缘29并且以能够绕沿翼展方向33延伸的枢转轴线31枢转的方式安装至前缘部分23。

连接组件13包括致动器单元35，该致动器单元35用于使襟翼11相对于主机翼5在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动，并且用于使后缘部分27相对于前缘部分23移动。具体地，致动器单元35构造成用于使后缘部分27相对于前缘部分23以独立于使襟翼11相对于主机翼5在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动的方式移动。附加地或替代性地，致动器单元35构造成用于使襟翼11相对于主机翼5在缩回位置与至少一个伸出位置之间以独立于使后缘部分27相对于前缘部分23移动的方式移动。具体地，致动器单元35构造成以彼此独立的方式将后缘部分27相对于前缘部分23驱动以及将襟翼11相对于主机翼5驱动。

在图2和图3所示的实施方式中，致动器单元35包括马达37、第一输出件39和第二输出件41。本实施方式中的马达37是电动马达，但也可以是例如液压马达或气动马达。马达37构造成将第一输出件39和第二输出件41两者以彼此独立的方式驱动。第一输出件39形成为能够绕第一轴轴线43旋转的第一输出轴49。第二输出件41形成为能够绕第二轴轴线45旋转的第二输出轴53。第一旋转臂47通过其一个端部以横向于第一轴轴线43延伸的方式固定安装至第一输出轴49。第二旋转臂51通过其一个端部以横向于第二轴轴线45延伸的方式固定安装至第二输出轴53。第一旋转臂47通过其相反的端部经由包括第一连结件57的第一连杆55联接至襟翼11的后缘部分27。第一连结件57以可旋转的方式安装至第一旋转臂47，并且在间隔开的位置以可旋转的方式安装至与后缘部分27的下侧部安装在一起的杆59。

在图2所示的实施方式中，致动器单元35固定安装至主机翼5的从主机翼5的下侧部向下延伸的肋21。第二旋转臂51通过其相反的端部经由包括第二连结件65的第二连杆63联接至襟翼杆臂20，该襟翼杆臂20固定安装至襟翼11的前缘部分23并且从前缘部分23的下侧部向下延伸。第二连结件65以可旋转的方式安装至第二旋转臂51并且以可旋转的方式安装至与前缘部分23的下侧部安装在一起的襟翼杆臂20。

在图3所示的替代性实施方式中，致动器单元35固定安装至从襟翼11的前缘部分23的下侧部向下延伸的襟翼杆臂20。第二旋转臂51经由包括第二连结件65的第二连杆63联接至从主机翼5的下侧部向下延伸的肋21。第二连结件65以可旋转的方式安装至第二旋转臂51并且以可旋转的方式安装至与主机翼5的下侧部安装在一起的肋21。

在图4至图6中，在图2和图3中所示出的机翼3的致动器单元35的三个替代性实施方式被示出为具有三种不同布置的第一输出轴49和第二输出轴53。在图4所示的实施方式中，第一输出轴49和第二输出轴53以延伸远离马达37的方式布置在马达37的相反侧。在图5所示的实施方式中，第一输出轴49和第二输出轴53以延伸远离马达37的方式同轴地布置在马达37的一个共用侧。在图6所示的实施方式中，第一输出轴49和第二输出轴53以延伸远离马达37的方式彼此平行隔开地布置在马达37的一个共用侧。

如图7和图8中所示，在图2和图3中所示出的机翼3的第一输出轴49和第二输出轴53经由差速齿轮单元67联接至马达37，差速齿轮单元67构造成控制由马达37提供的旋转动力如何在第一输出轴49与第二输出轴53之间分配。差速齿轮单元67包括联接至马达37的差速齿轮69、联接在差速齿轮69与第一输出轴49之间的第一选择制动器71、以及联接在差速齿轮69与第二输出轴53之间的第二选择制动器73。差速齿轮单元67还包括呈联接在第一选择制动器71与第一输出轴49之间的减速齿轮单元的形式的第一齿轮单元75和呈联接在第二选择制动器73与第二输出轴53之间的减速齿轮单元的形式的第二减速齿轮单元77。通过第一选择制动器71和第二选择制动器73的选择性应用，可以控制第一输出轴49和第二输出轴53中的哪一个由马达37提供旋转动力。具体地，致动器单元35可以选择性地在第一操作模式和第二操作模式下操作。在图7所示的第一操作模式下，第一选择制动器71被接合并且第二选择制动器73被释放，使得第二输出轴53被马达37驱动而第一输出轴49静止。在图8所示的第二操作模式下，第二选择制动器73被接合并且第一选择制动器71被释放，使得第一输出轴49被马达37驱动而第二输出轴53静止。

通过根据本发明的后缘高升力组件9，仅需要一个致动器单元35来使襟翼11相对于主机翼5以及使后缘部分27相对于襟翼11的前缘部分23以独立的方式移动，由此大大降低了机翼3的复杂性、重量和成本。

Claims (15)

1.一种用于飞行器(1)的机翼(3)，所述机翼(3)包括：

主机翼(5)，以及

后缘高升力组件(9)，所述后缘高升力组件(9)以可移动的方式布置在所述主机翼(5)的后缘处，所述后缘高升力组件(9)包括：

襟翼(11)，以及

连接组件(13)，所述连接组件(13)将所述襟翼(11)以可移动的方式安装至所述主机翼(5)，使得所述襟翼(11)能够在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动，

其中，所述连接组件(13)包括用于使所述襟翼(11)在所述缩回位置与所述至少一个伸出位置之间移动的致动器单元(35)，

其中，所述襟翼(11)包括前缘部分(23)和后缘部分(27)，所述后缘部分(27)以能够绕枢转轴线(31)枢转的方式安装至所述前缘部分(23)，

其特征在于，

所述致动器单元(35)构造成用于使所述后缘部分(27)相对于所述前缘部分(23)以独立于使所述襟翼(11)在所述缩回位置与所述至少一个伸出位置之间移动的方式移动，并且/或者

所述致动器单元(35)构造成用于使所述襟翼(11)在所述缩回位置与所述至少一个伸出位置之间以独立于使所述后缘部分(27)相对于所述前缘部分(23)移动的方式移动。

2.根据权利要求1所述的机翼(3)，其中，所述连接组件(13)构造成使得所述襟翼(11)能够相对于所述主机翼(5)以旋转的方式移动。

3.根据权利要求1或2所述的机翼(3)，其中，所述致动器单元(35)包括马达(37)、第一输出件(39)和第二输出件(41)，其中，所述马达(37)构造成将所述第一输出件(39)和所述第二输出件(41)两者以彼此独立的方式驱动。

4.根据权利要求3所述的机翼(3)，其中，所述第一输出件(39)形成为能够绕第一轴轴线(43)旋转的第一输出轴(49)，并且/或者，

其中，所述第二输出件(41)形成为能够绕第二轴轴线(45)旋转的第二输出轴(53)。

5.根据权利要求4所述的机翼(3)，其中，所述第一输出轴(49)安装有第一旋转臂(47)，并且/或者，

其中，所述第二输出轴(53)安装有第二旋转臂(51)。

6.根据权利要求5所述的机翼(3)，其中，所述第一旋转臂(47)经由包括至少一个第一连结件(57)的第一连杆(55)联接至所述襟翼(11)的后缘部分(27)。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的机翼(3)，其中，所述致动器单元(35)安装至所述主机翼(5)。

8.根据从属于权利要求6时的权利要求7所述的机翼(3)，其中，所述第二旋转臂(51)经由包括至少一个第二连结件(65)的第二连杆(63)联接至所述襟翼(11)的前缘部分(23)或联接至与所述襟翼(11)的前缘部分(23)安装在一起的襟翼杆臂(20)。

9.根据权利要求1至6中的任一项所述的机翼(3)，其中，所述致动器单元(35)安装至所述襟翼(11)的前缘部分(23)或者安装至与所述襟翼(11)的前缘部分(23)安装在一起的襟翼杆臂(20)。

10.根据从属于权利要求6时的权利要求10所述的机翼(3)，其中，所述第二旋转臂(51)经由包括至少一个第二连结件(65)的第二连杆(63)联接至所述主机翼(5)。

11.根据权利要求4至10中的任一项所述的机翼(3)，其中，所述第一输出轴(49)和所述第二输出轴(53)以从所述马达(37)的相反侧延伸或者以彼此同轴或平行隔开的方式从所述马达(37)的一个共用侧延伸的方式布置。

12.根据权利要求4至11中的任一项所述的机翼(3)，其中，所述第一输出轴(49)和所述第二输出轴(53)经由差速齿轮单元(67)联接至所述马达(37)。

13.根据权利要求12所述的机翼(3)，其中，所述差速齿轮单元(67)包括联接至所述马达(37)的差速齿轮(69)、联接在所述差速齿轮(69)与所述第一输出轴(49)之间的第一选择制动器(71)和联接在所述差速齿轮(69)与所述第二输出轴(53)之间的第二选择制动器(73)。

14.一种后缘高升力组件(9)，所述后缘高升力组件(9)用于根据权利要求1至13中的任一项所述的机翼(3)，所述后缘高升力组件(9)包括：

襟翼(11)，以及

连接组件(13)，所述连接组件(13)用于将所述襟翼(11)以可移动的方式安装至所述主机翼(5)，使得所述襟翼(11)能够在缩回位置与至少一个伸出位置之间移动，

其中，所述连接组件(13)包括用于使所述襟翼(11)在所述缩回位置与所述至少一个伸出位置之间移动的致动器单元(35)，并且

其中，所述襟翼(11)包括前缘部分(23)和后缘部分(27)，所述后缘部分(27)以能够绕枢转轴线(31)枢转的方式安装至所述前缘部分(23)，

其特征在于，

所述致动器单元(35)构造成用于使所述后缘部分(27)相对于所述前缘部分(23)以独立于使所述襟翼(11)在所述缩回位置与所述至少一个伸出位置之间移动的方式移动，并且/或者

所述致动器单元(35)构造成用于使所述襟翼(11)在所述缩回位置与所述至少一个伸出位置之间以独立于使所述后缘部分(27)相对于所述前缘部分(23)移动的方式移动。

15.一种飞行器(1)，所述飞行器(1)包括根据权利要求1至13中的任一项所述的机翼(3)和/或包括根据权利要求14所述的后缘高升力组件(9)。