CN114408158B - 扰流装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于飞机的扰流装置，包括：第一扰流板，第一扰流板在主机翼的第一展向位置处铰接连接到主机翼；第二扰流板，第二扰流板在主机翼的第一展向位置处铰接连接到主机翼，且位于第一扰流板下方，其中，第一扰流板和第二扰流板能彼此独立地相对于主机翼在打开位置与收回位置之间枢转。本发明还涉及操作该扰流装置的方法，包括：在增升装置打开后，使第一扰流板和第二扰流板处于收回位置，以满足增升装置对缝道参数的需求。本发明的扰流装置有利于改善飞机翼面流动及气动特性。

Description

扰流装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及翼面流动及气动结构设计领域，具体涉及一种用于飞机的扰流装置设计。

背景技术

飞机在空中应急下降或地面减速打开扰流板会产生较大的抬头力矩，从而影响平尾的配平及升降舵的操纵特性。

DE 60 2004 002 166 T2公开了一种可伸缩的扰流板。其中，扰流板放下时与襟翼形成连续外形面，扰流板打开时可增加扰流板长度，从而提高气动效率。

WO 2010/094952 A1公开了一种采用可收缩折叠的扰流板设计。其中，在扰流板打开时限制扰流板和襟翼间空腔内的扰流，从而增加机翼升力以减小机翼载荷。

EP 1527992 A2公开了一种在扰流板下表面布置细长凹槽作为涡流发生器，其中，在襟翼表面产生涡流。

CN 109895992 A公开了一种扰流板后缘的可变形设计。其可根据飞行工况在气动载荷的作用下使扰流板产生不同弯度，与襟翼形成密封，减少扰流板和襟翼之间的空气流动。

这些专利文献均未涉及扰流板在改善流动及改善俯仰力矩方面的改进。

发明内容

基于现有技术中存在的上述的问题，本发明的目的在于，改善飞机翼面流动及气动特性。

为此，本发明提供了一种用于飞机的扰流装置，所述扰流装置包括：

第一扰流板，所述第一扰流板在主机翼的第一展向位置处铰接连接到所述主机翼；

第二扰流板，所述第二扰流板在所述主机翼的所述第一展向位置处铰接连接到所述主机翼，且位于所述第一扰流板下方，

其中，

所述第一扰流板和所述第二扰流板能彼此独立地相对于所述主机翼在打开位置与收回位置之间枢转。

根据本发明的扰流装置的优选实施例，在所述打开位置中，所述第二扰流板密贴地位于所述第一扰流板下方。

根据本发明的扰流装置的优选实施例，在枢转过程中，所述第二扰流板能密贴地位于所述第一扰流板下方。

根据本发明的扰流装置的优选实施例，所述第一扰流板在所述第二扰流板上方完全覆盖所述第二扰流板。

根据本发明的扰流装置的优选实施例，所述扰流装置包括配对设置的多个所述第一扰流板和多个所述第二扰流板，这些第一扰流板和第二扰流板设置在所述主机翼的不同展向位置处。

本发明还提供了一种操作根据前述扰流装置的方法，所述方法包括：

在增升装置打开后，使所述第一扰流板和所述第二扰流板处于所述收回位置，以满足增升装置对缝道参数的需求。

根据本发明的操作方法的优选实施例，所述方法还包括：

当空中减速或者地面破升时，使所述第一扰流板和所述第二扰流板同偏处于所述打开位置，以使在所述第一扰流板和所述第二扰流板与襟翼之间由收缩通道变成扩张通道，在襟翼及其上方形成大分离涡。

根据本发明的操作方法的优选实施例，所述方法还包括：

使所述第一扰流板处于所述打开位置，并使所述第二扰流板处于所述收回位置，以便在所述第一扰流板和所述第二扰流板与襟翼之间形成加速通道。

根据本发明的操作方法的优选实施例，所述方法还包括：

使所述第一扰流板处于所述打开位置，并使所述第二扰流板中的一部分处于所述收回位置，以便在部分所述第一扰流板和所述第二扰流板与襟翼之间形成加速通道。

根据本发明的操作方法的优选实施例，所述方法还包括：

使所述第一扰流板处于所述打开位置，并使所述第二扰流板中位于所述主机翼的展向外侧处的一部分处于所述收回位置，以便在部分所述第一扰流板和所述第二扰流板与襟翼之间形成加速通道。

根据本发明的扰流装置及其操作方法使得能够改善流动及改善俯仰力矩。

附图说明

本文件包括附图，以提供对各种实施例的进一步理解。附图纳入于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与文字描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

参考以上目的，本发明的技术特征在下文中清楚地描述，并且其优点从以下参考附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明的范围。

附图中：

图1为根据本发明的扰流装置的示意简图，其示出了扰流板呈燕尾式打开的状态。

图2为图1中所示的根据本发明的扰流装置的示意简图，其示出了扰流板打开但未呈燕尾式打开的状态。

图3为图1中所示的根据本发明的扰流装置的示意简图，其示出了扰流板未打开的状态。

图4为传统的扰流装置打开(上)与根据本发明的扰流装置呈燕尾式打开(下)的流场对比。

图5为传统的扰流装置打开(上)与根据本发明的扰流装置呈燕尾式打开(下)的压力分布对比。

图6为根据本发明的扰流装置的单块燕尾式扰流板打开的等轴测示意图。

附图标记列表

1 主机翼

2 襟翼

3 第一扰流板

4 第二扰流板

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的实施方式，这些实施方式的示例被显示在附图中并在下文中被描述。

尽管本发明将与示例性实施例相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为所例示的那些实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且还覆盖可以被包括在本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其他实施例。

为了便于解释和精确定义本发明的技术方案，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在附图中所示的示例性实施例的特征的位置来对这些特征进行描述。

参见附图，图1至图3示出了根据本发明的优选实施例的一种用于飞机的扰流装置的优选实施例的三种不同状态。一般地，飞机包括主机翼1和襟翼2。主机翼1和襟翼2两者都可沿飞机的展向延伸。并且襟翼2还可相对于主机翼1在航向上位移和/或围绕展向枢转。其中，图1至图3是沿着垂直于飞机展向的剖面剖得的剖视图，图6是扰流装置部分的截断立体图。

从附图中可见，该扰流装置包括：第一扰流板3和第二扰流板4。要指出的是，附图中仅示出了第一扰流板3和第二扰流板4的存在，而不意在对第一扰流板3和第二扰流板4两者的具体形状进行任何限制。

其中，第一扰流板3在主机翼1的第一展向位置处铰接连接到主机翼1。第二扰流板4在主机翼1的第一展向位置处铰接连接到主机翼1，且位于第一扰流板3下方。第一扰流板3和第二扰流板4可通过包括铰链装置在内的各种铰接方式连接到主机翼1的相应展向位置。例如，每个扰流板可通过一个或多个铰链铰接到主机翼1。

第一扰流板3和第二扰流板4能彼此独立地相对于主机翼1在如图2中所示的打开位置与如图3中所示的收回位置之间枢转。优选地，参见图6，扰流装置还包括扰流板致动器5。扰流板致动器5可包括气缸形式。例如，扰流板致动器5中的一个气缸的一端固定在主机翼1上，该气缸的另一端固定在第一扰流板3上或固定在第二扰流板4上。

要特别指出的是，由于第一扰流板3和第二扰流板4能彼此独立地相对于主机翼1枢转，因此除了如图2中那样第一扰流板3和第二扰流板4两者都位于打开位置和如图3中那样第一扰流板3和第二扰流板4两者都位于收回位置之外，第一扰流板3和第二扰流板4还能处于如图1和图6中所示的那样枢转到彼此分离的位置，尤其是第一扰流板3处于打开位置而第二扰流板4处于收回位置，从而形成所谓的“燕尾式”扰流板。

根据本发明的构思，优选地，在如图2中所示的打开位置中，第二扰流板4可密贴地位于第一扰流板3下方。在该情形中，在打开位置中，第一扰流板3和第二扰流板4看上去已成为单个扰流板。更优选地，本发明的扰流装置可构造成在枢转过程中，使第二扰流板4能密贴地位于第一扰流板3下方。在该情形中，第一扰流板3和第二扰流板4可大致作为单个扰流板进行枢转，直到枢转到位为止。要指出的是，上述枢转过程可包括从初始枢转位置到至少一者的最终位置之间的整个过程。

优选地，第一扰流板3可在第二扰流板4上方完全覆盖第二扰流板4。在该情形中，在两者密贴的情况下，第二扰流板4无法从相应的第一扰流板3的下方露出，故而，两者结合后所得到的扰流板的整体面积主要由位于上方的第一扰流板3所确定。

参见图6，扰流装置优选地可包括配对设置的多个第一扰流板3和多个第二扰流板4。如图中所示，这些第一扰流板3和第二扰流板4可设置在主机翼1的不同展向位置处，也即除了在第一展向位置处设置配对的第一扰流板3和第二扰流板4，还至少在第二展向位置处设置配对的第一扰流板3和第二扰流板4。要指出的是，虽然图中并未示出，但在该优选实施例中，在上述配对设置的多个扰流板之外，还可设置其他非配对的扰流板。在具体的实施例中，下方的第二扰流板4所处的展向位置及展向长度可根据设计需要来确定，不一定展向长度彼此相同或与相配对的第一扰流板3相同，而是例如可根据需要仅在外侧展开燕尾式扰流板以改善俯仰力矩。

本发明还涉及一种操作根据前文所述的扰流装置的方法。根据本发明的方法包括以下操作：

在增升装置打开后，使第一扰流板3和第二扰流板4处于收回位置(参见图3)，该收回位置应能确保和设计的扰流板功能一致，以满足增升装置对缝道参数的需求；

当空中减速或者地面破升需要打开扰流板时，使第一扰流板3和第二扰流板4同偏处于打开位置(参见图2)，以使在第一扰流板3和第二扰流板4与襟翼2之间由收缩通道变成扩张通道，在襟翼2及其上方形成大分离涡(该大分离涡可参见图4的上半部分)，此时，由升力损失造成较大的抬头力矩，影响配平及操纵特性；

使第一扰流板3处于打开位置，并使第二扰流板4处于收回位置(参见图1)，以便在第一扰流板3和第二扰流板4与襟翼2之间形成加速通道(也即前述“燕尾式”扰流板)，此时，使得襟翼2上翼面流动分离再附(如图4的下半部分所示)，增加了襟翼面升力(参见图5)，相比于图2中所示的传统状态减小了抬头力矩，改善了飞机纵向配平及操纵特性。

要指出的是，这些操作步骤并无必然的顺序关系，而是本领域技术人员能够根据实际需求在不同操作之间切换。

此外，还能理解的是，上述操作可针对多对扰流板中处于不同展向位置的一对或多对，而不一定要同时针对全部扰流板进行操作。

针对上述形成图1中构造(即形成“燕尾式”扰流板)的操作，优选地，还可使第一扰流板3处于打开位置，并使第二扰流板4中的一部分处于收回位置，以便在部分第一扰流板3和第二扰流板4与襟翼2之间形成加速通道。换言之，一部分第二扰流板4可与其所配对的第一扰流板3同偏而在其间形成加速通道。

针对上述形成图1中构造(即形成“燕尾式”扰流板)的操作，更优选地，使第一扰流板3处于打开位置，并使第二扰流板4中位于主机翼1的展向外侧处的一部分处于收回位置，以便在部分第一扰流板3和第二扰流板4与襟翼2之间形成加速通道。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其他变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (10)

1.一种用于飞机的扰流装置，

其特征在于，

所述扰流装置包括：

第一扰流板(3)，所述第一扰流板(3)在主机翼(1)的第一展向位置处铰接连接到所述主机翼(1)；

第二扰流板(4)，所述第二扰流板(4)在所述主机翼(1)的所述第一展向位置处铰接连接到所述主机翼(1)，且位于所述第一扰流板(3)下方，

其中，

所述第一扰流板(3)和所述第二扰流板(4)能彼此独立地相对于所述主机翼(1)在打开位置与收回位置之间枢转。

2.根据权利要求1所述的扰流装置，

其特征在于，

在所述打开位置中，所述第二扰流板(4)密贴地位于所述第一扰流板(3)下方。

3.根据权利要求2所述的扰流装置，

其特征在于，

在枢转过程中，所述第二扰流板(4)能密贴地位于所述第一扰流板(3)下方。

4.根据权利要求1所述的扰流装置，

其特征在于，

所述第一扰流板(3)在所述第二扰流板(4)上方完全覆盖所述第二扰流板(4)。

5.根据权利要求1所述的扰流装置，

其特征在于，

所述扰流装置包括配对设置的多个所述第一扰流板(3)和多个所述第二扰流板(4)，这些第一扰流板(3)和第二扰流板(4)设置在所述主机翼(1)的不同展向位置处。

6.一种操作根据前述权利要求中任一权利要求所述的扰流装置的方法，

其特征在于，

所述方法包括：

在增升装置打开后，使所述第一扰流板(3)和所述第二扰流板(4)处于所述收回位置，以满足增升装置对缝道参数的需求。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

所述方法还包括：

当空中减速或者地面破升时，使所述第一扰流板(3)和所述第二扰流板(4)同偏处于所述打开位置，以使在所述第一扰流板(3)和所述第二扰流板(4)与襟翼(2)之间由收缩通道变成扩张通道，在襟翼(2)及其上方形成大分离涡。

8.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

所述方法还包括：

使所述第一扰流板(3)处于所述打开位置，并使所述第二扰流板(4)处于所述收回位置，以便在所述第一扰流板(3)和所述第二扰流板(4)与襟翼(2)之间形成加速通道。

9.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

所述方法还包括：

使所述第一扰流板(3)处于所述打开位置，并使所述第二扰流板(4)中的一部分处于所述收回位置，以便在部分所述第一扰流板(3)和所述第二扰流板(4)与襟翼(2)之间形成加速通道。

10.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

所述方法还包括：

使所述第一扰流板(3)处于所述打开位置，并使所述第二扰流板(4)中位于所述主机翼(1)的展向外侧处的一部分处于所述收回位置，以便在部分所述第一扰流板(3)和所述第二扰流板(4)与襟翼(2)之间形成加速通道。