[发明专利]控制机翼漩涡的主动系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明也要求2006年8月25日提交的美国临时申请No.60/840,121的优先权，其内容引用结合于此。

技术领域

本发明公开内容总体涉及用于控制飞行器漩涡的系统和方法。

背景技术

当前的机场容量大大受制于运行时间(该运行时间很大程度上受到天亮时间的限制，防止对机场环境造成的噪声污染)和飞机进出港的频率。影响着陆和起飞的频率的主要因素是消散由运动中的飞机产生的尾流涡系所需的时间。尾流涡系的大小和强度由飞行器的大小和重量决定，在宽体飞机的尾流中会产生湍流的情况。在最坏的情况下，这些涡系强大到足以导致飞机坠毁。多年来，这一问题已经被认识到，并且已经提出许多方法来消除这一问题。但是，许多提出的方案已经证明是无效的或者不适于实际应用。因此，目前需要一种改善的技术以处理翼尖涡系的影响。

发明内容

根据一个方面的飞行器系统包括具有第一和第二相反面对的流动表面和翼尖的机翼。该系统还包括由机翼承载的漩涡消散装置。漩涡消散装置包括定位成从翼尖向外导引流体的流体流孔。该装置还包括操作连接至流体流孔的致动器，该致动器定位成改变将流体从翼尖向外导向所采用的方式；以及操作连接至该致动器的控制器，用于指令该致动器的操作。例如，该致动器可提供脉冲流体向内和向外穿过流体流孔。在具体实施例中，该布置结构可不需要将发动机放气供给至流体流孔。代替地，邻近翼尖的外界空气可往复脉冲通过该孔从而扰动、消散、破坏和/或减小翼尖漩涡的作用。

附图说明

图1是示出在每个翼尖位置处产生漩涡的飞机的等轴视图。

图2是示出导致涡流形成的流型的一部分机翼的等轴视图。

图3是示意性地示出在其他飞行器上产生的涡流的流型以及这些涡流的作用的大概示意性等轴视图。

图4是典型涡流的剖面图。

图5A-5D是示出本发明的初始实施例的喷气流型的序列图。

图6是示出本发明一项实施例的喷嘴部分的大概示意性等轴视图。

图7是沿图6的线7-7所作的剖视图。

图8是图6的喷嘴剖面的端部视图。

图9A、9B、9C-1、9C-2、9D-1和9D-2示出在没有开动漩涡消散装置和开动漩涡消散装置的情况下从翼尖排出的涡流，其中的喷气气流的方向的循环运动的频率为10.7Hz。

图10A、10B和10C示出表示在开动该装置之前和开动之后的涡流的等表面，其中的操作频率为10.7Hz。

图11A、11B和11C是表示当操作频率为10.7Hz时涡流产生和消散的曲线图。

图12A、12B和12C是类似于图10A、10B和10C的等表面视图，其操作频率为1.07Hz。

图13A、13B和13C是类似于图11A、11B和11C的曲线图，该装置以1.07Hz的频率操作。

图14A、14B、14C和14D和14E是类似于图5A-5D的序列图，但是示出的实施例中喷气气流具有以异相的关系往复移动的两个喷气气流部分。

图15A是具有根据本发明另一实施例构造的漩涡消散装置的飞行器的等轴示意图。

图15B是图15A所示的飞行器的一部分的放大等轴视图。

图16A和16B是示出在开动根据本发明一项实施例的系统之前和之后的预期涡流行为的示意图。

图17A和17B示出与图16A和16B初次示出的流场关联的交叉流动的等流速线。

图18A和18B示出分别与图16A和16B所示的流场关联的总压级。

图19示出与根据本发明另一实施例的系统开动之后的流场相关联的预期交叉流动的等流速线。

图20A-20D示出根据本发明若干实施例设置的主动和非主动喷嘴。

图21A-21D示意性地示出使流体流脉冲通过根据本发明若干实施例的喷嘴的方式。

图22是包括根据本发明另一实施例设置的漩涡消散装置的飞行器系统的局部示意图。

图23是包括根据本发明其他实施例设置的漩涡消散装置的飞行器系统的局部示意图。

图24A-24F是漩涡消散装置的示意性视图，其中的气流进入和离开根据本发明其他实施例的流体流动孔。

图25A-25C示意性地示出使流体流脉冲通过根据本发明其他实施例的孔的方式。

具体实施方式