[发明专利]飞机翼尖装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机机翼的翼尖装置。

背景技术

飞机维持正常飞行时所需的升力是靠机翼上下表面的压力差产生的，由于上下表面压差的存在，翼尖附近机翼下表面空气会绕流到上表面，形成翼尖涡，致使翼尖附近区域机翼上下表面的压差降低，从而导致这一区域产生的升力降低。

针对上述问题，通常在飞机机翼翼尖上再设置翼尖小翼(winglet)，该小翼的主要作用是在不增大机翼展长的前提下，提高有效的展弦比。这样机翼的二维效应增强，诱导阻力减小，升力增加，升阻比提高。其次，翼梢小翼还能耗散翼尖涡，减少对尾随飞行的小飞机的威胁。

然而，飞机机翼一旦加装了翼尖小翼，增加了翼尖小翼的重量。机翼翼端结构为了组装翼尖小翼会变得比较复杂，也会增加一些额外的重量。翼尖小翼使机翼翼根弯矩和剪切载荷增大，还要导致机翼结构重量的增加。而且，翼尖小翼设计得不好，飞机的分离特性、颤振特性也会随之变差。

根据翼尖装置的形状，目前国际上有几类：一种是翼尖帆，或称上反式翼尖小翼。这种式样的翼尖小翼一般具有三段式的结构，即具有安装段、圆弧过渡段和直板段，这种翼尖装置有比较明显的弯曲翼片，在实际应用中，波音公司(Boeing)生产的747-400型飞机和空中客车(AIRBUS)的A330和A340系列飞机都使用了这样的翼尖装置。另外在如波音727、波音757和波音767飞机进行改装时，也会安装这种翼尖装置。

另一种是三角形翼尖帆，这种形式的翼尖帆在空中客车A320系列、A310和A380中运用，这种类型的翼尖装置也可说是空中客车飞机的标准形式。

另外，波音新设计的客机如波音777、波音787、波音747-8都以特殊的鲨鱼鳍式翼尖装置(raked winglet)来代替翼尖帆。

虽然上反式翼尖小翼和翼尖帆都有明显的减阻效果，但是无论是翼尖小翼还是翼尖帆，它们翼根的弯矩都较大，这就增加了其自身的结构重量，并对飞机的颤振特性产生一定影响。

因此，人们希望能在保持翼尖装置气动特性的同时，减少翼尖装置的重量，降低因安装翼尖装置所带来的弯矩重量增加和对颤振特性的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种翼尖装置，其能够在在保持翼尖装置气动特性的同时，减少翼尖装置的重量。

为实现上述目的，本发明提供一种飞机翼尖装置，所述飞机翼尖装置包括过渡部和翼尖部，所述过渡部的内侧端部与飞机机翼的远端连接，所述过渡部的外侧端部与所述翼尖部的连接，其中，所述翼尖部包括多个翼尖段，每个翼尖段都分别包括翼尖和翼根，所述第一个翼尖段的翼根与所述过渡部的外侧端部连接，并且其设置在所述过渡部外侧端部的前缘和后缘之间，所述第n+1个翼尖段的翼根位于第n个翼尖段的翼尖上，并且所述第n+1个翼尖段的翼根弦长短于第n个翼尖段的翼尖弦长，其中n＞0。

在本发明中，将飞机每个翼尖段中的顶部称作为“翼尖”，将飞机每个翼尖段的底部称作为“翼根”。

特别地，所述第n+1个翼尖段的厚度薄于所述第n个翼尖段。

特别地，所述每个翼尖段的翼尖的弦长都小于其翼根的弦长。更特别地，所述每个翼尖段都为弦长渐缩的翼尖段。

特别地，所述第一个翼尖段的翼根的弦长小于等于所述过渡部的外侧端部的弦长。

特别地，所述过渡部的内侧端部弦长大于所述过渡部的外侧端部弦长。

特别地，所述过渡部为弦长渐缩的过渡部。

特别地，所述过渡部的上曲面和下曲面为光滑曲面。

特别地，所述过渡部与所述飞机机翼的远端光滑连接。

特别地，所述飞机翼尖装置与所述飞机机翼一体成型。

特别地，所述翼尖部的后缘线和所述过渡部的后缘线对齐。

特别地，所述翼尖装置的过渡部的起始端位于所述机翼沿展向的展长的85％-100％。

特别地，所述翼尖部的第一段翼根的弦长为所述过渡部外侧端部弦长的10％-100％。

特别地，所述翼尖部的每个翼尖段的前缘线和后缘线分别是圆锥曲线线段、样条线、直线或折线段。特别地，所述每个翼尖段的前缘线是圆锥曲线段，所述后缘线是直线。更特别地，所述圆锥曲线线段是抛物线、双曲线或椭圆。

另外，本发明还提供一种飞机翼尖装置，所述飞机翼尖装置包括过渡部和翼尖部，所述过渡部的内侧端部与飞机机翼的远端连接，所述过渡部的外侧端部与所述翼尖部连接，其特征在于，所述翼尖部包括翼根和翼尖，所述翼尖部的翼根与所述过渡部的外侧端面连接，并且其设置在所述过渡部外侧端部的前缘和后缘之间，所述翼根的弦长小于所述过渡部外侧端面的弦长。