[发明专利]用于自适应翼型件的致动器

说明书

本发明公开了一种供致动器系统修改飞机机翼的自适应襟翼的设备和方法。所述系统可包括：驱动杆，该驱动杆从所述襟翼的机头部分延伸到其内部；双臂曲柄，该双臂曲柄可附接到所述内部并且被配置为接收驱动杆的端部；枢轴，该枢轴被设置成与驱动杆相对，该枢轴可将双臂曲柄联接到安装架，该安装架固定到襟翼的后缘部分的下表面；蒙皮搭接区，该蒙皮搭接区可被配置为允许后缘部分的下表面在驱动杆的作用下与襟翼的其余部分的下表面相邻地滑动；缓冲器，该缓冲器可设置在飞机机翼内并且被配置为在襟翼移动到收缩状态时对驱动杆施加连续力。

优先权

本申请要求于2016年4月4日提交的名称为“Actuator For Adaptive Airfoil(用于自适应翼型件的致动器)”的美国临时申请No.62/318,132的优先权，该临时申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开的领域整体涉及航空飞行器系统。更具体地讲，本发明的领域涉及用于改变翼型件形状的系统和方法。

背景技术

当前飞机设计利用机翼、水平稳定翼、鸭翼、旋翼桨叶、垂直稳定翼上的多种翼型件以及主要由相对固定的翼型件表面组成的多种其他结构。一般必须针对特定应用(诸如低速操纵性空气动力学或改进的高速空气动力学)优化飞行表面。被配置为在若干性能环境中操作的飞机通常必须采取在多种环境中提供合适特性的翼型件表面。然而，这种折衷通常减损飞机的总体性能以及减损特定飞行条件下的性能。

常规构型通常使飞行表面的改型限于可通过机械移动表面实现的修改。机械致动器和连杆系统用于实现翼型件表面的变化以允许增强的低速飞行和受限的自动驾驶仪操纵。军用飞机已利用机械后掠翼来改进高速飞行期间的空气动力学。虽然可动翼型件部件可对翼型件的空气动力飞行特性具有实质性影响，但翼型件部件的形状一般是固定的。因此，在飞行包线的较大范围内针对性能进一步优化翼型件通常需要结合附加翼型件部件以及所有移动这些附加翼型件部件所需的那些特定部件。然而，由于与大多数飞机相关联的有限空间和重量要求，包括附加可动翼型件部件往往有碍美观。

形状自适应翼型件是可借此在飞机的整个飞行包线中优化翼型件构型的改进方法。修改翼型件的形状使得能够在飞机的大多数飞行条件下优化翼型件的构型。优化的翼型件可在更低速度下提供更好的升力特性以允许更大的起飞重量，同时在高速度下提供更低的阻力以实现更大的飞行范围。因此，能够在整个飞行包线中优化的可修改翼型件提供了对飞机性能的显著改进。

可修改或自适应翼型件一般需要致动装置。然而，缺点是常规电致动器或液压致动器往往沉重、复杂且难以装配在自适应翼型件的界限内。此外，常规致动器一般需要电信号线、电源线或液压管线和复杂的控制器。接线和液压管线的布线往往难以在可动结构上实现，特别是在需要富勒动作(Fowler action)时。此外，常规致动器通常是昂贵的定制设计项目，其需要较长的开发前置时间以确保致动器满足所有强度、偏转度、疲劳和安装要求。

因此需要被配置为修改自适应翼型件并且与现有襟翼或缝翼驱动系统和连杆系统协作的致动系统。

发明内容

提供了供致动器系统修改翼型件的形状的设备和方法。致动器系统包括蒙皮搭接区，该蒙皮搭接区设置在翼型件的表面上。蒙皮搭接区被配置为允许翼型件的第一部分相对于翼型件的第二部分移动。驱动杆与双臂曲柄联接，该双臂曲柄枢转地附接到翼型件的第一部分的内部。缓冲器被配置为在翼型件的移动期间推动驱动杆，使得双臂曲柄使第一部分相对于第二部分滑动，从而修改翼型件的形状。致动器系统可与襟翼驱动系统和连杆系统联接并且由襟翼驱动系统和连杆系统驱动，该襟翼驱动系统和连杆系统被配置为延伸、偏转和收缩飞机的后缘襟翼。在一些实施方案中，致动器系统可被配置为与缝翼驱动系统和连杆系统协作，该缝翼驱动系统和连杆系统被配置为延伸飞机的缝翼。在一些实施方案中，致动器系统可被配置为与铰接式翼型件构件协作，使得铰接式翼型件构件的旋转推动驱动杆，从而实现翼型件构件的形状调整。铰接式翼型件构件可由飞机的副翼、水平稳定翼以及各种其他大致铰接式翼型件构件中的任何者构成。