[发明专利]具有可变外形的翼型形状主体

说明书

一种具有可变外形的翼型形状主体，包括：第一蒙皮，限定吸力表面；第二蒙皮，限定压力表面并且至少在翼型形状主体的前缘和/或后缘处连接到第一蒙皮；至少一个细长加强梁，被布置在翼型形状主体的腔内侧并被固定到所述第一蒙皮和所述第二蒙皮中的至少一个，加强梁至少包括一个接一个地布置的第一梁区段和第二梁区段、以及布置在梁区段的端部之间并与其连接的连接构件，所述连接构件适于通过弹性变形而允许梁区段之间的相对运动；和与所述细长加强梁可操作地关联的致动器，其中，在操作致动器时，第一梁区段相对于第二梁区段运动，反之亦然，从而改变梁区段相对于彼此的取向，这导致翼型形状主体的可变外形的变化。

技术领域

本发明尤其但不仅限于涉及一种具有可变外形的翼型形状主体。

背景技术

例如，飞机机翼通常具有可独立运动的机翼部件，比如襟翼、缝翼、方向舵、升降舵、副翼、扰流板等。这些可运动机翼部件可以例如被安装在机翼的后缘或前缘，并且可以相对于机翼的主要不可偏转部件向上或向下枢转。

这种可运动机翼部件的缺点之一是它们需要相对较重、复杂且昂贵的结构。该结构通常具有高的部件数和相对频繁的维护间隔。最重要的是，当所述可运动机翼部件偏转时，主翼的与可运动机翼部件邻接的弯曲部分的局部半径通常相对较小。这导致流过主体的空气的提前分离，并因此导致较低的升力和较高的阻力。与提前分离问题相关的是由该提前分离引起的噪声。

为了解决上述问题中的至少一个，飞机工业提出了所谓的变形机翼结构的不同概念：具有可变外轮廓的机翼，同时具有光滑的符合空气动力学原理的表面，尤其是具有不间断的上机翼表面。在US 6.491.262、US 7.384.016和EP 2 423 104中公开了示例。

本发明寻求提供一种具有可变外轮廓的替代翼型形状主体。

发明内容

因此，提出了根据权利要求1的具有可变外形的翼型形状主体。

由于本发明涉及翼型形状主体，所以空气在该主体上面流动，由此在第一蒙皮和第二蒙皮之间产生压力差。第一蒙皮位于相对压力低的一侧，即吸力侧，并且在本领域中也称为上蒙皮。第二蒙皮位于主体的相对压力高的一侧，即压力侧，并且在本领域中也称为下蒙皮。当翼型形状主体是对称的时，例如当翼型形状主体是飞机的竖直尾翼时，什么是第一侧和什么是第二侧取决于翼型形状主体相对于气流的侧滑角度。翼型形状主体的示例是飞机机翼及其部件，例如扰流板、襟翼、缝翼、方向舵、升降舵、副翼、翼尖、小翼等，但也可以是风力涡轮机叶片及其部件。

第一蒙皮和第二蒙皮之间的压力差将分散的载荷引入到第一蒙皮和第二蒙皮上。这些载荷可以高达20.000N/m²，当利用翼型形状主体或包括所述主体的装置进行操纵时甚至更高。为了能够承受这种载荷，翼型形状主体在其内侧通过梁区段(例如细长加强梁)进行了加固。这些梁区段至少部分地承载在主体的蒙皮上引入的载荷。主体中可以存在多于一个的细长加强梁。例如，可以在飞机机翼的展向(spanwise)方向上存在多个肋，不同的肋基本上彼此平行并且沿弦向方向布置，例如在肋之间存在150-300mm的间距。替代地，沿着飞机机翼的弦向(chordwise)方向可以存在多个翼梁，不同的翼梁基本上彼此平行并且沿展向方向布置。

第一蒙皮和第二蒙皮一起形成翼型形状主体的外轮廓，并且例如可以在主体的前缘和/或后缘处被连接。优选地，翼型形状主体的外轮廓是弯曲的，其中第一蒙皮和第二蒙皮都具有曲率。通过使梁区段相对于彼此运动，可以局部改变该曲率。例如，翼型轮廓的后缘可以向下枢转，从而增加第一蒙皮的曲率。替代地，机翼的翼尖可以向上或向下枢转，通过使梁区段相对于彼此枢转来改变第一蒙皮的曲率。本领域技术人员将理解，当第一蒙皮的曲率改变时，第二蒙皮的形状(例如曲率)也改变。

优选地，连接元件仅被连接至梁区段，而不连接至蒙皮。于是在蒙皮的内侧、连接元件和梁区段之间存在间隙或空白空间。该空白空间局部地降低了蒙皮的刚度，使得该蒙皮可以有利地弯曲并改变形状，从而使翼型形状主体的外轮廓可变。