联接机翼表面结构的方法及机翼组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种将第一机翼部段与第二机翼部段彼此附接的方法。该方法包括下述步骤：将一个机翼部段相对于另一机翼部段定位在初始组装方位中，使得每个机翼部段上的铰链元件相互对准；将铰链轴插入通过所述对准的铰链元件以将所述机翼部段初始地联接在一起，同时所述机翼部段位于其初始组装方位中；以及将一个机翼部段相对于另一机翼部段绕由所述铰链轴限定的复合角旋转到第二方位中，在第二方位中，所述机翼部段相对于彼此位于其最终组装方位中。还公开了一种机翼组件。
【专利说明】联接机翼表面结构的方法及机翼组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将两个机翼表面结构联接在一起的方法。具体地，本发明涉及下述方法:在该方法中，两个机翼表面结构最初在第一组装方位中通过铰链联接，以随后允许这些机翼表面结构中的一个机翼表面结构相对于另一机翼表面结构绕铰链轴线枢转到第二方位中；在该方法中，所述机翼结构最终在完全组装的方位中联接在一起；并且在该方法中，所述机翼表面结构能够保持到维修或更换。本发明还涉及一种包括根据本发明的所述方法的已经被联接的机翼部段的机翼组件。
【背景技术】
[0002]随着对燃油更高效、更安静的飞行器需求的增加，飞行器结构变得越来越先进，并且对具有较大表面积但是较小截面高度的机翼的需求变得明显。因此，已经达到或超出用于将机翼的部段彼此联接的常规附接结构以及固定件的范围，这是由于机翼部段之间的接触的限制区域导致缺乏用于常规固定件的空间，该空间的缺乏由于限制固定孔之间的最小间距的规定而被加剧。同样明显的是，当常规固定件与这种新的、发展中的机翼几何形状一起使用时，这些固定件并不总是能够经受置于其上的高的压力水平。
[0003]参照本 申请人:自己的于2009年10月30日提交的较早申请GB200919019，对具有两个部段的机翼进行描述。外侧部段能够绕相对于沿机翼的长度延伸的纵向轴线和与纵向轴线成九十度延伸的弦轴线以复合角设定的铰链轴而旋转，使得当飞行器不飞行时，外侧部段呈现收起的、基本竖直的位置，从而使得飞行器能够具有比普通的翼展更长的翼展，但同时就能够使用标准的机场大门而言，实现了具有更短的翼展的飞行器的实用性。
[0004]现在，应当理解的是，从上述早期申请中已知的机翼几何形状和复合铰链结构也可以用于下述应用中:即使在具有常规翼展的飞行器中，两个机翼结构仍将联接在一起；以及当飞行器没有飞行时，无意于使一个机翼结构相对于另一个机翼结构旋转，但是在该应用中，机翼结构在组装后并且在永久基础上将保持在其相对位置中，直至或除非机翼结构被拆开进行维修或保养。相邻的机翼结构的该组装方法特别适合具有较大表面积但是较小截面高度的飞行器结构，其中，由于以上已经解释的原因，常规固定件的使用是有问题的。在W02011/051699中没有公开组装相邻的飞行器结构的方法，W02011/051699在任何情况下描述了用于对一个飞行器结构相对于另一飞行器结构的移动进行控制的复杂齿轮机构，并且在本发明中也并不要求该结构，因此其在本发明的方法中不是必需的。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，提供了一种使第一机翼部段与第二机翼部段彼此附接的方法，该方法包括下述步骤:
[0006](a)将一个机翼部段相对于另一机翼部段定位在初始组装方位，使得每个机翼部段上的铰链元件相互对准；
[0007](b)将铰链轴插入通过所述对准的铰链元件以将机翼部段初始地联接在一起，同时机翼部段位于其初始的组装方位中；
[0008](c)将一个机翼部段相对于另一机翼部段绕由铰链轴限定的复合角旋转到第二方位中，在第二方位中，机翼部段相对于彼此处于其最终组装方位中。
[0009]旋转一个机翼部段的步骤优选地包括下述步骤:旋转该机翼部段，使得当两个机翼部段处于其最终组装方位中时，它们位于相同的几何平面中。
[0010]每个机翼组件具有分离表面，并且该方法可以包括下述步骤:将一个机翼部段相对于另一机翼部段进行旋转，使得当机翼部段相对于彼此处于其最终组装方位中时分离表面抵接。
[0011]优选地，该方法还包括下述步骤:将固定件通过分离表面并且联接这些固定件以使机翼部段相对于彼此锁定在其最终组装方位中并且防止绕所述铰链旋转。
[0012]该方法还包括下述步骤:将机翼部段构造成使得当铰链轴插入到所述对准的铰链元件中时，铰链轴位于在纵向和弦向两个方向上相对于竖直轴线成角度以形成复合角。优选地，所述方法包括将机翼部段构造成使得铰链轴的上端部沿纵向方向朝向尖端部段倾斜并且沿弦向方向朝向机翼部段的后缘倾斜。
[0013]机翼部段可以包括内侧部段和尖端部段，并且然后该方法可以包括下述步骤:将尖端部段相对于静止的内侧部段绕由铰链轴限定的复合角旋转到第二方位中，在该第二方位中，尖端部段相对于内侧部段位于其最终组装方位中。
[0014]在一个实施方式中，内侧部段是飞行器的机翼的下述部分:该部分具有远端部以及用于附接至飞行器的机身的根端部，尖端部段包括通过所述方法附接至所述远端部的小
翼或“鲨鳍小翼”。
[0015]根据本发明，还提供了一种包括第一机翼部段和第二机翼部段的机翼组件，每个机翼部段具有协作铰链元件和铰链轴，该协作铰链元件在机翼部段相对于彼此定位在初始的组装位置中时对准，该铰链轴插入通过所述对准的铰链元件以将所述机翼部段联接在一起，同时机翼部段位于其初始的组装位置中，协作铰链元件构造成使得铰链轴的轴线位于相对于所述机翼组件的两个轴线成复合角，使得机翼部段能够相对于彼此旋转到完全组装位置中。
[0016]在优选实施方式中，每个机翼部段具有分离表面，该分离表面在机翼部段相对于彼此位于其最终组装方位中时抵接。
[0017]优选地，铰链元件和分离表面构造成使得当分离表面抵接时，两个机翼部段均在其最终组装方位中位于大致相同的几何平面中。
[0018]在优选实施方式中，所述组件包括固定件，所述固定件延伸通过分离表面以使机翼部段相对于彼此锁定在其最终组装方位中并且防止绕所述铰链旋转。
[0019]优选地，机翼部段构造成当铰链轴插入到所述对准的铰链元件中时，铰链轴位于在纵向和弦向两个方向上与竖直轴线成角度，以形成复合角。
[0020]在优选实施方式中，机翼部段包括内侧部段和尖端部段，尖端部段能够相对于静止的内侧部段绕由铰链轴限定的复合角旋转到第二方位中，在第二方位中，尖端部段相对于内侧部段位于其最终组装方位中。
[0021]机翼部段可以构造成使得铰链轴的上端部沿纵向方向朝向尖端部段倾斜并且沿弦向方向朝向机翼部段的后缘倾斜。[0022]在优选实施方式中，内侧部段是飞行器的机翼的下述部分:该部分具有远端部以及用于附接至飞行器的机身的根端部，尖端部段包括附接至所述远端部的小翼或“鲨鳍小置，，
ο
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为常规的飞行器的图示，该飞行器在每个翼的远离飞行器的机身的末端处配
备有“鲨鳍小翼”；
[0024]图2为机翼组件的一部分的立体图，该部分具有处于完全组装的构型的对准的内侧部段和尖端部段。在机翼组件上示出了包括纵向轴线、弦向轴线和竖直轴线的直角坐标系;
[0025]图3为与图2相同的视图，但在其中，隐藏的细节用虚线示出；
[0026]图4为在图2和图3中示出的机翼组件的部分的平面图；
[0027]图5示出了组装前的机翼组件，并且在该机翼组件中，尖端部段相对于内侧部段保持在旋转的或初始的 组装方位中，使得当该两个部段在示出的相对位置中被置于朝向彼此时，每个机翼部段上的协作元件将接合；
[0028]图6示出了图5的机翼组件刚在两个机翼部段已被置于一起使得每个机翼部段上的协作铰链元件接合后的示图；
[0029]图7示出了图5的机翼组件在沿机翼从机翼的根端部延伸的方向上的示图，并且也示出了铰链销，其穿过协作铰链元件以在其组装方位中将机翼部段初始地联接在一起；
[0030]图8为图6和图7中示出的机翼组件的立体图，其中，该尖端部段处于其初始组装位置中；
[0031]图9示出了图8的相同的立体图，但在其中，隐藏的细节用虚线示出；以及
[0032]图10示出了在图6至图9中示出的机翼组件的后立体图。
【具体实施方式】
[0033]现在将参照附图中的图2至图10对本发明的示例性实施方式进行描述。
[0034]尽管本发明可以用来将任何飞行器表面结构附接在一起，但是其具有将“鲨鳍小翼”或“小翼”翼尖装置附接至主翼盒的特定的应用，因为该接合以示例示出这样的高负荷结构接合，其具有非常小的截面区域，在所述非常小的截面区中传输所述负载。“鲨鳍小翼”或“小翼”是从每个翼尖的端部竖起的元件，并且其公知的用于紊流，从而导致更省燃料的飞行器。在图1中示出了在机翼3中的每个机翼的末端处配备有“鲨鳍小翼”2的常规飞行器I。
[0035]现在参照图2至图4，机翼100可以包括在诸如喷气式客机之类的飞行器上使用的飞行器机翼100(在图中仅示出机翼100的一部分)。飞行器机翼100包括内侧部段200，该内侧部段200包括用于将机翼100固定至飞行器的机身的根部(未图示)。机翼100还包括尖端部段300，该尖端部段300可以是“鲨鳍小翼”并且位于机翼100的外端部处。图2至图4示出了机翼100的处于完全最终的组装构型中的内侧部段和外侧部段的一部分，其中，内侧部段200和外侧部段300位于大致相同的几何平面中，并且上表面和下表面是大致共面的。[0036]内侧部段200和尖端部段300主要通过铰链400而联接在一起(见图3)，该铰链400构造成允许尖端部段300从安装或组装位置旋转到图2、图3和图4中示出的构型中，如将在下面更详细描述的。内侧部段200和尖端部段300各自包括协作铰链元件225、325，当内侧部段200和尖端部段300被置于一起时，该铰链元件225、325接合，以使得铰链轴450(见图7)能够被插入通过所述铰链元件，以便能够旋转的方式将内侧部段200和尖端部段300联接在一起。仅当内侧部段200和外侧部段300已经以铰接的方式彼此联接时，尖端部段300旋转到其永久的组装位置中，如图2、图3和图4所示。
[0037]图5示出了在铰链轴450插入之前的被提供到达内侧部段200的尖端部段300。为了使铰链元件225、325对准并且接合以使得能够插入铰链轴450，尖端部段300以下述角度被提供到达内侧部段:在该角度中，内侧部段200和尖端部段300不位于相同的几何平面中(尖端部段300沿标记为“A”的箭头方向朝向内侧部段200移动)。该内侧部段200具有成角度的分离表面250，该成角度的分离表面250仅在尖端部段300已相对于内侧部段200绕铰链400旋转并且进入其最终组装位置中时，与尖端部段300上的相应的成角度的分离表面350相配合。
[0038]图6以俯视图示出了在两个部段200、300已经被置于一起使得铰链元件225、325彼此协作之后的内侧部段200和尖端部段300。图7示出了沿机翼从根部朝向尖端部所观察到的内侧部段200和尖端部段300的另一视图，并且在图7中，铰链销450也可以沿准备好插入的方位观察到，以便将内侧部段200和尖端部段300的铰链元件225、325联接在一起。
[0039]图8和图9以前立体图示出了内侧部段200和尖端部段300，其中，隐藏的细节在图9中不出，并且在图9中能够观察到绞链400的方位。图10中也不出了后立体图。
[0040]一旦插入，铰链轴450能够通过螺钉固定和/或夹紧而保持在适当的位置中，并且能够在该阶段执行任何加垫片操作，同时对铰链400以及内侧部段200与尖端部段300之间的配合面250、350仍然是可达到的。
[0041]如图8、图9和图10中所示的安装位置与如图2、图3和图4中所示的机翼尖端部段300的完全的组装位置之间的转换涉及双旋转运动，即，尖端部段300绕至少两个单独的并且垂直的旋转轴线进行旋转的分量。处于组装位置中的尖端部段300的几何平面可以相对于内侧部段200的固定的几何平面达到九十度。
[0042]为了从如图8至图10所示的组装位置转换到如图2、图3和图4所示的分离表面250,350相遇的其最终、组装位置中，尖端部段300必须具有绕多于一个轴线旋转的部件。
[0043]如图2所示，铰链轴450的角度指下文所述的:使用包括沿机翼100的内侧部段200的长度的纵向轴线X1、越过机翼100的内侧部段200的宽度的弦轴线1、以及通过机翼100的内侧部段200的深度的竖直轴线Z1的直角坐标系统。
[0044]为了实现绕纵向轴线X1和弦轴线Y1的旋转的分量，协作铰链元件225、325定位成使得铰链轴450在内侧部段200与尖端部段300之间以复合角指向。
[0045]从与竖直轴线Z1相平行的位置开始，铰链轴450以及内侧部段200和尖端部段300中的每个部段上的协作铰链元件在纵向方向X1和弦向方向Y1上倾斜以提供包括纵向倾斜分量和弦向倾斜分量的复合角铰接线。从竖直位置开始，铰链轴450的最接近于机翼100的上边缘的顶端部相对于铰链轴450的底端部，朝向机翼100的后缘110 (弦向倾斜分量)并且朝向机翼100的尖端(纵向倾斜分量)倾斜。应当理解的是，铰链轴450和协作铰链元件225、325的精确方位可以根据尖端部段300的准确的期望的旋转运动而构造。
[0046]在机翼100的后缘处，机翼100的内侧部段200和尖端部段300的抵接面250、350可以以相对于铰链轴450的纵向倾斜元件成大约90度的角度彼此相遇。在机翼100的前缘处，机翼100的内侧部段200和尖端部段300的抵接面250、350可以以基本等于铰链轴450的弦向倾斜元件的角度彼此相交。因此，抵接面250、350在机翼100的前缘处彼此相交所处的角度可以不同于抵接面250、350在机翼100的后缘处彼此相交所处的角度。内侧部段200与尖端部段300之间的分割线S可以沿曲线延伸越过机翼100的上表面和下表面。分割线的明显部分可以相对于弦轴线Y1成锐角地延伸越过机翼100的上表面和下表面。分割线S也可以相对于垂直轴线Z1和Zt成锐角地延伸越过机翼100的前缘面和后缘面。
[0047]一旦尖端部段300已从其初始组装位置旋转到其组装位置中使得分离表面250、350相交，也可以设置额外的固定件500从而以更永久的方式或者以直到尖端部分300在维护期间需要被移除或更换的时刻为止的方式将分离表面250、350联接在一起。这些固定件500示出在图中的内侧部段200和尖端部段300的外侧上，但这仅是为了清楚起见，并且应当理解的是，这些固定点更可能位于内侧部段200和尖端部段300的内侧处，其中，能够通过内侧部段200和/或尖端部段300上的下盖中的可移动的面板而达到。
[0048]应当理解的是，上述机翼100能够使用在包括军用飞机、直升机和滑翔机的任何类型的飞行器上。
【权利要求】
1.一种将第一机翼部段与第二机翼部段彼此附接的方法，所述方法包括下述步骤: (a)将一个机翼部段相对于另一机翼部段定位在初始的组装方位中，使得每个机翼部段上的铰链元件相互对准； (b)将铰链轴插入通过所述对准的铰链元件以将所述机翼部段初始地联接在一起，同时所述机翼部段位于所述机翼部段的初始组装方位中； (C)将一个机翼部段相对于另一机翼部段绕由所述铰链轴限定的复合角而旋转到第二方位中，在所述第二方位中，所述机翼部段相对于彼此处于所述机翼部段的最终组装方位中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述旋转一个机翼部段的步骤包括下述步骤--旋转所述机翼部段，使得当两个所述机翼部段处于所述机翼部段的最终组装方位中时，两个所述机翼部段大致处于相同的几何平面中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述每个机翼组件具有分离表面，并且所述方法包括下述步骤:将一个机翼部段相对于另一机翼部段进行旋转，使得当所述机翼部段相对于彼此处于所述机翼部段的最终组装方位中时，所述分离表面抵接。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括下述步骤:将固定件通过所述分离表面并且联接这些固定件以使所述机翼部段相对于彼此锁定在所述机翼部段的最终组装方位中，并且防止绕所述铰链旋转。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括下述步骤:将所述机翼部段构造成使得当所述铰链轴插入到所述对准的铰链元件中时，所述铰链轴位于在纵向方向和弦向方向上与竖直轴线成角度以形成所述复合角。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法包括下述步骤:将所述机翼部段构造成使得所述铰链轴的上端部沿纵向方向朝向所述尖端部段倾斜并且沿弦向方向朝向所述机翼部段的后缘倾斜。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述机翼部段包括内侧部段和尖端部段，所述方法包括下述步骤:将所述尖端部段相对于静止的所述内侧部段绕由所述铰链轴限定的复合角旋转到第二方位中，在所述第二方位中，所述尖端部段相对于所述内侧部段处于所述尖端部段的最终组装方位中。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述内侧部段是飞行器的机翼的下述部分:所述部分具有远端部以及用于附接至飞行器的机身的根端部，所述尖端部段包括通过所述方法附接至所述远端部的小翼或“鲨鳍小翼”。
9.一种机翼组件，包括第一机翼部段和第二机翼部段，每个机翼部段具有:协作铰链元件，当所述机翼部段相对于彼此定位在初始组装位置中时，所述协作铰链元件对准；以及铰链轴，所述铰链轴插入通过所述对准的铰链元件以将所述机翼部段联接在一起，同时所述机翼部段位于所述机翼部段的初始组装位置中，所述协作铰链元件构造成使得所述铰链轴的轴线位于相对于所述机翼组件的两个轴线成复合角，使得所述机翼部段能够相对于彼此旋转到完全组装位置中。
10.根据权利要求9所述的机翼组件，其中，每个机翼部段具有分离表面，所述分离表面在所述机翼部段相对于彼此处于所述机翼部段的最终组装方位中时抵接。
11.根据权利要求10所述的机翼组件，其中，所述铰链元件和所述分离表面构造成使得当所述分离表面抵接时，两个所述机翼部段在所述机翼部段的最终组装方位中基本位于相同的几何平面中。
12.根据权利要求10或11所述的机翼组件，包括固定件，所述固定件延伸通过所述分离表面以将所述机翼部段相对于彼此锁定在所述机翼部段的最终组装方位中并且防止绕所述铰链旋转。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的机翼组件，其中，所述机翼部段构造成使得当所述铰链轴插入到所述对准的铰链元件中时，所述铰链轴位于在纵向方向和弦向方向上与竖直轴线成角度，以形成所述复合角。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的机翼组件，其中，所述机翼部段包括内侧部段和尖端部段，所述尖端部段能够相对于所述静止的内侧部段绕由所述铰链轴限定的复合角旋转到第二方位中，在所述第二方位中，所述尖端部段相对于所述内侧部段位于所述尖端部段的最终组装方位中。
15.根据权利要求14所述的机翼组件，其中，所述机翼部段构造成使得所述铰链轴的上端部沿纵向方向朝向所述尖端部段倾斜并且沿弦向方向朝向所述机翼部段的后缘倾斜。
16.根据权利要求14或15所述的机翼组件，其中，所述内侧部段是飞行器的机翼的下述部分:所述部分具有远端部以及用于附接至飞行器的机身的根端部，所述尖端部段包括附接至所述远端部的小翼或“鲨鳍小翼”。
17.—种基本如上文所述的方法。
18.—种基本如上文 参照附图中的图2至图10所描述的机翼组件。
【文档编号】B64C3/38GK103448903SQ201310208615
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】西蒙·约翰·帕克 申请人:空中客车营运有限公司