铰接板操作系统和方法
【专利摘要】提供了一种铰接板操作系统，所述铰接板操作系统具有联接在固定结构与后缘装置之间的机械连接组件。机械连接组件具有可操作地联接至后缘装置的第一连杆、在第一端可枢转地连接至第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆和连接第二连杆至第三连杆的偏心附件。铰接板操作系统进一步具有位于后缘装置前部并且可被操作地联接至机械连接组件的铰接板。铰接板通过机械连接组件可以在装载位置和下垂位置之间移动。机械连接组件提供载荷路径至铰接板。
【专利说明】铰接板操作系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及操作铰接板和扰流板的系统和方法，并且更具体地，涉及用于操作飞行器的铰接板和扰流板的系统和方法，其包括飞行器铰接板和扰流板下垂系统和方法。
【背景技术】
[0002]高速运输交通工具的机翼，例如飞行器或者其他航空器，一般包括不同的可移动表面或者装置以提供飞行器控制和/或配置飞行器用于低速运行，例如飞行器起飞和着陆。这样的可移动表面或者装置可以包括前缘装置和后缘装置，所述前缘装置例如襟翼和缝翼，所述后缘装置例如铰接板或者扰流板、襟翼和副翼。根据飞行器的具体飞行条件，这些可可移动的表面或者装置一般在装载位置和一系列展开位置或者延伸的位置之间可移动。例如，在飞行器的巡航模式，这些可移动表面或者装置可被装载或者缩回以减少飞机的阻力，并且在飞行器起飞或者着陆模式，这些可移动的表面或者装置可以被展开或者延伸以增加飞机的升力。
[0003]在高速交通工具例如飞行器或者其他航空器的设计和制造中，通过降低飞行器的最小起飞或着陆距离提高飞行器的低速性能是期望的。改进的飞行器起飞或者着陆效率和性能可以导致降低的飞行器燃料消耗，并且进而可以导致降低的飞行器燃料费用。已经发现在起飞或者着陆期间，相比较于当铰接板或者扰流板不下垂时，下垂或者向下降低飞行器的铰接板或者扰流板可以改进接近机翼和展开的机翼后缘的空气流。这样的改进的空气流通过增加升力和/或降低阻力可以提高机翼的整体性能。
[0004]用于操作扰流板的已知的系统和方法存在。一个这样的已知系统包括使用液压致动器系统，其在向上位置和向下位置驱动扰流板。然而，在飞行器上，在机翼紧急出口上飞行器机翼的最内侧要求飞行器逃离滑梯的情况下，由于飞行器撤离滑梯的无障碍飞行器滑梯逃离路径的需要，这样的扰流板不能够被提升至向上位置。另外，已知的由液压致动器系统驱动的扰流板需要使用额外的机电致动器以便满足飞行器运转能力的需要。然而，这样的额外的机电致动器可增加系统的复杂性和重量，并且可以导致增加的安装和维护费用。
[0005]另一个已知的用于操作扰流板的系统包括深(长)铰接襟翼系统，其使用机械的直线连接系统以驱动扰流板至下垂的位置，然而，这样的深铰接襟翼系统的机械连接系统可跨越很远的距离，例如在机翼表面下面6英尺，并且因此增加系统的重量和复杂性，并且可以导致增加的制造和操作费用。
[0006]相应地，有对于操作铰接板或者扰流板的改进的系统和方法的需要，其提供优于已知的系统和方法。
【发明内容】
[0007]这个用于改进操作铰接板或者扰流板的需要被满足。如在下面的【具体实施方式】中所讨论的，改进的用于操作铰接板或者扰流板的系统和方法的实施例可以提供显著优于已知系统和方法的有利条件。[0008]在本公开的一个实施例中，提供了一种铰接板操作系统。铰接板操作系统包括联接在固定结构和后缘装置之间的机械连接组件。机械连接组件包括可操作地联接至后缘装置的第一连杆、在第一端可枢转地联接至第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆和将第二连杆连接至第三连杆的偏心附件。铰接板操作系统进一步包括置于后缘装置前部并且被可操作地联接至机械连接组件的铰接板。铰接板通过机械连接组件在装载位置与下垂位置之间可移动。机械连接组件提供载荷路径至铰接板。
[0009]在本公开的另一个实施例中，提供了一种飞行器系统。飞行器系统包括飞行器的机翼。机翼具有机翼主体、机翼上表面和后缘。飞行器系统进一步包括联接至后缘并且相对于机翼在缩回位置与展开位置之间是可以移动的襟翼。飞行器系统进一步包括联接在机翼主体与襟翼之间的铰接板操作系统。铰接板操作系统包括机械连接组件。机械连接组件包括可操作地联接至襟翼的第一连杆、在第一端可枢转地连接至第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆和将第二连杆连接至第三连杆的偏心附件。铰接板操作系统进一步包括在机翼上表面的一部分上的襟翼前部并且可被操作地联接至机械连接组件的铰接板。铰接板通过机械连接组件在装载位置与下垂位置之间可移动，并且机械连接组件提供载荷路径至铰接板。飞行器系统进一步包括可操作地联接至机械连接组件的控制装置。控制装置被配置为控制机械连接组件以移动铰接板至选择的位置。
[0010]在本公开的另一个实施例中，提供了一种用于操作飞行器中的铰接板的方法。所述方法包括以下步骤，即可操作地联接机械连接组件至飞行器的机翼上的铰接板以及位于铰接板尾部的后缘装置。机械连接组件包括可操作地联接至后缘装置的第一连杆。机械连接组件进一步包括第二连杆，所述第二连杆在第一端可旋转地连接至第一连杆并且在第二端可旋转地连接至第三连杆。机械连接组件进一步包括将第二连杆连接至第三连杆的偏心附件。所述方法进一步包括以下步骤，使用机械连接组件提供载荷路径至铰接板。所述方法进一步包括以下步骤，使用机械连接组件使得铰接板从装载位置下垂至下垂位置，从而导致飞行器在起飞和着陆模式期间提高的低速性能。
[0011]本发明能够涉及一种铰接板操作系统，其可以包括联接在固定结构与后缘装置之间的机械连接组件，机械连接组件包括可操作地联接至后缘装置的第一连杆、在第一端可枢转地连接至第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆和将第二连杆连接至第三连杆的偏心附件；以及，铰接板，其被置于后缘装置的前部并且被可操作地联接至机械连接组件，铰接板通过机械连接组件可以在装载位置与下垂位置之间移动，并且机械连接组件提供载荷路径至铰接板。机械连接组件可以被可操作地联接至控制装置，所述控制装置被配置为控制机械连接组件以移动铰接板至选择的位置。固定结构可以是飞行器的机翼并且控制装置被配置为控制机械连接组件以便当飞行器在巡航模式时，移动铰接板至装载位置并且当飞行器在起飞模式或者着陆模式时，移动铰接板至下垂位置。后缘装置可以包括可以由机械连接组件在缩回位置和展开位置之间移动的襟翼。第一连杆、第二连杆、第三连杆和偏心附件可以以串列式配置并且当机械连接组件在组件装载位置时，其以第三连杆中心线为中心。第一连杆可以包括驱动连杆构件，其在后缘装置的外轮廓部分具有驱动杆附接点。铰接板可以包括扰流板并且机械连接组件的第三连杆包括配置为在展开位置和下垂位置之间或者在展开位置和升起位置之间移动扰流板的致动器。铰接板可以是内侧铰接板并且后缘装置是内侧后缘装置。偏心附件可以被附接至铰接板。[0012]本发明能够涉及一种飞行器系统，该系统可以包括飞行器的机翼，所述机翼具有机翼主体、机翼上表面和机翼后缘；联接至后缘并且相对于机翼可以在缩回位置和展开位置之间移动的襟翼；联接在机翼主体和襟翼之间的铰接板操作系统，铰接板操作系统可以包括机械连接组件，所述机械连接组件包括可操作地联接至襟翼的第一连杆、在第一端可枢转地连接至第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆和将第二连杆连接至第三连杆的偏心附件；并且，铰接板置于襟翼前部在机翼上表面的一部分上并且被可操作地联接至机械连接组件，铰接板由机械连接组件在装载位置与下垂位置之间可移动，并且机械连接组件提供载荷路径至铰接板；和可操作地联接至机械连接组件的控制装置，控制装置被配置为控制机械连接组件以移动铰接板至选择的位置。控制装置可以被配置为控制机械连接组件当飞行器在巡航模式时，移动铰接板至装载位置，并且当飞行器在起飞模式或者着陆模式时，移动铰接装置至下垂位置。第一连杆、第二连杆、第三连杆和偏心附件可以是串列式配置并且当机械连接组件在组件装载位置时以第三连杆的中心线为中心。铰接板可以包括扰流板并且机械连接组件的第三连杆包括配置在装载位置与下垂位置之间或者在装载位置与升起位置之间移动扰流板的致动器。第一连杆可以包括在襟翼的外襟翼轮廓上具有驱动连接附接点的驱动连接构件。
[0013]本发明能够涉及用于运行飞行器上的铰接板的方法，所述方法可以包括以下步骤:可操作地联接机械连接组件至飞行器机翼上的铰接板并且至位于铰接板尾部的后缘装置，机械连接组件包括:可操作地联接至后缘装置的第一连杆；在第一端可枢转地连接至第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆；和将第二连杆连接至第三连杆的偏心附件；使用机械连杆装置以提供载荷路径至铰接板；和使用机械连接组件将铰接板从装载位置下垂至下垂位置，从而导致飞行器在起飞模式和着陆模式期间改进的低速性能。所述方法还包括可操作地联接机械连接组件至控制装置，所述控制装置被配置为控制机械连接组件以当飞行器在巡航模式时，移动铰接板至装载位置，并且当飞行器在起飞模式或者着陆模式时移动铰接板至下垂位置。所述方法还包括同时于下垂步骤，所述步骤将后缘装置从缩回位置移动至展开位置以便打开后缘装置与铰接板之间的空气流间隙，以及通过机械连接组件使得任何由空气流间隙产生的气动干扰最小化。铰接板可以包括扰流板并且可操作地联接机械连接组件至铰接板的步骤包括，使用致动器作为第三连杆以在装载位置和下垂位置之间或者在装载位置与升起位置之间移动扰流板。可操作地联接机械连接组件至铰接板的步骤可以包括以串列式配置定位第一连杆、第二连杆、第三连杆和偏心附件并且当机械连接组件在组件装载位置时，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和偏心附件以第三连杆的中心线为中心。可操作地联接机械连接组件至铰接板的步骤可以包括可操作地联接第一连杆，其在内侧后缘装置的外轮廓部分包含具有驱动杆附接点的驱动连杆构件。
[0014]已经讨论的特征、功能和优点能够在本公开的不同实施例中独立地或者可以与其他实施例结合地获得，其进一步细节能够参照下面的说明书和附图被显现。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]参照下面的【具体实施方式】结合说明优选地以及示例实施例的附图，本公开能够被更好地理解，但是附图不必按比例绘制，其中[0016]图1是可以包含本公开的铰接板操作系统的一个或者更多实施例的飞行器的平面图的图解；
[0017]图2是飞行器生产和使用方法的流程图的图解；
[0018]图3是飞行器的框图的图解；
[0019]图4A是本公开的铰接板操作系统的实施例在装载位置的局部截面侧图的图解；
[0020]图4B是图4A的铰接板操作系统的实施例在展开位置的局部截面侧图的图解；
[0021]图4C是图4A沿着4C-4C线截取的截面图的图解；
[0022]图5A是本公开的铰接板操作系统的另一个实施例在装载位置的局部截面侧图的图解。
[0023]图5B是图5A的铰接板操作系统的实施例在展开位置的局部截面侧图的图解；
[0024]图5C是图5A的沿着5C-5C线的截面图的图解；
[0025]图6A是本公开的铰接板操作系统的又另一个实施例在装载位置的局部截面侧图的图解。
[0026]图6B是图6A的铰接板操作系统的实施例在展开位置的局部截面侧图的图解；
[0027]图6C是图6A的沿着6C-6C线的截面图的图解；以及
[0028]图7是本公开的方法的示例性实施例的流程图的图解。
【具体实施方式】
[0029]公开的实施例现在将在下文参照附图被更加全面地被描述，其中一些但不是全部的公开实施例被示出。实际上，几个不同的实施例可以被提供并且不应被构建为限制在此描述的实施例。而且，这些实施例被提供以便本公开将会是充分并且完成的并且将向本领域技术人员完全地传达本公开的内容。
[0030]现在参照附图，图1是飞行器12的透视图图解，其可以包含本公开的铰接板操作系统10的一个或者更多实施例。如图1所示，飞行器12包含机身14、机翼16、一个或者更多推进单元18以及尾翼20。进一步如图1所示，每个机翼16包含前缘22、后缘24、机翼主体26、机翼上表面28、机翼下表面30(见图4)、缝翼32、副翼34、例如以襟翼38形式的后缘装置36和例如以扰流板42形式的铰接板40。如图1进一步所示,例如以襟翼38形式的后缘装置36可以包括例如以内侧襟翼38a形式的内侧后缘装置36a和例如以外侧襟翼38b形式的外侧后缘装置36b。如图1进一步所示，例如以扰流板42形式的铰接板40可以包括例如以内侧扰流板42a形式的内侧铰接板40a。后缘装置36被置于铰接板40的尾部，并且铰接板40被置于后缘装置36的前部。铰接板40在铰链线44被附接至机翼上表面28。尽管在图1示出的飞行器10是具有一个或者更多铰接板操作系统10的实施例的商用客机的代表，但是公开的实施例的教示可以被施加至其他客机、货机、军用飞机、旋翼飞机以及其他类型的飞机或者飞行器，以及航天飞行器、卫星、空间发射飞行器、火箭或者其他类型的航天飞行器以及汽车、卡车或者其他适合于包含本公开的铰接板操作系统10的一个或者多个实施例的其他结构。
[0031]图2是飞行器生产和使用方法50的流程图图解。图3是飞行器66的框图说明。参照图2-3，本公开的实施例可以在如图2所示的飞行器制造和使用方法50和如图3所示的飞行器66的背景下被描述。在预生产期间，示例性方法50可以包括飞行器66的规格和设计52以及材料采购54。在生产期间，进行飞行器66的部件和子组件制造56以及系统整合58。此后，飞行器66可以通过认证和交付60以便被投入使用62。在由顾客使用62时，飞行器66可以被安排例行维修和维护64(其还可以包括改装、重新配置、整修和其他合适的维护)。
[0032]方法50的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如顾客)执行或实施。为了本说明的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的厂商、分包商和供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事团体、维护组织和其他合适的操作者。
[0033]如图3所示，由示例方法50生产的飞行器66可以包括带有多个系统70和内部72的机身68。高级系统70的不例可以包括一个或者更多推进系统74、电气系统76、液压系统78和环境系统80。任何数量的其他系统可以被包括在内。尽管航空的示例被示出，但是本公开的原理可以被应用至其他的工业，例如汽车工业。
[0034]在此的方法和系统可以在生产和使用方法50的任何一个或者更多个阶段中被使用。例如，与部件和子组件制造56对应的部件或者子组件可以以与飞行器66在使用中生产的部件或者子组件相似的方式被制造。同样，一个或者更多装置实施例、方法实施例或者其组合可以在部件和子组件制造56和系统整合58期间被利用，例如，通过较大程度加快飞行器66的装配或者降低飞行器66的费用。相似地，一个或者更多的装置实施例、方法实施例或者其组合可以在飞行器66使用中时被利用，例如并且不局限于用于维修和维护64。
[0035]在本公开的一个实施例中，如图4A所示，铰接板操作系统10被提供。图4A是铰接板操作系统10的实施例在其装载位置的局部截面侧图的图解，铰接板操作系统为铰接板操作系统IOa的形式。如图4A所示,铰接板操作系统10包含例如以机械连接组件90a形式的机械连接组件90，并且其被示出例如在飞行器12(见图1)的巡航模式期间处于组件装载位置92。图4B是铰接板操作系统10的实施例在其装载位置的截面侧图的图解，铰接板操作系统为铰接板操作系统IOa的形式。如图4B所示，机械连接组件90，例如以机械连接组件90a的形式在组件展开位置94，例如在飞行器12 (见图1)的着陆模式期间。
[0036]如图4A-4B所示，机械连接组件90优选地联接在固定结构96与后缘装置36之间。固定结构96优选地包含飞行器12 (见图1)的机翼16 (见图4A)或者飞行器12或者另一种运载器或结构上的另一个固定结构。如图4A-4B所不,机翼16具有机翼主体26、机翼上表面28和机翼下表面30。如在图4A-4B中进一步示出，例如以襟翼38形式的后缘装置36被联接至机翼16的机翼后缘24并且还被联接至机械连接组件90。例如以襟翼38形式的后缘装置36被配置为可移动的并且优选地由机械连接组件90在缩回位置98 (见图4A)与展开位置100 (见图4B)之间移动。
[0037]如图4A-4B进一步所示，例如以襟翼38形式的后缘装置36优选地具有前端102、后端104、在它们之间的主体105和上流动表面106。如图4A所示，在缩回位置98，后缘装置36的前端102可以与阻止元件108接触。如图4A进一步所示，在缩回位置98，例如在飞行器12(见图1)的巡航模式期间，例如以襟翼38形式的后缘装置36具有零(O)度的襟翼角110。如图4A所示，在缩回位置98，后缘装置36(例如以襟翼38的形式)的上流动表面106与铰接板40的上流动表面164共同与机翼16的机翼上流动表面28形成基本平滑的上流动表面。[0038]如图4B所示，在展开位置100，后缘装置36的前端102不与阻止元件108接触。如图4B进一步所示，在展开位置100，例如在飞行器12的着陆模式期间，例如以襟翼38形式的后缘装置36可以被展开在一定的襟翼角110，例如相对于机翼16的后缘24(见图4A)大约37度。在展开位置100，例如在飞行器12的起飞模式(未示出)期间，例如以襟翼38形式的后缘装置36可以在一定的襟翼角110被展开，例如相对于机翼16的机翼后缘24大约20度。
[0039]如图4A-4B进一步所示，例如以襟翼38形式的后缘装置36优选地具有外轮廓部分112，例如外襟翼轮廓114，其具有用于附接至机械连接组件90的附接元件116。当例如以襟翼38形式的后缘装置36被展开在展开位置100时，机翼16的升力和阻力增加并且飞行器起飞和着陆距离可以被缩短。例如以襟翼38形式的后缘装置36的类型根据它们所用在的飞行器的尺寸、复杂度和速度选择。用于本文公开的铰接板操作系统10的实施例的已知以襟翼形式的后缘装置可以包括平面襟翼、开缝襟翼、富勒襟翼或者其他合适的襟翼。
[0040]例如以襟翼38形式的后缘装置36优选是例如以内侧襟翼38a(见图1的)形式的内侧后缘装置36a(见图1)。例如以襟翼38形式的后缘装置36还可以是外侧机翼板的内侧襟翼，例如，以外侧襟翼38b (见图1)形式的外侧后缘装置36b (见图1)。
[0041]如图4A-4B所示，机械连接组件90包含可操作地联接至例如以襟翼38形式的后缘装置36的第一连杆118。如图4B所示，第一连杆118具有第一端120、第二端122和在其之间的细长主体124。第一连杆118优选地包含驱动杆元件126 (见图4B)。驱动杆元件126优选地包含驱动杆附接点128(见图4B)，其用于附接从后缘装置36的外轮廓部分112延伸的附接元件116 (见图4B)。如图4B所示，例如以驱动杆元件126形式的第一连杆118的第一端120优选经由附接元件116在驱动杆附接点128被附接至例如以襟翼38形式的后缘装置36。例如以驱动杆附接点128形式的第一连杆118附接点优选在外轮廓部分112例如外襟翼轮廓114的外侧，并且因此在例如以襟翼形式的后缘装置36的结构或配置中没有机械连接组件90的干扰。
[0042]如图4A所示，机械连接组件90进一步包含第二连杆130。如图4B所示，第二连杆130具有第一端132、第二端134和在其之间的细长主体136。第二连杆130的第一端132优选地经由枢转接头138 (见图4A)被可枢转地连接至第一连杆118的第二端122。在例如以机械连接组件90a形式的机械连接组件90的实施例中，如图4B-4C所示，第二连杆130可以包含曲轴连杆140。
[0043]如图4A-4B所示，机械连接组件90进一步包含第三连杆142。如图4B所示，第三连杆142具有第一端144、第二端146和在其之间的细长主体148。第二连杆130的第二端134优选地经由偏心附件154(见图4B)被可枢转地连接至第三连杆142的第一端144。如图4B所示，第三连杆142的第二端146优选地经由附接元件150被连接至固定机构96，例如机翼16。第三连杆142可以相对于第二连杆130移动。在例如以机械连接组件90a形式的机械连接组件90的实施例中，如图4B-4C所示，第三连杆142可以包含加载杆152。
[0044]如图4A-4B所示,机械连接组件90进一步包含偏心附件154,例如以球面轴承或者螺栓，其被固定至旋转的第二连杆130的形式，其中它的中心偏离第二连杆130的中心。如在此使用的“偏心附件”意思是用于改变旋转为前后运动的装置，其包括偏离轴的中心安装的盘并且其旋转轴线与其几何中心不一致。在连接中，偏心起到曲柄的作用，也就是，作用为围绕其旋转轴线做出完整旋转的连杆。当曲柄(其摆度相当于其偏心的偏心度)必须非常短时，这种偏心的应用是有效的。在此公开的偏心附件154允许例如以扰流板42形式的铰接板40相对例如以曲轴杆140形式的第二连杆130下垂。如图4A所示，偏心附件154优选地将第二连杆130连接至第三连杆142。在例如以机械连接组件90a形式的机械连接组件90的实施例中，如图4B所示，偏心附件154优选地将第二连杆130的第二端134连接至第三连杆142的第一端144，并且进一步在这个实施例中，偏心附件154优选地被附接至铰接板40 (见图4A-4B)。
[0045]如图4A-4B所示，例如以铰接板操作系统IOa形式的铰接板操作系统10进一步包含位于后缘装置36前部的铰接板40。铰接板40优选地被可操作地联接至机械连接组件90。铰接板40优选地是高铰接上铰接板156 (见图4B)并且可以为扰流板42(见图1、4B)的形式。如图4B所示，铰接板40具有前端158、后端160、其之间的铰接板主体162以及上流表面164 (见图4A)。铰接板40的前端158 (见图4B)优选地经由附接元件166 (见图4A)被连接至固定结构96(见图4A)，例如机翼16(见图4A)。铰接板40可以被用在内侧铰接板40a(见图1)或者外侧板上。扰流板42优选地是内侧扰流板42a(见图1)。
[0046]如图4A-4B所示，铰接板40优选地被配置为可移动的并且优选地由机械连接组件90在装载位置168 (见图4A)和下垂位置170 (见图4B)之间移动。机械连接组件90提供载荷路径172 (见图4B)至铰接板40。
[0047]在这个实施例中，当以曲柄连杆轴140形式的第二连杆130围绕偏心附件154可枢转地旋转时，曲柄连杆轴140相对于曲柄连杆轴140和加载杆152向下移动或者拉动铰接板40，并且导致铰接板40向下下垂或者降低至下垂位置170 (见图4B)中。随着例如以襟翼38形式的后缘装置36从缩回位置98(见图4A)移动至展开位置100 (见图4B)，例如以驱动杆元件126 (见图4B)形式的第一连杆118导致例如以曲轴杆140(见图4B)形式的第二连杆130围绕偏心附件154(见图4B)旋转，从而向下移动铰接板40并且导致铰接板40下垂，进而导致铰接板40更接近偏心附件154，其中铰接板40的后端160 (见图4B)朝着展开的例如以襟翼形式的后缘装置36(见图4B)的前端102(见图4B)移动。
[0048]曲柄连杆轴140结合偏心附件154作为带有非常短的臂的钟形曲柄以使得铰接板40或者扰流板42下垂并且与高铰接襟翼系统而不是深铰接襟翼系统共同作用。曲柄连杆轴140结合偏心附件154可以提供襟翼38的非常短行程的输入和非常短的输出钟形曲柄运动要求。在这个实施例中，曲柄连杆轴140为铰接板40或者扰流板42提供载荷路径172 (见图4B)，并且机械连接组件90a的驱动杆元件126使得铰接板40或者扰流板42下垂。
[0049]与当铰接板40不下垂相比较，铰接板40的下垂可以改进接近机翼16和例如以襟翼38形式的展开的后缘装置36 (见图4B)的空气流。这个改进的空气流可以改进飞行器12的低速性能，其通过增加升力、减少阻力和/或改进高攻角特征进而允许飞行器12改进的起飞和着陆性能。
[0050]如图4A-4B所示，机械连接组件90可以被可操作地经由控制连接173联接至控制装置174。控制装置174优选地被配置为控制机械连接组件90以移动铰接板40至选择的位置175 (见图4A-4B)，例如当飞行器12 (见图1)在巡航模式时在装载位置168 (见图4A)，并且例如当飞行器12(见图1)在起飞或者着陆模式时在下垂位置170 (见图4B)。[0051]控制装置174可以以如下形式:机械控制器，例如控制杆或者气动装置；电控制器，例如带有电子控制的电子器件；数字控制器，例如计算机或者多功能显示器；或者其他合适的控制装置。控制装置173与机械连接组件90之间的控制连接173可以包含机械连杆；电气链路，例如电线、光缆或者其他被配置为在控制装置174和机械连接组件90之间传递电磁信号的杆；数字链路；或者其他合适的连接。控制装置174可以接收来自飞行员或者其他飞行器操作者的输入并且可以进一步接收来自一个或者更多传感器(未示出)的输入。机械连接组件90进一步控制例如以襟翼38形式的后缘装置36的展开和缩回。
[0052]图4C是图4A沿着线4C-4C截取的截面图说明。图4C示出当机械连接组件90在组件装载位置92时从飞行器后部向前看的视图。如图4C所示，第一连杆118、第二连杆130、第三连杆142和偏心附件154优选地直列式配置176并且当机械连接组件90在组件装载位置92时以第三连杆142的中心线178为中心。如图4C进一步所示，在这个实施例中，偏心附件154被附接穿过铰接板40、被附接穿过第二连杆130并且被附接穿过第三连杆142。
[0053]图5A是本公开的以铰接板操作系统IOb形式的铰接板操作系统10的另一个实施例的局部截面侧图的图解。如图5A所示，以铰接板操作系统IOb形式的铰接板操作系统10包含例如以机械连接组件90b形式的机械连接组件90，其被示出在组件的装载位置92，例如在飞行器12(见图1)的巡航模式期间。图5B是图5A的例如以铰接板操作系统IOb形式的铰接板操作系统10的局部截面侧图的图解。如图5B所示，例如以机械连接组件90b形式的机械连接组件90被示出在组件的展开位置94，例如在飞行器12 (见图1)的着陆或者起飞模式期间。
[0054]以铰接板操作系统IOb形式的铰接板操作系统10的实施例，如图5A-5B所示，与图4A-4B所示的实施例相似，除了机械连接组件90b (见图5B)的第二连杆130 (见图5B)和第三连杆(见图5B)与机械连接组件90a (见图4B)的第二连杆130 (见图4B)和第三连杆142(见图4B)在相反的位置。在图5A-5B所示的实施例中，如图5B所示，第二连杆130的第二端134经由附接元件177被附接至固定结构96，第三连杆142的第二端146经由附接元件179被附接至铰接板40，并且偏心附件154不被附接至铰接板40。在图5A-5B所示的实施例中，如图5A所示，第二连杆130可以是支撑连杆180的形式，并且第三连杆142可以以铰接板钟形曲柄连杆182的形式。
[0055]图5C是图5A沿着线5C-5C截取的截面图的图解。图5C示出当例如以机械连接组件90b形式的机械连接组件90在装载位置92时，从飞行器后部向前看的视图。如图5C所示，第一连杆118、第二连杆130、第三连杆142和偏心附件154优选地以直列式配置176并且当机械连接组件90在组件装载位置92时以第三连杆142的中心线178为中心。如图5C进一步所示,在这个实施例中,偏心附件154被附接穿过第二连杆130并且被附接穿过第三连杆142并且接近固定结构96而不是被附接穿过铰接板40。
[0056]图6A是本公开的铰接板操作系统IOc形式的铰接板操作系统10的另一个实施例的局部截面侧图的图解。如图6A所示，铰接板操作系统IOc包含例如以机械连接组件90c形式的机械连接组件90，其被示出在组件的装载位置92，例如在飞行器12 (见图1)的巡航模式期间。图6B是图6A的例如以铰接板操作系统IOc形式的铰接板操作系统10的局部截面侧图的图解。如图6B所示，例如以机械连接组件90c形式的机械连接组件90被示出在展开位置94，例如在飞行器12(见图1)的着陆模式期间。[0057]如图6A所示以铰接板操作系统90c形式的铰接板操作系统90的实施例与图5A-5B的实施例相似，除了在图5A-5B示出的实施例的机械连接组件90b (见图5B)的第三连杆142是以带有致动器活塞188 (见图6A)的致动器184 (见图6A)的形式。优选地，铰接板40是以扰流板42的形式。致动器184优选地配置为在装载位置168 (见图6A)和下垂位置170 (见图6B)之间或者在装载位置168 (见图6A)和升起位置(见图6B)之间移动扰流板42。致动器184可以包含致动器活塞188 (见图6B)或者其他合适的致动装置。致动器184可以代替铰接板钟形曲柄连杆182(见图5A)以允许扰流板42功能简化。
[0058]图6C是图6A的沿线6C-6C截取的截面图的图解。图6C示出当例如以机械连接组件90c形式的机械连接组件90在组件装载位置92时，从飞行器后部向前看的视图。如图6C所示，第一连杆118、第二连杆130、以致动器184形式的第三连杆142和偏心附件154优选地以串列式配置176并且当机械连接组件90在组件装载位置92时以第三连杆142的中心线178为中心。如图6C进一步所示，在这个实施例中，偏心附件154被附接穿过第二连杆130并且被附接穿过致动器184的致动器活塞188并且接近固定结构96而不是被附接穿过铰接板40。
[0059]在本公开的另一个实施例中，飞行器系统190 (见图1)被提供。如图1所示，飞行器系统190包含飞行器12的机翼16。如图1进一步所不，机翼16具有机翼主体26、机翼上表面28和机翼后缘24。如图1进一步所示，飞行器系统190进一步包含襟翼38，其联接至后缘24并且相对于机翼16在缩回位置98(见图4A)和展开位置100 (见图4B)之间可移动。如图1进一步所示，飞行器系统190进一步包含铰接板操作系统10，其联接在机翼主体26和襟翼38之间。铰接板操作系统10包含机械连接组件90 (见图4A-6B)。如图4A-6B所示，机械连接组件90包含可操作地联接至襟翼38的第一连杆118、在第一端132可旋转的连接至第一连杆118并且在第二端134可旋转地连接至第三连杆142的第二连杆130和将第二连杆130连接至第三连杆142的偏心附件154。
[0060]铰接板操作系统10进一步包含铰接板40(见图1)，其被置于在机翼上表面26的一部分上的襟翼38前部并且被可操作地联接至机械连接组件90。铰接板40优选地由机械连接组件90在装载位置168 (见图4A)和下垂位置170 (见图4B)之间可移动。机械连接组件90提供载荷路径172 (见图4B)至铰接板40。如图1和图4A所示，飞行器系统190进一步包含可操作地联接至机械连接组件90的控制装置174。控制装置174被配置为控制机械连接组件90以移动铰接板40至选择的位置175 (见图4A)。优选地，控制装置174优选地被配置为控制机械连接组件90以当飞行器12(见图1)在巡航模式时移动铰接板40至装载位置168(见图4A)并且当飞行器12(见图1)在起飞或者着陆模式时移动铰接板40至下垂位置170 (见图4B)。如图4C、图5C、图6C所示，第一连杆118、第二连杆130、第三连杆142和偏心附件154优选地以直列式配置176并且当机械连接组件90在组件装载位置92时以第三连杆142的中心线178为中心。在如图6A-6C所示的一个实施例中，铰接板40包含扰流板42并且机械连接组件90的第三连杆142包含致动器184，其配置为在装载位置168和下垂位置170之间或者在装载位置168和升起位置186之间移动扰流板42。如图4B所示，第一连杆118优选地包含驱动杆元件126，其在襟翼38的外襟翼轮廓114上具有驱动杆附接点128。
[0061]在本公开的另一个实施例中，提供了用于操作在飞行器12(见图1)内的铰接板40(见图1)的方法200。图7是本公开的方法200的示例性实施例的流程图的图解。方法200包含步骤202，即可操作地联接机械连接组件90(见图4A)至飞行器12(见图1)的机翼16(见图4A)上的铰接板40 (见图4A)并且至位于铰接板40尾部的后缘装置36(见图4A)。如图4B所示，机械连接组件90包含可操作地联接至后缘装置36的第一连杆118。如图4B进一步所示，机械连接组件90进一步包含第二连杆130，其在第一端132可枢转地连接至第一连杆118并且在第二端134可枢转地连接至第三连杆142。如图4B进一步所示，机械连接组件90进一步包含将第二连杆130连接至第三连杆142的偏心附件154。可操作地联接机械连接组件90的步骤202可以进一步包含在内侧后缘装置36a(见图1)的外轮廓部分112(见图4B)上可操作地联接第一连杆118，其包含具有驱动杆附接点128 (见图4B)的驱动杆构件126 (见图4B)。
[0062]如图7所示，方法200进一步包含步骤204，即使用机械连接组件90以提供载荷路径172(见图4B)至铰接板40。如图7所示，方法200进一步包含步骤206，即使用机械连接组件90从装载位置168 (见图4A)将铰接板40下垂至下垂位置170 (见图4B)。这可以导致飞行器12在起飞模式和着陆模式期间改进的低速性能。
[0063]如图7所示，方法200进一步可选地包含步骤208，即可操作地联接机械连接组件90至控制装置174 (见图4A)，所述控制装置被配置为控制机械连接组件90从而当飞行器12在巡航模式时移动铰接板40至装载位置168 (见图4A)并且当飞行器12在起飞模式或者着陆模式时移动铰接板40至下垂位置170 (见图4B)。
[0064]如图7所示，方法200进一步可选地包含同时于下垂步骤206的步骤210，即从缩回位置98(见图4A)移动后缘装置36至展开位置100(见图4B)以打开后缘装置38和铰接板40之间的气流间隙194(见图4B)并且用机械连接组件90最小化任何的由气流间隙194产生的气动干扰。如图4B所示，在展开位置100，气流间隙194在铰接板40或者扰流板42的后端160和后缘装置36或者襟翼38的前端102之间产生，从而允许空气流穿过气流间隙194。
[0065]图4B示出展开至高升力配置的带有襟翼38和铰接板40的铰接板操作系统10。在这种配置中，机械连接组件90相对于机翼16向下移动或者拉动铰接板40至下垂位置170并且襟翼38也被向下移动至展开位置100。机械连接组件90向下移动铰接板40至下垂位置170 (见图4B)以便控制铰接板40的后端160 (见图4B)和襟翼38的前端102 (见图4B)之间的气流间隙192(见图4B)的尺寸。在下垂位置170(见图4B)，铰接板40可引导气流通过机翼上表面28(件图4B)而气流间隙192的大小调整从机翼下表面30(见图4B)至机翼上表面28的气流量以便当空气流过襟翼38时其保持依附至机翼表面。气流间隙192可以具有这样的尺寸和位置，其被选择以便在襟翼38上产生最佳的或者在某些条件下最佳的空气或者流体流。为了获得选择的间隙尺寸，控制装置174(见图4B)可以引导机械连接组件90，并且进而，引导铰接板40或者扰流板42按照根据襟翼38的位置预定的运动而移动。
[0066]如图7所示，其中铰接板40包含扰流板42，可操作地联接机械连接组件90的方法200的步骤202可以进一步选择地包含步骤212，其使用致动器184 (见图6B)作为第三连杆142以在装载位置168 (见图6A)和下垂位置170 (见图6B)之间或者在装载位置168 (见图6A)和升起位置186 (见图6B)之间移动扰流板42 (见图6B)。[0067]如图7所示，可操作地联接机械连接组件90的步骤202可以进一步包含步骤214，其以直列式配置176 (见图4C、图5C、图6C)定位第一连杆118、第二连杆130、第三连杆142和偏心附件154，并且当机械连接组件90在组件装载位置92时，第一连杆118、第二连杆130、第三连杆142和偏心附件154以第三连杆142的中心线178 (见图4C、图5C、图6C)为中心。
[0068]如将被本领域技术人员理解的，结合新颖的铰接板操作系统10 (见图4A-6C)至飞行器12(见图1)的机翼16(见图1)内导致许多实质性的优点。公开的铰接板操作系统10(见图4A-6C)和方法200 (见图7)的实施例提供机械连接组件90以使得铰接板40或者扰流板42下垂，其可以与或者不与致动器184—起使用并且其与高铰接襟翼系统而不是已知的深铰接襟翼系统工作。公开的铰接板操作系统10(见图4A-6C)和方法200 (见图7)的实施例提供一种尺寸和形状被设计用于小空间内的系统，例如在飞行器机翼的例如优选地在机翼上表面28(见图1、图4A)下面小于一(I)英尺，并且更加优选地在机翼上表面28(见图1、图4A)下面大约5-6英寸。这样的铰接板操作系统10(见图4A-6C)的公开的实施例的紧凑几何形状，与已知的带有机械直连接系统的可跨越显著的距离(例如在机翼表面下面6英尺的距离)深铰接襟翼系统相比，可以降低系统的重量和复杂性，并且可以导致降低的制造和运行成本，。
[0069]机械连接组件90优选地被构造为直列式配置176 (见图4C、图5C、图6C)并且优选地被配置为向襟翼38 (见图1)的非常长行程的输入提供最小化的铰接板40旋转和非常短的输出钟形曲柄运动要求。铰接板40或者扰流板42的移动比与襟翼38的移动比相比较是非常小的。图5A-5C所示的使用铰接板钟形曲柄连杆182(见图3A)的实施例，其与图4A-4C所示的使用曲轴连杆140(见图4B)的实施例相反，可以操作相同的运动但是也可以使用致动器184(见图6B)而不是铰接板钟形曲柄连杆182(见图5A)。如果期望，这可以允许扰流板42(见图6B)和致动器184(见图6B)用作第三连杆142的组合以在装载位置168 (见图6A)和下垂位置170 (见图6B)之间或者在装载位置168 (见图6A)和升起位置186 (见图6B)之间移动扰流板42 (见图6B)。
[0070]而且，公开的具有只是功能性下垂的铰接板40或扰流板42的实施例可以允许无障碍的飞行器滑梯逃生路径以便满足飞行器安全疏散滑梯的需要。进一步，公开的铰接板40或者扰流板42的实施例优选地不需要额外的机电致动器以满足飞行器运转能力的需要。这可以降低系统的复杂性和重量并且可以导致降低的安装和维修成本。
[0071]另外，公开的铰接板操作系统10(见图4A-6C)和方法200 (见图7)的实施例提供机械连接组件90，其为上移动铰接板40或者扰流板42提供刚性载荷路径(见图4B)而不提供通常的钟形曲柄附接点，由于较少的部分被需要，其可以导致重量的节省。例如，机械连接组件90，例如在一个实施例中加载连杆152 (见图4B)和在另一个实施例中支撑连杆180(见图5A)可以被整合至固定机构96(见图4B、图5A)内，其降低钟形曲柄机构通常所需要的部件数量，其可以导致重量节省并且进而，可以导致降低的燃料消耗和较低的燃料费用。
[0072]进一步，公开的铰接板操作系统10 (见图4A-6C)和系统200 (见图7)的实施例提供实质性的机械优点至例如以驱动杆元件126(见图4B)形式的第一连杆118，其可以被以小的尺寸和形状设计或者制造以最小化气动缝隙干扰，例如穿过气流间隙192(见图4B)的气流。例如，铰接板操作系统10(见图4A-6C)的实施例优选地控制铰接板40或者扰流板42和襟翼38之间的气流间隙192(见图4B)。通过控制气流间隙192，载荷路径172可以被控制并且飞行器12 (见图1)的低速性能例如起飞和着陆性能可以被控制。因此公开的铰接板操作系统10 (见图4A-6C)和方法200 (见图7)的实施例允许铰接板40或者扰流板42针对飞行器12的低速性能的下垂功能，例如起飞或者着陆性能。
[0073]另外，驱动杆附接点128 (见图4B)优选地位于襟翼38的外襟翼轮廓114 (见图4B)的外侧并且因此不干涉襟翼结构设计。进一步，铰接板操作系统10(见图4A-6C)的实施例可以应用于并且被合并到机翼16上的内侧板的内侧区域和机翼16的外侧板的内侧区域(见图1)。
[0074]本公开的许多改进和其他实施例将被本领域技术人员所意识到，这些改进和实施例也具有前面的说明书和相关的附图所展示的教示所带来的益处。本发明描述的实施例旨在阐述并且不是意在限制或者详尽无遗。尽管此处用到了具体的术语，但它们仅仅是在一般意义和描述意义上被使用的，并且没有限制的目的。
【权利要求】
1.一种铰接板操作系统，其包括: 联接在固定结构和后缘装置之间的机械连接组件，所述机械连接组件包含可操作地联接至所述后缘装置的第一连杆、在第一端可枢转地连接至所述第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆和将所述第二连杆连接至所述第三连杆的偏心附件；以及 铰接板，其被置于所述后缘装置的前部并且被可操作地联接至所述机械连接组件，所述铰接板通过所述机械连接组件可以在装载位置和下垂位置之间移动，并且所述机械连接组件提供载荷路径至所述铰接板。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述机械连接组件被可操作地联接至控制装置，所述控制装置被配置为控制所述机械连接组件以移动所述铰接板至选择的位置。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述固定结构是飞行器的机翼并且所述控制装置被配置为控制所述机械连接组件以当所述飞行器在巡航模式时移动所述铰接板至所述装载位置并且当所述飞行器在起飞模式或者着陆模式时移动所述铰接板至所述下垂位置。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述后缘装置包含可由所述机械连接组件在缩回位置与展开位置之间移动的襟翼。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述偏心附件处于直列式配置并且当所述机械连接组件在组件装载位置时以第三连杆的中心线为中心。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连杆包含驱动杆元件，所述驱动杆元件在所述后缘装置的外轮廓部分上具有驱动杆附接点。
7.根据权利要求1所述的·系统，其中所述铰接板包含扰流板并且所述机械连接组件的所述第三连杆包含致动器，所述致动器被配置为在装载位置和下垂位置之间或者在所述装载位置和升起位置之间移动所述扰流板。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述铰接板是内侧铰接板并且所述后缘装置是内侧后缘装置。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述偏心附件被附接至所述铰接板。
10.一种用于操作飞行器内的铰接板的方法，所述方法包含以下步骤: 可操作地联接机械连接组件至飞行器的机翼上的铰接板并且至位于所述铰接板后部的后缘装置，所述机械连接组件包含: 可操作地联接至所述后缘装置的第一连杆； 在第一端可枢转地连接至所述第一连杆并且在第二端可枢转地连接至第三连杆的第二连杆；以及， 将所述第二连杆连接至所述第三连杆的偏心附件； 使用所述机械连接组件以提供载荷路径至所述铰接板；和 使用所述机械连接组件使所述铰接板从装载位置下垂至下垂位置，从而导致所述飞行器在起飞模式和着陆模式期间改进的低速性能。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含可操作地联接所述机械连接组件至控制装置，所述控制装置被配置为控制所述机械连接组件以当所述飞行器在巡航模式时移动所述铰接板至所述装载位置并且当所述飞行器在起飞模式或者着陆模式时移动所述铰接板至所述下垂位置。
12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含同时于所述下垂步骤，移动所述后缘装置从缩回位置至展开位置以打开所述后缘装置与所述铰接板之间的气流间隙，并且用所述机械连接组件最小化任何的由所述气流间隙产生的气动干扰的步骤。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述铰接板包含扰流板并且可操作地联接所述机械连接组件至所述铰接板的步骤包含使用致动器作为所述第三连杆以在装载位置和下垂位置之间或者在所述装载位置和升起位置之间移动所述扰流板。
14.根据权利要求10所述的方法，其中可操作地联接所述机械连接组件至所述铰接板的步骤包含以直列式配置定位所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述偏心附件并且当所述机械连接组件在装载位置时以第三连杆的中心线为中心。
15.根据权利要求10所述的方法，其中可操作地联接所述机械连接组件至所述铰接板的步骤包含在内侧后缘装置的外轮廓部分上可操作地联接所述第一连杆，所述第一连杆包含具有驱动杆附接点的驱动杆·元件。
【文档编号】B64C13/30GK103847956SQ201310625460
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】K·W·拜尔, S·萨库拉伊, M·F·斯蒂芬森 申请人:波音公司