手动机翼折叠机构的制作方法
【专利说明】手动机翼折叠机构
[0001]相关申请
[0002]本申请涉及并要求2013年7月26提交的美国临时专利申请61/858,825和2014年7月18日提交的美国非临时专利申请14/335,083的优先权权益，这两个申请的全部内容出于所有目的通过引用的方式纳入本文，如同在这里完全阐述一样。
【背景技术】
[0003]发明领域
[0004]本发明的各实施例总体涉及用于将机翼折叠到飞机上的手动机构，更具体地涉及具有用于飞行载荷和在折叠操作过程中支撑机翼的载荷的独立载荷路径的手动机翼折叠机构。
[0005]相关【背景技术】
[0006]尽管航空技术在进步，人们只要花一些时间观察大自然就得承认，在航空方面，许多挑战仍然摆在我们面前。很久以前就已经认识到在地面上，飞机难以存放。它们天然是尴尬的大航空器。细长的机翼和机身需要巨大的空间来覆盖和保护飞机的各元件。虽然飞机在空中可能是敏捷的，飞机在地面上的移动是小心笨拙的。
[0007]然而，一只鸟当其从飞行平滑地转换到停在销上时，可以快速且有效地折叠它的翅膀并能挤过比它的头大不了多少的孔。因此，长期以来对有效和及时地收起飞机机翼的装置以帮助运输和存储的需求并不令人惊讶。
[0008]已经开发了多种用于折叠飞机的机翼以减小其总体大小的方法。很多现有的飞机，尤其是军用飞机装备有可折叠或放置到一位置的机翼部分，当不展开来进行飞行操作时，以有效得多的方式为飞机提供存放和运输的能力。这种飞机的例子包括舰载机，其中机翼折叠以在甲板下方紧凑地存放和维护。其它例子包括滑翔机，在远离其正常的运营基地的地点着陆时，其拥有除去机翼使该飞机可以被快速装载在拖车上运输的能力。
[0009]在其中机翼折叠但仍然附连于机身的飞机中，各机构必须将机翼牢固地锁定在展开位置来飞行以及将机翼固定在其折叠位置从而不会不利地被阵风损坏等。由于机翼是飞机的重要部件，它们代表显著的质量并设计成将空气动力学载荷从翼尖传递到翼根。这些载荷经由一根或多根杆来传递，这些杆沿平行于飞机的横向轴线或俯仰轴线的机翼长度延伸。
[0010]通常，折叠机构利用这些相同的大结构部件、杆来支撑机翼的折叠和/或旋转。虽然看似有效利用机翼的固有结构，但是这种结构的复杂性和所需的牢度以重量为代价。相较于其他的设计标准，诸如用于降落在舰船上或用于执行外部条例的结构要求，在大型军用飞机中，这种额外的复杂性和增加的重量是最小的。然而，在娱乐性或多用途飞机方面，这样的折叠机构的重量和复杂性是不可接受的。
[0011]在存放机翼时，最有效的空间使用是以某种方式将机翼与机身对齐。通常，这种机构使用单个运动通过倾斜于机身的轴线枢转机翼。格鲁曼公司的舰载机使用这种类型的机翼折叠。然而，单个动作折叠具有一些不理想的特性。例如，这种折叠需要移除并重新定位上机翼表面和下机翼表面的一部分，从而折叠部分不与静止部分干涉。单个动作折叠还产生了重力中心问题，这使得飞机在地面操作过程中不稳定。
[0012]因此，所需要的机翼折叠机构是简单的、牢固的且重量轻的。此外，将折叠机构与机翼的固有结构分开是有利的，该固有结构将空气动力学载荷从翼尖传递到翼根，以及该折叠机构可由单个人来手动操作。现有技术的这些和其它挑战由本发明的一个或多个实施例来解决。
[0013]下面的描述中将部分阐述本发明的其它优点和新颖特征，在阅读下面的说明时，这些优点和新颖特征对于本领域的技术人员来说将变得明显或可以通过实践本发明来学习。可通过所附权利要求书中具体指出的手段、组合、组合物和方法来实现和获得本发明的优点。
【发明内容】
[0014]—种手段机翼折叠机构和相关的方法，其使得单个用户能够将机翼的外侧部分断开、伸出、旋转并枢转至飞机的机身旁的可存放和可运输位置。本发明的机翼折叠机构的一个实施例包括机翼，该机翼具有第一机翼部分和第二机翼部分，所述第一机翼部分与翼尖和第一机翼部分翼梁关联，所述第二机翼部分与翼根和第二机翼部分翼梁关联，以及其中处于飞行形态的机翼与从所述翼尖延伸至所述翼根的横向轴线关联。该机构进一步包括多个剪切销，所述多个剪切销可操作以将第一机翼部分翼梁结合至第二机翼部分翼梁，其中所述多个剪切销基本上平行于所述横向轴线。此外，该机翼折叠机构包括折叠装置，该折叠装置结合第一机翼部分和第二机翼部分，其中该折叠装置可操作以将第一机翼部分沿所述横向轴线从第二机翼部分伸出、围绕所述横向轴线旋转第一机翼并围绕垂直于所述横向轴线的垂直轴线枢转该第一机翼部分，将第一机翼部分翼梁置于基本上垂直于第二机翼部分翼梁并与机身对齐。
[0015]本发明的一些其它特征包括空气动力学的传递独立于该折叠装置。此外，当所述机翼处于飞行形态时，所述第一机翼翼梁的一部分与所述第二机翼部分翼梁的一部分重叠。将外侧机翼部分结合至内侧机翼部分的剪切销可操作以将飞行中的空气动力学载荷从第一机翼部分传递到第二机翼部分。本发明的一个实施例中，剪切销与机翼的外侧部分关联，而接纳这些剪切销的插座与机翼的内侧部分关联。各剪切销的每个还包括第一直径和第二直径，其中当剪切销将空气动力学载荷从一个机翼部分传递到另一机翼部分时，剪切载荷分布在第一直径与第二直径之间。
[0016]根据本发明的另一实施例，可折叠飞机机翼包括具有第一机翼翼梁的第一机翼部分、具有第二机翼翼梁的第二机翼部分，以及伸出装置，该伸出装置将第一机翼部分可枢转地结合至第二机翼部分。
[0017]当该机翼处于飞行形态时，第一机翼翼梁结合至第二机翼翼梁，形成机翼翼梁接合点，该机翼翼梁接合点在第一机翼部分与第二机翼部分之间传递空气动力学载荷。当第一机翼翼梁从第二机翼翼梁解开时，该伸出装置可操作以沿基本上平行于第一机翼翼梁的横向轴线将第一机翼部分远离第二机翼部分伸出、围绕该横向轴线旋转该第一机翼部分，以及在于第二机翼部分关联的枢转点处枢转至可运输形态。
[0018]本发明的另一实施例中，用于将机翼从可运输形态改变至飞行形态的系统包括:第一机翼翼梁，所述第一机翼翼梁与第一机翼部分关联且其中第一机翼部分处于可运输形态时，所述第一机翼部分基本上正交于第二机翼部分；以及第二机翼翼梁，所述第二机翼翼梁与所述第二机翼部分关联，其中所述第一机翼翼梁可在翼梁接合点处附连于所述第二机翼翼梁。
[0019]该系统还包括折叠装置，该折叠装置独立于第一机翼翼梁和第二机翼翼梁、将第一机翼部分结合于第二机翼部分以及可操作以将第一机翼部分从可运输形态定位至飞行形态，从而在机翼翼梁接合点处将第一机翼翼梁与第二机翼翼梁关联。
[0020]最后，该可折叠飞机机翼包括多个剪切销，所述多个剪切销将第一机翼翼梁结合至第二机翼翼梁。所述多个剪切销中每个包括第一销直径和第二销直径以及其中两个机翼部分之间的剪切载荷分布在所述第一销直径和所述第二销直径之间。
[0021]本公开中描述和下面详细描述中的特征和优点不是全包式的。考虑到本发明的附图、说明书和权利要求书，对于本领域的技术人员来说，很多其它特征和优点将变得明显。此外，应注意的是，说明书中使用的语言主要是为了阅读性和说明目的而选择，不是选择来描绘或者限制本发明的主题;需要参考权利要求书来决定这种创新性主题。
【附图说明】
[0022]通过参考下文结合附图描述的一个或多个实施例，本发明的前述和其它特征和目的以及获得它们的方式将变得明显，本发明本身将最佳地被理解，附图中:
[0023]图1是装备有本发明的手动机翼折叠机构的飞机的前视立体图，其中机翼处于飞行形态；
[0024]图2是装备有本发明的手动机翼折叠机构的飞机的前视立体图，其中外侧机翼部分已经伸出；
[0025]图3是装备有本发明的手动机翼折叠机构的飞机的前视立体图，其中外侧机翼部分已经伸出并旋转90度；
[0026]图4是装备有本发明的手动机翼折叠机构的飞机的侧视立体图，其中机翼的外侧部分已经被折回并与飞机的机身对齐；
[0027]图5是装备有本发明的手动机翼折叠机构的飞机的侧视立体图，其中机翼的外侧部分已经被折回、与飞机的机身对齐并向前定位以存放和运输；
[0028]图6A是与本发明的手动机翼折叠机构关联的外侧机翼翼梁和内侧机翼翼梁的接合点的剖切图；
[0029]图6B是根据本发明的一个实施例的机翼翼梁接合点和机翼折叠机构的俯视图；
[0030]图7是本发明的机翼折叠机构的一个实施例的右前立体剖切图，其中外侧机翼处于伸出位置；
[0031]图8是本发明的机翼折叠机构的一个实施例的俯视图，其中外侧机翼处于伸出且部分折叠形态；
[0032]图9是根据本发明的一个实施例的机翼和机翼折叠机构的外侧部分的后侧立体图；
[0033]图10是与本发明的机翼折叠机构的一个实施例结合使用的翼梁销的侧剖切图；
[0034]图11是根据本发明的一个实施例的内侧机翼部分的外侧表面和剪切销锁定机构的前视下立体图；
[0035]图12是根据本发明的一个实施例的翼肋和机翼折叠机构浮动导向件的立体图；
[0036]图13是根据本发明的一个实施例的机翼折叠机构浮动导向件的细节图；
[0037]图14是根据本发明的一实施例的用于定位外侧机翼以存放并与内侧机翼部分接合的旋转件的前视上立体图；
[0038]图15是使用本发明的机翼折叠机构的一个实施例来折叠和存放机翼部分的方法的流程图；以及
[0039]图16是使用本发明的机翼折叠机构的一个实施例来展开并将机翼部分变成飞行形态的方法的流程图。
[0040]各附图示出的本发明的各实施例仅仅是用于说明性目的。从下面的讨论中，本领域的技术人员将理解，可以采用本文所示出的结构和方法的替代实施例而不脱离本文所描述的本发明的原理。
【具体实施方式】
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