机翼及包括这种机翼的飞行器的制作方法

本发明涉及一种包括前缘和用于防止残留物沉积在前缘上的器件的机翼，以及一种包括至少一个此类机翼的飞行器。

背景技术：

飞行器机翼包括前缘，该前缘是形成机翼的空气动力学轮廓的前部部分。此前缘经常发生有机残留物的沉积，有机残留物会破坏沿着前缘的空气流。空气流则不再是层流而是紊流。

对于一些飞行器建造者而言，已知的做法是使用沿着前缘移位的刮板，但是这种设施对于商用飞行器是不可接受的。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提出一种包括前缘的机翼，该机翼配备有使得能够消除有机沉积物的器件。

为此目的，提出了一种飞行器的机翼，所述机翼包括：

-前缘，所述前缘由对于微波透明的蒙皮构成，

-多个磁控管，所述多个磁控管被安置在蒙皮之下并且被安排成彼此并排地成行和成列，

-至少一个电源模块，所述电源模块被提供用于为所述多个磁控管供电，

-位于两相继行的磁控管之间的放电行，所述放电行包括相继的电极和接地电极，其中每个电极穿过所述蒙皮，并且其中每个接地电极在所述蒙皮之下，

-用于由放电行的电极和相邻的放电行的至少一个接地电极构成的每个组的电压发生器，所述电压发生器连接在所述电极与所述至少一个接地电极之间。

这种设施使得可以消除附着到所述前缘的残留物，而无论这些残留物是有机物还是冰。

有利地，所述蒙皮是双层的并且包括柔性的外层和确保所述外层的强度的内层。

有利地，所述前缘包括移位系统，所述移位系统被提供用于使所述前缘向上和向下移位。

有利地，所述内层由窗口穿孔，所述接地电极被容置在所述窗口中，所述接地电极包括外板、内板、以及导电板，所述外板和所述内板各自具有介电特性，所述导电板被紧固至导电杆并且夹在所述外板与所述内板之间，并且两个螺栓一方面夹住所述外板、所述导电板以及所述内板并且另一方面夹住所述内层，并且在于，所述内板由孔洞穿孔，所述导电杆穿过所述孔洞连接到所述电压发生器。

有利地，所述内层具有朝向所述前缘的内部开口的空隙，并且所述接地电极被容置在所述空隙中，所述接地电极包括具有介电特性的板和导电板，所述导电板被紧固到导电杆并且夹在所述空隙的底部与所述具有介电特性的板之间，并且所述具有介电特性的板由孔洞穿孔，所述导电杆穿过所述孔洞连接到所述电压发生器。

有利地，所述外层具有孔，所述内层具有通孔，所述通孔在其外面侧具有埋头孔，所述电极采用具有扁平头部的杆的形式，其中所述扁平头部被容纳在所述外层的孔中，所述机翼包括：

-主杆柱，所述主杆柱具有穿过所述孔洞的螺纹杆和容纳在所述埋头孔中的埋头头部，并且其中所述主杆柱的内部被攻丝，

-副杆柱，所述副杆柱被容纳在所述主杆柱中，其中所述副杆柱的外面带有螺纹以与所述主杆柱的内部攻丝协作，并且其中所述副杆柱在与所述主杆柱头部相反的一侧延伸超过所述主杆柱，

-第一螺母，所述第一螺母被拧到所述副杆柱的延伸超过所述主杆柱的末端，并且所述第一螺母抵靠所述主杆柱，

所述副杆柱的内部容纳所述电极的杆，所述电极的杆延伸超过副杆柱并且超过所述第一螺母连接至所述电压发生器。

有利地，所述机翼包括：

-用于每个磁控管的波导，所述波导被固定在所述前缘内部、以向外开口的杯状物的形式生产，并且所述波导的底部支承所述磁控管的朝向所述杯状物的开口定向的发射天线，所述杯状物具有凸缘，

-第一夹紧螺母，所述第一夹紧螺母在所述第二螺母与所述内层之间被拧到所述主杆柱的螺纹杆上、并且支承抵靠所述内层，

-第二夹紧螺母，所述第二夹紧螺母在所述第二螺母与所述第一夹紧螺母之间被拧到所述主杆柱的螺纹杆上、并且紧靠所述第一夹紧螺母从而夹住所述凸缘。

有利地，所述机翼包括用于每个磁控管的波导，所述波导被固定在所述前缘内部、以向外开口的杯状物的形式生产，并且所述波导的底部支承所述磁控管的朝向所述杯状物的开口定向的发射天线，所述杯状物具有胶合到所述内层的内面的凸缘。

有利地，所述机翼包括波导，所述波导被固定到所述内层的内面、以金属格架的形式生产，所述磁控管的向外定向的发射天线穿过所述金属格架。

本发明还提出了一种飞行器，所述飞行器包括根据前述变体之一所述的至少一个机翼。

附图说明

通过阅读关于附图所给出的对示例性实施例的以下说明，本发明的上述特征以及其他特征将变得更加明显，在附图中：

图1示出了根据本发明的飞行器的平面视图，

图2示出了根据本发明的机翼的前缘的透视图，

图3示出了根据本发明的变体的机翼的前缘的截面侧视图，

图4示出了根据第一实施例的接地电极的特定安装的截面视图，

图5示出了根据第二实施例的接地电极的特定安装的截面视图，

图6示出了根据第一实施例的微波馈送器的安装的截面视图，

图7示出了根据第二实施例的微波馈送器的安装的截面视图，

图8示出了根据第三实施例的微波馈送器的安装的截面视图，并且

图9是电气设置的示意图。

具体实施方式

图1示出了飞行器10，该飞行器具有机身12，机身的任一侧固定有机翼100，该机翼具有主要部分103和前缘102，该前缘在主要部分103的前方在机翼100上下延伸。附图标记104示出了前缘线，该前缘线是前缘102的下表面与上表面之间的分隔线。

图2以截面示出了前缘102。前缘102由蒙皮202构成，该蒙皮对于1ghz和300ghz之间扩展的微波是透明的，并且该蒙皮包括空气在其上流动的外面和朝向前缘102的内部定向的内面。

多个磁控管204被安置在蒙皮202之下。磁控管204被安排成彼此并排地成行和成列。磁控管204的数量和间隔被选择成最好地覆盖前缘102。每个磁控管204由适当的电源模块供电，该电源模块本身由为此目的而提供的控制单元驱动、并且特别地包括处理器。因此，每个磁控管204可以被供电并且发射微波207，或者被停止并且不发射微波。电源模块可以是若干磁控管204共用的，并且因此若干磁控管204可以由同一个电源模块供电。因此，该设施包括至少一个电源模块，该至少一个电源模块被提供用于为所述多个磁控管204供电。

根据变体，磁控管204被安排在蒙皮202中。

附图标记205表示从前缘102的外侧看磁控管204的隐藏占据面积。

在两相继行的磁控管204之间，存在放电行206，该放电行包括相继的电极208和接地电极210。如下文所说明的，此设施允许在电极208与接地电极210之间产生放电，这接着又产生等离子体212。

每个电极208穿过蒙皮202并且因此暴露在外部上，并且可以与蒙皮202的外面齐平、作为额外的厚度延伸、或者缩进。出于易于实施的目的，电极208具有可与蒙皮202中产生的圆孔相容的圆形截面。

每个接地电极210位于蒙皮202之下，该蒙皮则在接地电极210与电极208之间构成电介质。

沿着前缘线104，安排有一行接地电极210，这行接地电极因此可以与存在于上表面上的第一放电行的和存在于下表面上的第一放电行的电极208协作。

图9示出了两个相邻放电行206a-206b之间的电气设施的示例。

对于由放电行206a的电极208和相邻的放电行206b的至少一个接地电极210构成的每个组，提供了连接在所述电极208与所述至少一个接地电极210之间的电压发生器902。当电压发生器902被启用时，电压发生器使得可以在同一组的电极208与所述至少一个接地电极210之间施加电位差。该电位差必须足以允许在电极208与接地电极210之间产生等离子体。电压发生器902也由控制单元驱动。

为了在蒙皮202的外面上加宽等离子体212适用的路径，每个接地电极210具有一定范围。

因此，如下文所说明的，无论是定期地还是根据需要，所述或某些磁控管204被供电并且产生微波，并且同时地或顺序地，某些电压发生器902被启用以产生等离子体。等离子体和微波的组合使得可以消除附着到前缘102的残留物，而无论这些残留物是有机物还是冰。因此，保留前缘102上的层流。

如以上所指明的，电压发生器902和磁控管204的启用可以是周期性的，但是，由于电消耗的原因，优选的使得启用与检测到非层流流动相关。因此，在检测到前缘102的某些区域上的流动不再是层流流动之后，启用这些区域的电压发生器902和磁控管204。此检测例如由飞行员在视觉上作出、或者由红外相机和分析系统作出，该红外相机捕获机翼100的图像，该分析系统接收这些图像并且对这些图像进行热成像分析以确定前缘102的其中流动不再是层流的区域。然后，分析系统可以通知控制单元，该控制单元启用这些区域的电压发生器902和磁控管204，并且这些启用将持续直到机翼100上的流动已经恢复到层流状态。

如图9所示，同一个电压发生器902可以为一行的所有电极208和一行的所有接地电极210供电，并且允许选择放电行206a的特定电极208和相邻放电行206b的接地电极210，以便最佳地指定等离子体的位置，所期望的是实现一种选择系统，该选择系统使得可以仅连接根据流动分析而期望的这个/这些电极208以及这个/这些接地电极210。

例如，选择系统是由每个电极208和每个接地电极210的受控开关904a-b构成的，受控开关分别串联连接在电压发生器902与所述电极208或所述接地电极210之间。

基于对流动的分析，控制单元然后可以控制适当的受控开关904a-904b以在适合的电极208与接地电极210之间产生等离子体。

图3示出了机翼100的截面，该机翼具有前缘102和主要部分103。前缘102配备有移位系统300，该移位系统提供用于使前缘102向上和向下移位。此移位使得可以将粘附到蒙皮202的外面的冰解除附着。

蒙皮202延长主要部分103的上表面的顶部蒙皮360和主要部分103的下表面的底部蒙皮362。此移位自由度允许增加飞行器起飞和着陆所需的最大迎角(高升力功能)。

蒙皮202是柔性的，这允许该蒙皮挠曲。根据特定实施例，蒙皮202是双层的并且包括柔性外层214(特别是由有机硅或比如树脂、涂料或清漆等等效材料制成)和内层216，该内层确保强度并且由石英纤维或等效材料的基质构成。外层214具有几毫米的厚度，并且内层216具有取决于其位置和其可能吸收的力的可变厚度。内层216允许前缘102在移位系统300的作用期间挠曲，同时确保外层214的强度并且避免其下垂。

这种表面涂层对于小的冲击(工具、砾石、点载荷)、技术流体(油、油脂、液压流体、煤油汽油芳烃等)也具有高耐受性，并且对来自外部自然环境(雨、冰雹、霜、阳光、uv等)的攻击具有高抗性。

这种表面涂层尽管经受了机械打击，但因为它具有高弹性而仍然保持有利于层流流动的表面状况。此外，这种表面涂层特别是通过模制而表现出低粗糙度和紧密的形状公差，这使得可以确保层流流动。

在图3所呈现的本发明的实施例中，移位系统300由一组连杆和致动器构成，每个连杆安装在两个支承件之间，这些致动器被安装在主要部分103的结构350上。

移位系统300包括：

-主支承件302，该主支承件安装在结构350上，

-主连杆304，该主连杆的第一端铰接式安装在主支承件302上，并且其第二端支承副支承件306，该副支承件在此基本上位于前缘102的中心，

-副连杆308，该副连杆的第一端铰接式安装在副支承件306上，并且其第二端支承终端支承件310，该终端支承件在此基本上位于前缘线104的后方，

-一对侧向连杆312a-312b，每个侧向连杆312a-312b的第一端铰接式安装在副支承件306上，第一侧向连杆312a的第二端铰接式安装在第一侧向支承件314a上，该第一侧向支承件紧固到前缘102的上表面，并且第二侧向连杆312b的第二端铰接式安装在第二侧向支承件314a上，该第二侧向支承件紧固到前缘102下表面，

-一对终端连杆316a-316b，每个终端连杆316a-316b的第一端铰接式安装在终端支承件310上，第一终端连杆316a的第二端铰接式安装在第一终端支承件318a上，该第一终端支承件紧固到前缘102的上表面，并且第二终端连杆316b的第二端铰接式安装在第二终端支承件318a上，该第二终端支承件紧固到前缘102下表面，

-致动器，这些致动器由命令单元控制并且提供用于使不同的连杆移位。

命令单元和控制单元可以是彼此通信的两个不同单元，或者它们可以一起分组在同一个整体控制单元中。

每个致动器例如是马达，这些马达被安排在主支承件302、副支承件306和终端支承件310中的每一者处并且用于使得固定到这些支承件的连杆转动。显然，这些致动器还可以是电动、磁性的、液压的或气动的缸。

如上文已经描述的，与电压发生器和磁控管204的启用同时地启用前缘102的移位。

图4以如上所述的蒙皮202是双层的并且蒙皮202的内层216通过窗口402穿孔、接地电极210被容置在该窗口中的情况示出了接地电极210的特定实施例。

接地电极210包括外板404a、内板404b、以及导电板401，外板和内板各自具有介电特性(诸如陶瓷板)，导电板被夹在外板404a与内板404b之间。

外板404a朝向前缘102的外侧定向、并且因此被定位成压靠外层214，并且内板404b朝向前缘102的内部定向并且由孔洞405穿孔，从而允许导电杆408穿过紧固至板401并且与电压发生器连接。

为了确保板401、外板404a以及内板404b的紧固，接地电极210包括两个螺栓406a-406b，这些螺栓夹住外板404a、板401以及内板404b。每个螺栓406a-406b具有螺钉409和螺母410，螺钉头部支承抵靠外板404a的外面并且抵靠内层216的外面，并且螺母410抵靠内板404b的内面和内层216的内面。

通过螺栓406a-406b夹住内层216确保了接地电极210保持就位。

接地电极210的安装需要将外板404a、板401以及内板404b放置在窗口402中，装配并拧紧这两个螺栓406a-406b，然后抵靠内层216和外板404a放置外层214。

为了避免螺钉409的头部在外层214上产生过厚的厚度，螺钉409的头部是埋头的，并且对于每个螺钉409，内层216具有埋头孔以容纳所述螺钉409的头部。

图5以如上所述的蒙皮202是双层的并且蒙皮202的内层216具有空隙502，该空隙朝向前缘102的内部开口并且接地电极210被容置在该空隙中的情况示出了接地电极210的特定实施例。在这里呈现的本发明的实施例中，空隙502不是贯穿空隙，但是它可以是贯穿空隙。

接地电极210包括具有介电特性的板504(例如陶瓷板)和导电板501，该导电板夹在空隙502的底部与板504之间。

板504朝向前缘102的内部定向并且由孔洞505穿孔，从而允许导电杆508穿过紧固到板501并且电压发生器连接至导电杆。

板501和板504在内层216上的紧固例如通过粘合来产生。

图6示出了磁控管204和电极208的固定的第一实施例，图7以如上所述的蒙皮202是双层的情况示出了磁控管204和电极208的固定的第二实施例，并且图8示出了磁控管204和电极208的固定的第三实施例。

在图6至图8的每个实施例中，对于每个磁控管204，该设施包括波导602、802，该波导被固定在前缘102内部、也就是说在内层216的内面侧。磁控管204包括发射天线650，该发射天线发射由磁控管204产生的微波。

在图6和图7的实施例中，波导602在此以杯状物的形式生产，该杯状物朝向外部开口并且其底部支承发射天线650，该发射天线朝向杯状物的开口定向。因此，发射天线650在波导602内部发射微波，该波导通过相继地穿过内层216然后穿过外层214而将微波207朝向外部引导。

波导602在其开口处具有凸缘604，该凸缘固定到前缘102。

在第一实施例中，凸缘604的固定是通过夹在以下描述的螺钉螺母系统中来实现的，并且在第二实施例中，凸缘604的固定是通过在内层216的内面与凸缘604之间应用胶702来实现的。

当前缘102在移位系统300的作用下移位时，波导602和胶702(当存在时)是足够柔性的，足以吸收变形。

电极208采用具有扁平头部的杆的形式。

对于每个电极208，内层216具有通孔607，在该内层的外面侧具有埋头孔。

电极208的固定包括：

-主杆柱610，所述主杆柱具有穿过孔洞607的螺纹杆和容纳在所述埋头孔中的埋头头部，并且其中主杆柱610的内部被攻丝，

-副杆柱612，所述副杆柱被容纳在主杆柱610中，其中所述副杆柱的外面带有螺纹以与主杆柱610的内部攻丝协作，并且其中副杆柱612在与主杆柱610头部相反的一侧延伸超过主杆柱610，

-第一螺母614，所述第一螺母被拧到副杆柱612的延伸超过主杆柱610的末端，并且所述第一螺母抵靠主杆柱610。

副杆柱612的内部是平滑的以容纳电极208的杆，同时电极208的扁平头部保持在主杆柱610的埋头头部侧并且在外层214的为此目的提供的孔中。电极208的杆延伸超过副杆柱612并且超过第一螺母614以连接到电压发生器。

为了确保主杆柱610的固定，该设施包括第二螺母616，该第二螺母与主杆柱610的螺纹杆协作以将内层216夹在主杆柱610的埋头头部与第二螺母616之间。

为了确保波导602的凸缘604的固定，该设施包括：

-第一夹紧螺母618，所述第一夹紧螺母在第二螺母616与内层216之间被拧到主杆柱610的螺纹杆上、并且支承抵靠内层216，

-第二夹紧螺母620，所述第二夹紧螺母在第二螺母616与第一夹紧螺母618之间被拧到主杆柱610的螺纹杆上、并且紧靠第一夹紧螺母618从而夹住凸缘604。

在图7的第二实施例中，第一夹紧螺母618和第二夹紧螺母620被间隔件718代替，以允许凸缘604穿过，但是，取决于凸缘的构型，间隔件718可以不存在。

当侧向连杆312a-312b或终端连杆316a-316b必须经由侧向支承件314a-314b或终端支承件318a-318b固定到蒙皮202时，该设施包括轭接头630，该轭接头支承侧向支承件314a-314b或终端支承件318a-318b，并且该轭接头的基部632具有允许引入主杆柱610的穿孔，并基部632夹在第二夹紧螺母620与第二螺母616之间。取决于构型，第二夹紧螺母620可以由间隔件718或内层216代替。

当轭接头630不存在时，它可以由垫圈634代替。

主杆柱610、副杆柱612、第一螺母614、第二螺母616、第一夹紧螺母618、第二夹紧螺母620、间隔件718、轭接头630由诸如陶瓷等电绝缘材料生产。

在第三实施例中，波导802采用抵靠内层216的内面固定的金属格架的形式，磁控管204固定到该金属格架，并且发射天线650穿过该金属格架。波导802被铺展开以便能够用于若干磁控管204。

因此，发射天线650相对于波导802朝向外部定向，并且磁控管204的本体朝向前缘102的内部定向。

波导802将微波向外引导并且确保防雷。

磁控管204固定在波导802上是通过使用胶粘合来确保的，该胶足够柔性以吸收波导802与磁控管204之间的变形。