涡流干扰装置及用于在着陆时提高飞机升力的方法与流程

本发明涉及飞行器领域，具体涉及一种用于在着陆时提高飞机升力的涡流干扰装置和一种用于在着陆时提高飞机升力的方法。

背景技术：

1、通常，飞机着陆时需要降低速度，这是因为在着陆时须减少飞机动能，以更好控制飞机着陆姿态或者避免撞击跑道或者其他障碍物。为了减少动能，着陆时须减少发动机油门，以使发动机动力输出变小，由此速度变慢。速度变慢可致使飞机机翼所产生的升力效率会降低。但速度变慢也会导致飞机着陆时容易出失速等问题，而控制失速须要有较大升力的维持，才能保持稳定性。

2、飞机的进场速度是考察飞机着陆性能的指标之一，如果飞机进场速度过大(>140kt)，则飞机存在降级的风险。所以在飞机设计阶段，会通过一切可行的措施，在保证安全的前提下，降低飞机进场速度。

3、为此，现有飞机在着陆构型条件下可通过打开襟-缝翼来增加升力，以期达到逐渐降低速度来进场着陆之目的。已知飞机在着陆进场时，前起落架放下，起落架的轮子所拖出的脱体涡打在机翼翼根处前缘，这会形成一股上洗气流，使得机翼上表面下游出现流动分离，这样就导致飞机升力不足，迫使飞机必须增大着陆进场速度。

4、在现有技术中，一般采用在内缝翼端头增加锯齿形状的导流片，从而破坏飞机前起落架的脱体涡，以期改善飞机着陆构型条件下的升力，减小飞机的着陆进场速度。

5、然而，上述方案主要着眼于机翼上的改型，即在气流流动的下游实施改善措施。尤其是，所涉及的相关部件都是固定的，属于被动控制方式。对于已经定型的飞机，如果要更改内缝翼结构，安装新的部件将涉及大量的图纸和工装更改，时间和周期成本显著增加。另外，对于重新设计内缝翼流片的外形和安装位置差异的敏感性还都需要通过风洞试验选型，这会导致额外的试验经费支持和较长的周期。

6、因此，在飞行器领域中，特别是对于飞机着陆时提高飞机升力始终存在能以较低的成本、特别是对现有结构较少的改型来实现的需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于飞机的涡流干扰装置，该涡流干扰装置可以包括：片状主体，该片状主体包括固定端和连接端，固定端可以用于沿飞机的飞行方向看在起落架的后方固定于其支架部，连接端可以比固定端更接近于起落架的轮子；多个细长元件，它们可以沿片状主体的宽度方向分布，其一端与连接端相连，而其相对端可以为自由端，多个细长元件可以用于在飞行中干扰在起落架处产生的涡流。

2、通过在起落架处设置上述涡流干扰装置，能以很低的成本和经风洞试验验证的可靠效果来干扰涡流、尤其是脱体涡，从而在飞机着落飞行时提高飞机升力，大幅提高飞机降落的安全性。尤其是，本发明的涡流干扰装置为一种无须对现有飞机进行结构上根本性改型的主动控制手段，能方便地与各种飞机的起落架相结合，十分灵活，适应性极佳。

3、优选地，涡流干扰装置可以沿宽度方向布置在起落架的各航向灯之间，其中，固定端可以固定于航向灯之间的横杆上。

4、此布置可以允许涡流干扰装置容易地安装于起落架上的固定位置，并且可以在涡流干扰装置非工作时提供容纳空间。

5、有利地，细长元件的自由端可以位于轮子的上方，或者细长元件的自由端可以位于轮子的中心轴线的上方。

6、通过限制细长元件以及涡流干扰装置的长度，可以防止细长元件不期望地卷入起落架的轮子上，因为这会减少涡流干扰装置对涡流的干扰(例如，对脱体涡的打碎)效果

7、特别是，片状主体和细长元件可以包括弹性体材料，例如涡流干扰装置可以为橡皮材质。

8、弹性体材料便于涡流干扰装置在起落架上的保持，并且提供可靠的韧性，以防止在作用过程中发生涡流干扰装置的断裂等问题。

9、有利的是，细长元件可以与片状主体成一体，并且可以从片状主体的底部延伸。这种结构有利于涡流干扰装置的制造，并且确保片状主体与细长元件之间的稳定连接。

10、优选的是，多个细长元件的尺寸可以相同，其中，多个细长元件中的每个的宽度可以为1-3厘米，特别是2厘米。

11、相同尺寸的细长元件便于制造，而较细的细长元件有助于将涡流、例如在起落架的轮子处产生的脱体涡打碎成更小、更局部的不同涡，显著提高涡流干扰效果。

12、特别是，片状主体的长度可以约为细长元件的长度的四分之一到二分之一，例如三分之一。

13、使片状主体的长度小于细长元件可以使细长元件更多地作用于干扰涡流，尤其是打碎脱体涡。片状主体的长度也不应过小，因为这部分主要用于将涡流干扰装置保持于起落架上。

14、尤其是，沿宽度方向分布可以有大于十个细长元件。

15、通过数量较多的细长元件可以实现将涡流，尤其是脱体涡打碎成较多的局部小涡流，从而提高干扰效果，实现升力的稳定提升。

16、此外，涡流干扰装置还可以包括压紧元件，用于将片状材料压紧在支架部与压紧元件之间，从而固定于支架部。借助压紧元件可以将涡流干扰装置、主要是片状可靠地固定于起落架上。

17、本发明还提供一种用于在着陆时提高飞机升力的方法，该方法可以包括：安装步骤：将如上所述的涡流干扰装置安装于飞机的起落架上，作用步骤：在着陆时放下起落架之后，使涡流干扰装置自由运动，从而干扰在起落架处产生的脱体涡。

18、通过采用本发明的涡流干扰装置能以很低的成本、但十分可靠的效果来显著提高飞机在着陆时的升力，从而提高飞机降落的安全性。尤其是，本发明的方法无须对现有飞机进行结构上根本性改型，适应性极佳。

19、优选地，该方法还可以包括从一片材料中、从该片材料沿其长度方向的预定位置起分离形成多个细长元件。

20、通过从单片材料来制成涡流干扰装置，尤其是从单片材料中分离出细长元件可以容易地制造，成本低，且结构稳定性更好。

21、有利地，安装步骤可以包括将涡流干扰装置卷起至航向灯之间的横杆上，并通过锁定元件进行锁定；作用步骤可以包括在放下起落架之后通过解除锁定来放下并展开涡流干扰装置。

22、通过锁定元件来将涡流干扰装置锁定到位，可以避免在不需要使用涡流干扰装置时的意外脱落或与起落架本身作用的干扰(例如，防止卷入轮子中)。通过收放可以实现自由地(例如，根据飞机飞行的当前状态)实现对涡流、例如脱体涡的干扰。

技术特征：

1.一种用于飞机的涡流干扰装置，其特征在于，所述涡流干扰装置包括：

2.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，所述涡流干扰装置沿所述宽度方向布置在所述起落架的各航向灯之间，其中，所述固定端固定于所述航向灯之间的横杆上。

3.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，所述细长元件的所述自由端位于所述起落架的轮子的上方，或者所述细长元件的所述自由端位于所述轮子的中心轴线的上方。

4.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，所述片状主体和所述细长元件包括弹性体材料。

5.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，所述细长元件与所述片状主体成一体，并且从所述片状主体的底部延伸。

6.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，所述多个细长元件的尺寸相同，其中，所述多个细长元件中的每个的宽度为1-3厘米。

7.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，所述片状主体的长度约为所述细长元件的长度的四分之一到二分之一。

8.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，沿所述宽度方向分布有大于十个细长元件。

9.如权利要求1所述的涡流干扰装置，其特征在于，还包括压紧元件，用于将所述片状主体压紧在所述支架部与所述压紧元件之间，从而固定于所述支架部。

10.一种用于在着陆时提高飞机升力的方法，其特征在于，所述方法包括：

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括从一片材料中、从所述一片材料沿其长度方向的预定位置起分离形成所述多个细长元件。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述安装步骤包括将所述涡流干扰装置卷起至所述起落架的航向灯之间的横杆上，并通过锁定元件进行锁定；所述作用步骤包括在放下起落架之后通过解除锁定来放下并展开所述涡流干扰装置。

技术总结
本发明提供一种用于飞机的涡流干扰装置，该涡流干扰装置可以包括：片状主体，该片状主体包括固定端和连接端，固定端可以用于沿飞机的飞行方向看在起落架的后方固定于其支架部，连接端可以比固定端更接近于起落架的轮子；多个细长元件，它们可以沿片状主体的宽度方向分布，其一端与连接端相连，而其相对端可以为自由端，多个细长元件可以用于在飞行中干扰在起落架处产生的涡流。通过在起落架处设置上述涡流干扰装置，能以很低的成本和经风洞试验验证的可靠效果来干扰涡流，从而在飞机着落飞行时提高飞机升力，大幅提高飞机降落的安全性。本发明还涉及一种用于在着陆时提高飞机升力的方法。

技术研发人员：颜巍,韩志熔,李海星,徐辉雯
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12