专利名称：用于飞行器机翼的可变缝隙空气制动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气制动器，所述空气制动器设计成安装在飞行器机翼的上表面上，位于这种机翼的后梁和增升襟翼之间，所述增升襟翼铰接在翼梁的后梁上。
一般来说，飞机上配置在每个机翼的后梁和位于该后梁后部的增升襟翼之间的空气制动器具有三个不同的功能-第一个功能是偏转功能，可以给飞行中的飞机提供滚动力矩；不对称地对配置在两个机翼上的空气制动器进行作用，使偏转角度较小(例如，大约11度)，即可确保这种功能；所述这种功能一般称之为“扰流板”功能；-由空气制动器完成的第二个功能是降低飞行高度的功能；这种功能在于对称地对配置在两个机翼上的空气制动器进行作用，按照理想的降低高度的速率使偏转角度大或小(例如直至60度)；在空气制动器下游产生的空气分离此时引起升力的减小和阻力的加大；这种功能一般称之为“空气制动器”功能。
-由空气制动器完成的第三个功能涉及飞机着陆中的制动；这种功能在于对称地使配置在每个机翼上的空气制动器在地面进行作用，使偏转角度最大；这种空气制动器的第三个功能称之为“升力消除器”功能。
在现有技术中，每个空气制动器呈单个翼板形状，铰接在相应的机翼的后梁上，当空气制动器处于不动作状态时，这种单个的关闭的翼板位于机翼的上表面的延伸部分，以确保后者与增升襟翼之间的连续性。构成每个空气制动器的单个翼板可以在飞行中进行小的偏转，或者用以确保“扰流板”功能，或者用以确保“空气制动器”功能。另外，这种单个翼板可以或者在飞行中进行较大的偏转以确保“空气制动器”功能，或者在地面进行较大的偏转以确保“升力消除器”功能。
所述由单个翼板形成的现有空气制动器能很好地完成以下功能，即赋予大偏转角度，同时保证大大地减少升力和显著地加大阻力。
另一方面，当由不产生缝隙的单个翼板形成的空气制动器使用小的偏转角度时，就在空气制动器的后部直接形成由空气制动器两侧产生的紊流而造成的分离区域。这些紊流此时具有明显的缺陷，尤其是当空气制动器用于其“扰流板”功能时更是如此。
确切地说，本发明涉及这种空气制动器最初的设计使其可以完成“扰流板”功能、“空气制动器”功能和“升力消除器”功能，用作大偏转的单个翼板空气制动器，在小偏转时按照偏转角度形成可变缝隙，可以限定空气制动器后部的分离区域，因此可以限定空气制动器两侧的紊流。
根据本发明，通过这样一种空气制动器即可获得所述的结果，所述空气制动器设计成安装在飞行器机翼的上表面上，位于机翼后梁和增升襟翼之间，其特征在于，它包括第一翼板和第二翼板，它们依此顺序安装在后梁和增升襟翼之间，它还包括倾斜控制件，其作用可以使空气制动器处于下述其中一种状态-关闭状态，在所述关闭状态下，第一翼板和第二翼板连接起来，位于上表面的延伸部分；-开启状态，在所述状态下，第一翼板和第二翼板连接起来，按照同一角度相对于上表面朝外偏转；以及在关闭状态和开启状态之间的中间状态，在所述状态下，第二翼板相对于第一翼板和上表面朝外偏转，所述第二翼板与第一翼板错开以形成缝隙。
在本发明最佳实施例中，中间状态包括非常小的偏转状态、比较小的偏转状态和中等偏转状态，在所述非常小的偏转状态下，第一翼板相对于机翼上表面略微朝里偏转，在所述比较小的偏转状态下，第一翼板位于上表面的延伸部分，在所述中等偏转状态下，第一翼板相对于上表面以比第二翼板偏转角度小的偏转角度朝外偏转。
根据人们希望空气制动器具有非常大的偏转角度的特征，与后梁邻近的第一翼板的边缘可以或者相对于上表面朝机翼的外部错开，或者在空气制动器开启状态下差不多位于所述上表面的延伸部分。
根据本发明最佳实施例，第一翼板和第二翼板通过差不多平行于后梁的第一共同轴转动安装在所述后梁上。
另外，如果可以通过完全分开的控制件对空气制动器的两个翼板进行作用，那么，倾斜控制件最好通过同一控制机构同时对第一翼板和第二翼板进行作用。
在这种情况下，控制机构较好的是包括至少一个组件，所述组件具有通过第二轴铰接在后梁上的转动构件、通过第三轴铰接在第一翼板上并通过第四轴铰接在转动构件上的第一杆、以及通过第五轴铰接在第二翼板上并通过第六轴铰接在转动构件上的第二杆，第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和第六轴差不多平行于第一共同轴。
第一轴、第二轴、第三轴、第四轴和第五轴彼此是分开的。
在这种情况下，第六轴也可以与其它轴分开，或者相反，与第四轴予以合并。
在第一种情况下，第二轴比第一共同轴更远离机翼的上表面，在空气制动器关闭状态下，第二轴差不多位于第三轴和第四轴之间。第六轴此时相对于第二轴朝向增升襟翼偏移，并远离上表面。
另外，在空气制动器的关闭状态下，第二轴相对于包含第三轴第四轴的平面略微朝向增升襟翼偏移。这种特性可以通过第一翼板略微朝里偏转预先由非常小的偏转状态实现前面所限定的较小的偏转状态。
此外，第二轴、第五轴差不多比第三轴更远离共同轴。
在本发明最佳实施例中，控制机构包括例如上面所确定的两组组件，它们差不多平行于机翼后梁并予以错开，倾斜控制件包括作动筒，所述作动筒安装在所述两组组件之间，并将后缘连接到第二翼板上。
现在，参照附图及不受限制的实施例进一步描述本发明。附图如下
图1是本发明配有空气制动器的飞机机翼的俯视图；图2是配置在图1中机翼上的空气制动器之一的放大比例的立体图；图3是图2中所示的空气制动器的横向剖面图，示出关闭状态下的这种空气制动器；图4是与图3相比较的剖面图，用实线示出与小偏转角相对应的中间状态下的空气制动器，用点划线示出与大偏转角相对应的开启状态下的空气制动器；以及图5是与图3相比较的剖面图，示出本发明的另一个实施例。
图1以俯视图示出空气制动器机翼，其中，固定结构用标号10加以标示。这种固定结构10通过后梁12(图3和图4)朝向后部加以限定。靠近机翼端部，所述后梁12旋转地支承一个或若干个朝向后缘的副翼14。在机翼的其余部分，后梁12旋转地支承也朝向后缘的增升襟翼16。
从图1中看到，在机翼的上表面上，若干空气制动器18间置在后梁12和增升襟翼16之间。根据本发明，所述空气制动器18具有初始结构，其最佳实施例将参照图2至图4加以详细描述。
本发明空气制动器18不是包括作为现有空气制动器的单个翼板，而是包括两个翼板20和22，所述翼板20和22彼此围绕共同轴24铰接在机翼的后梁12上，所述共同轴24差不多平行于所述后梁进行定向。
更确切地说，每个空气制动器18的第一翼板20间置在后梁12和第二翼板22之间，固定在靠近两对弯曲支承件26的每个端部。与第一翼板20对置的所述弯曲支承件26的端部，由机翼的后梁12通过共同轴24的两个轴颈28旋转地加以支承另外，第二翼板22间置在机翼上表面并位于第一翼板20和增升襟翼16之间，所述第二翼板22固定在均匀布置在翼板22整个长度上的三个弯曲支承件30a和30b的端部。靠近第二翼板22端部的弯曲支承件30a的另一端部转动地安装在轴颈28上，位于支承第一翼板20弯曲支承件26之间。另外，安装在第二翼板22的中央部分的弯曲支承件30b由其另一个端部通过共同轴24的另一个轴颈28(未示出)转动地安装在机翼的后梁12上。
空气制动器18还包括翼板20和22的倾斜控制件，可以使空气制动器从图3中所示的关闭状态，经过图4中实线所示的那样的中间状态，进入图4中点划线所示的开启状态。这些倾斜控制件在附图里一般用标号32加以标示。
在尤其是图2示出的最佳实施例中，空气制动器18的翼板20和22的倾斜控制件32包括单个作动筒34和由两个相同组件36构成的控制机构。由于这种控制机构，通过作动筒34所施加的作用导致构成空气制动器18作用部分的两个翼板20和22中每一个翼板的不同的精确的运动状态。
这种运动状态是这样的，当空气制动器处于关闭状态时，第一翼板20和第二翼板22是连接的，处于机翼的固定结构10的上表面11的延伸部分。在空气制动器18的关闭状态下，在机翼的固定结构10、翼板20和22以及增升襟翼16之间不存在任何缝隙。这样，机翼的上表面的连续性就得到保证。
由翼板20和22的控制机构确定的运动状态也是这样的，当空气制动器18处于图4中点划线所示的开启状态时，它相应于翼板20和22相对于上表面11朝向外部的大偏转(例如大约60度)，此时翼板20和22也是连接的，以确保最大空气动力制动。
在图4所示的实施例中，在所述空气制动器的开启状态下，与机翼固定部分的后梁12相邻接的第一翼板20的边缘朝所述后梁12的外部相对于上表面11进行偏移。
但是，这种布置不应看作为有限制性的。实际上，在所述空气制动器18的开启状态下，由控制机构确定的运动状态也可以设计成这样与后梁12相邻近的翼板20的边缘差不多安装在上表面11的延伸部分。使翼板20和22的共同轴24朝向后部偏移就能够获得这种结果。
最后，如同图4中实线所示的那样，由空气制动器18的控制机构所确定的运动状态是这样的在空气制动器的关闭状态和开启状态之间，所述空气制动器18经由中间状态，在该中间状态，第一翼板20差不多位于该翼板在关闭状态所处于的位置，而第二翼板22以相对较小的角度(例如，大约11度)朝外偏转。在这种情况下，在第一机翼20和第二机翼22之间存在缝隙38，可以保留空气的层状流动，并且明显地避免或减少在空气制动器两侧形成紊流。所述缝隙的宽度可根据第二翼板22的偏转角度而改变。
如同图2中所示，确保控制翼板20和22偏转的液压作动筒34间置在后梁12和固定在第二翼板22中央部分的弯曲支承件30b之间。更准确地说，作动筒34的第一端部通过轴56铰接在后梁12上，作动筒34的另一端通过轴58铰铰接在中央弯曲支承件30b上。所述轴56和58平行于转动轴24。轴56相对于翼板的转动轴24朝向底部和前部偏移。
在已述及的最佳实施例中，构成翼板20和22控制机构的两个组件36中的每一个都安装在靠近所述翼板的端部，间置在机翼固定部分的后梁12和弯曲支承件26及30a之间，所述弯曲支承件26及30a分别固定在第一翼板20和第二翼板22上。所述两个组件36是相同的，现在，参照图2至图4仅对其中之一进行描述。
首先，每个组件36包括例如呈三角形的转动件40。所述转动件40通过轴42铰接在后梁12上，所述轴42平行翼板20和22的共同轴24，比所述轴24远离上表面11。另外，后梁12上的转动件40的铰接轴42相对于翼板20和22的共同轴24朝向增升襟翼16略微偏移。
组件36还包括第一杆44(图2中所示的实施例中为双杆)，将转动件40连接到第一翼板20上。更确切地说，杆44的第一端部通过平行于轴24和42的第一轴46铰接在转动件40上。第一杆44另一端通过也平行于轴24和42的轴48铰接在弯曲支承件26上，所述弯曲支承件26固定在第一翼板20上。所述轴48差不多与弯曲支承件30b上的作动筒34的铰接轴58成直线校准对齐(图2)。
如同图3中所示，在空气制动器18的关闭状态下，轴46和48位于轴42的两侧，所述轴42直接靠近通过轴46和48的平面。更确切地说，所述轴42此时相对于所述平面朝向增升襟翼16略微偏移，所述平面本身差不多垂直于上表面11。
由于这种布置，所述构件40围绕其轴42沿逆时针方向从空气制动器的关闭状态开始而进行的小转动，对第一翼板20实际上是没有效用的。实际上，轴42在逐渐远离之前首先靠近通过轴46和48的平面。
因此，在图4中实线所示的翼板20和22的中间位置中，在这个称之为小偏转位置的位置中，翼板20处于与图3中所示的关闭状态下相同的位置。
在到达这种小偏转位置之前，空气制动器经由非常小的偏转状态，在该状态下，第一翼板20相对于上表面11朝向内部略微偏转。这种非常小的偏转状态具有这样一种位置，在这种位置，三根轴42、46和48位于同一平面。
接着非常小的偏转状态的是小偏转状态，如图4中实线所示，在所述小偏转状态下，第一翼板准确地位于图3中所示的它所处于的关闭状态下的位置。紧跟着小偏转状态的是中等偏转状态，在所述中等偏转状态下，由于通过轴46和48的平面越来越快速地远离转动件40的轴42，因此，第一翼板20逐渐朝向外部偏转。
另外，每个组件36包括一个第二杆50，所述第二杆50间置在转动件40与第二翼板22之间。所述第二杆50的第一端部通过轴52铰接在转动件40上，而另一端通过轴54铰接在弯曲支承件30a上。轴52和54彼此平行，并平行于轴24、42、46和48。这些轴中的每一根轴还都差不多平行于后梁12。
轴54与翼板的共同轴24分开的距离比轴48与所述共同轴24分开的距离要显著大一些(例如约为双倍)。
轴42，46和52截面差不多呈等边三角形，在图3所示的空气制动器的关闭状态下，轴52相对于包含有轴42和46的平面朝向后部偏移。在所述同样的状态下，通过轴52和54的平面差不多平行于通过轴46和48的平面。
由于这种布置，构件40围绕其轴42以逆时针方向从空气制动器的关闭状态进行的转动，具有立即使第二翼板22相对于上表面11朝向外部偏转的作用。这就说明在图4中实线所示的前面称之为“小的偏转状态”的中间状态下，第二翼板22相对于上表面11以例如大约11度的相等角度进行偏转，而第一翼板20与所述上表面呈直线校准对齐。
当构件40以逆时针方向继续进行转动运动时，第二翼板22的偏转相对均匀地加大。但是，由于轴54比轴48更远离翼板的转动轴24，所以第一翼板20的偏转接着就更快速地进行。因此，第一翼板20同第二翼板22以相应于空气制动器的最大偏转的偏转角度(例如大约60度)重新相连接。在图4中虚线所示的空气制动器的开启状态下，翼板20和22相邻的边缘此时差不多彼此重新相接触，以便去除在空气制动器中间状态下的翼板之间的缝隙38。
要注意的是，翼板20和22相邻的边缘在空气制动器的中间状态下限定它们之间的缝隙38，所述翼板20和22相邻的边缘是具有斜面的或倾斜的边缘，以便限定从上表面11开始朝向后部定向以及通过第一翼板20外表面延伸的缝隙38。
当作动筒34进行作用时，所述作动筒34通过中央弯曲支承件30b直接对第二翼板22进行作用。由作动筒控制的第二翼板22的转动运动通过杆50传送到构件40上。这样，它就改变成如附图中所示的构件40围绕其轴42以逆时针方向所进行的转动运动，构件40的转动通过铰接在弯曲支承件26上的杆44传送到第一翼板20。各个不同轴的相对布置确定前面已详细描述过的运动状态。
在这种运动状态，空气制动器18的关闭状态与飞行器的正常飞行条件相一致。
空气制动器18的中间状态，例如图4中实线所示的小偏转状态，可以在飞行中或者用于“扰流板”功能，或者用于“空气制动器”功能。在这两种情况下，缝隙38的存在可以避免尤其是空气制动器两侧的气流的大量分离。这样，现有的空气制动器在这样的情况下一般会产生的紊流就被去除或大大减弱。
最后，图4中点划线所示的空气制动器18的开启状态可以或者在地面用于“升力消除器”功能，或者在飞行中用于“空气制动器”功能。两个翼板20和22此时相当于单个翼板，这就确保了空气制动器的完美效率。
显然，本发明不局限于已经描述过的实施例。因此，可设计成空气制动器的两个翼板可以由分开的控制件完全不同地加以控制，这样能达到所希望的运动状态。另外，所述的控制机构可以由满足所述运动状态的在技术上等同的任何机构加以替换。从这个角度来看，正如前面述及的那样，要注意的是，本发明空气制动器可以按照希望的那样在第一翼板和上表面之间具有小缝隙，或在空气制动器开启状态下完全不具有缝隙。同样，要注意的是，当对各不相同的轴的坐标进行作用时，与中间状态和开启状态相对应角度可以根据所希望的那样进行改变。因此，可以去除第一翼板略微朝向机翼内偏转的非常小的偏转状态，例如将轴42配置在与轴46和48成直线校准对齐的部位上，或者在空气制动器的关闭状态下，当使用所述控制机构时，使所述轴42朝向后梁12偏移。
另外，图5中示出增升襟翼上两个翼板的控制机构的其它实施例。为了便于理解，图5中与图1至图4所示实施例中的构件相同或相似的构件用相同的标号标示。
图5中所示的其它实施例与前面述及的实施例基本区别在于轴46和52加以合并。换句话说，两个杆44和50通过共同轴46铰接在构件40上。因此，构件40不是三角形，而是单杠杆形状。在这种情况下，使轴54朝向后部偏移时，增升襟翼的第二翼板22的运动状态得到确保，所述第二翼板通过所述轴54铰接在杆50上。
权利要求
1.空气制动器，用于安装在飞行器机翼(10)的上表面(11)上，位于机翼后梁(12)和增升襟翼(16)之间，其特征在于，它包括第一翼板(20)和第二翼板(22)，它们依此顺序安装在后梁(12)和增升襟翼(16)之间，它还包括倾斜控制件(32)，其作用可以使空气制动器处于下述其中一种状态-关闭状态，在该状态下，第一翼板(20)和第二翼板(22)是连接的，位于上表面(11)的延伸部分；-开启状态，在该状态下，第一翼板(20)和第二翼板(22)是连接的，按照同一角度相对于上表面(11)朝外偏转；以及-关闭状态和开启状态之间的中间状态，在该状态下，第二翼板(22)相对于第一翼板(20)和上表面(11)朝外偏转，并与第一翼板(20)错开以形成缝隙(38)。
2.根据权利要求1所述的空气制动器，其特征在于，中间状态包括非常小的偏转状态、比较小的偏转状态和中等偏转状态，在所述非常小的偏转状态下，第一翼板(20)相对于上表面(11)略微朝里偏转，在所述比较小的偏转状态下，第一翼板(20)位于上表面(11)的延伸部分，在所述中等偏转状态下，第一翼板(20)相对于上表面(11)以比第二翼板(22)偏转角度小的偏转角度朝外偏转。
3.根据权利要求1和2中之一所述的空气制动器，其特征在于，在空气制动器开启状态下，与后梁(12)邻近的第一翼板(20)的边缘相对于上表面(11)朝向机翼(10)的外部错开。
4.根据权利要求1和2中之一所述的空气制动器，其特征在于，在空气制动器开启状态下，与后梁(12)邻近的第一翼板(20)的边缘差不多位于上表面(11)的延伸部分。
5.根据前述权利要求中之一所述的空气制动器，其特征在于，第一翼板(20)和第二翼板(22)通过差不多平行于后梁(12)的第一共同轴(24)转动地安装在所述后梁上。
6.根据前述权利要求中之一所述的空气制动器，其特征在于，倾斜控制件(32)通过同一控制机构(36)同时对第一翼板(20)和第二翼板(22)进行作用。
7.根据权利要求5和6所述的空气制动器，其特征在于，控制机构包括至少一个组件(36)，所述组件(36)包括通过第二轴(42)铰接在后梁(12)上的转动构件(40)、通过第三轴(48)铰接在第一翼板(20)上并且通过第四轴(46)铰接在转动构件上的第一杆(44)、以及通过第五轴(54)铰接在第二翼板(22)上并且通过第六轴(52)铰接在转动构件上的第二杆(50)，第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和第六轴差不多平行于第一共同轴(24)。
8.根据权利要求7所述的空气制动器，其特征在于，第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和第六轴彼此是不同的。
9.根据权利要求8所述的空气制动器，其特征在于，第二轴(42)比第一共同轴(24)远离机翼上表面(11)，其特征还在于，在空气制动器关闭状态下，第二轴(42)差不多位于第三轴(48)和第四轴(46)之间，第六轴(52)此时朝向增升襟翼(16)偏移，比第二轴(42)远离上表面(11)。
10.根据权利要求9所述的空气制动器，其特征在于，在空气制动器关闭状态下，第二轴(42)相对于含有第三轴(48)和第四轴(46)的平面略微朝向增升襟翼(16)偏移。
11.根据权利要求7所述的空气制动器，其特征在于，第一轴、第二轴、第三轴、第四轴和第五轴区别于它轴，而第四轴和第六轴予以合并。
12.根据权利要求7至11中之一所述的空气制动器，其特征在于，第五轴(54)比第三轴(48)远离共同轴(24)。
13.根据权利要求7至12中之一所述的空气制动器，其特征在于，控制机构包括两组组件(36)，它们差不多平行于机翼后梁(12)进行偏移，倾斜控制件(32)还包括作动筒(34)，所述作动筒(34)安装在所述两组组件之间，并将后梁(12)连接到第二翼板(22)上。
全文摘要
安装在飞行器的机翼(10)上位于后梁(12)和增升襟翼(16)之间的空气制动器(18)包括两个翼板(20，22)，所述翼板(20，22)在空气制动器关闭状态下与机翼上表面(11)成直线校准。在开启状态下，这两个翼板(20，22)是连接的，用作单个翼板。相反，在中间状态下，最靠近机翼(16)的翼板(22)比另一个翼板(20)更偏转一些，以便在彼此之间形成缝隙(38)，在飞行中采用小的偏转角度时，所述缝隙(38)可以强有力地限制空气制动器两侧的紊流。
文档编号B64C9/32GK1130140SQ9511317
公开日1996年9月4日 申请日期1995年12月22日 优先权日1994年12月26日
发明者D·西普里安, B·赫马杜, P·肖梅尔 申请人:国家航空工业公司