用于飞行器机翼的机翼尖端设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及空气动力学，并且更具体地涉及诸如用于飞行器的机翼的机翼尖端设备。
【背景技术】
[0002]飞行器机翼的诱导阻力可以被描述为空气动力阻力，该空气动力阻力是由于当机翼移动经过空气时机翼上方的空气的方向改变而产生的。空气的方向改变可以包括沿着机翼的下侧顺翼展方向的气流，其通常朝向机翼尖端的外侧方向。当顺翼展方向的气流到达机翼尖纟而时，空气向上流动在机翼尖纟而上方，并且结合在机翼的顶部上方移动的弦向气流。顺翼展方向的气流和弦向气流的结合导致机翼尖端漩涡的形成。
[0003]该机翼尖端漩涡由其他漩涡进给，该其他漩涡当沿着机翼的后缘向下运动时流出。机翼尖端漩涡和后缘漩涡的向下运动引起机翼升力以略向后的方向倾斜。机翼升力的略向后倾斜也可以描述为机翼的有效攻角的减小，并且可以导致飞行器的有效载荷能力的下降，和/或飞行器的续航力，和/或燃料效率的降低。
[0004]可以看到，在本领域中存在对减少由机翼产生的诱发阻力的量的机翼尖端配置的需要。
【发明内容】
[0005]上文提到的与诱发漩涡相关的需求由本公开具体解决，其中本公开提供了用于飞行器机翼的机翼尖端设备。该机翼尖端设备可以包括上部小翼和下部元件。上部小翼可以从飞行器机翼向上延伸。下部元件可以从上部小翼向下延伸，并且可以在机翼下面形成闭合回路。该闭合回路可以具有中空内部，以允许空气穿过闭合回路。该上部小翼和下部元件可以具有翼面横截面，以便上部小翼和下部元件可以产生空气动力升力。
[0006]还公开了为飞行器机翼的机翼配置机翼尖端设备的方法。该方法可以包括从机翼尖端向上延伸上部小翼。该方法可以额外地包括从上部小翼向下延伸下部元件。此外，该方法可以包括将下部元件形成为机翼下面的闭合回路，以便该闭合回路具有中空内部。
[0007]本发明可以涉及用于飞行器机翼的机翼尖端设备，该机翼尖端设备可以包括配置为从飞行器机翼向上延伸的上部小翼；和从上部小翼向下延伸并且配置为在机翼下面形成闭合回路的下部元件，该闭合回路具有中空内部。下部元件可以包括与机翼下表面构成闭合回路的下圆弧。下部元件可以包括安装到机翼下表面的下部回路。该上部小翼和下部元件可以形成为整体结构。下部元件可以具有与上部小翼相切的外侧部分。上部小翼和下部元件可以可拆卸地附连到机翼的机翼尖端接头处。下部元件可以具有外侧端和内侧端，该外侧端从上部小翼向下延伸，并且机翼尖端接头包括上部小翼到机翼尖端的外侧端附件和下部元件的内侧端到机翼的机翼尖端的内侧位置的内侧端附件。该机翼尖端也可以包括在上部小翼与下部元件的内侧端之间延伸的尖端扩展件；以及位于内侧端的内侧的机翼尖端接头。这些特征提高了空气动力学特性。闭合回路可以具有三角形形状、圆形形状、抛物线形状、半圆形形状或梯形形状。上部小翼可以相对于水平面大约30度到90度的范围内的二面角取向。上部小翼可以具有上部小翼根弦；下部元件可以具有外侧端，该外侧端具有外侧端翼弦，并且上部小翼根弦和外侧端翼弦中的每个可以具有不小于机翼尖端翼弦的大约50%的长度。这些元件将增强性能。上部小翼根弦和外侧端翼弦中的每个可以具有机翼尖端翼弦的长度的大约60%到100%的长度。
[0008]本发明可以涉及飞行器，其包括一对机翼，每个机翼具有机翼尖端；和安装到每一个机翼尖端的机翼尖端设备，该机翼尖端设备可以包括配置为从飞行器机翼向上延伸的上部小翼；和从上部小翼向下延伸并且配置为在机翼下面形成闭合回路的下部元件，该闭合回路具有中空内部。
[0009]本发明可以涉及为飞行器机翼的机翼配置机翼尖端设备的方法，该方法可以包括从机翼向上延伸上部小翼；从上部小翼向下延伸下部元件；使用下部元件成为闭合回路。该方法可以包括使下部元件成为安装到机翼下表面的下圆弧。这提高了空气动力学特性。该方法可以包括使下部元件成为安装到机翼下表面的下部回路。这将会提高性能。该方法可以进一步包括使上部小翼和下部元件成为整体结构。该方法还可以包括使下部元件的外侧部分与上部小翼相切。该方法还可以包括将上部小翼和下部元件可拆卸地附连到机翼的机翼尖端接头处。该方法还可以包括使用在机翼尖端上的上部小翼的外侧端；和使用在机翼的机翼尖端的内侧位置的下部元件的内侧端。该方法还可以包括使从上部小翼到下部元件的内侧端的尖端扩展件以使得尖端扩展件和下部元件共同形成闭合回路的方式延伸；和附连尖端扩展件的内侧端到机翼尖端。该方法还可以包括配置下部元件以便闭合回路具有三角形形状、圆形形状、抛物线形状、半圆形形状或梯形形状。该方法还可包括使上部小翼以相对于水平面从大约30度到90度的范围内的二面角取向。该方法还可以包括使用不小于机翼尖端翼弦的大约50%的上部小翼根弦和下部元件翼弦。
[0010]已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立实现或者可以在其他实施例中组合实现，其进一步的细节可以参考下面的说明和附图。
【附图说明】
[0011]本公开的这些和其他特征将在参考附图后变得更显然，在全部附图中，相同标记指代相同的部件，并且其中:
[0012]图1是并入用于降低机翼的诱导阻力的机翼尖端设备的实施例的飞行器的主视图；
[0013]图2是具有上部小翼和下部元件的机翼尖端设备的实施例的侧视图；
[0014]图3是包括上部小翼和由下圆弧形成的下部元件的机翼尖端设备的实施例的主视图，上部小翼和下圆弧被结合到机翼尖端；
[0015]图4是沿着图3的线4获取的截面图，并且说明了上部小翼的尖端扩展的翼面截面和下圆弧的翼面截面；
[0016]图5是从机翼分离出的机翼尖端设备的实施例的分解俯视图；
[0017]图6是沿着图5的线6获取的机翼尖端设备的主视图，并且其说明了位于下圆弧的内侧端的外侧的机翼尖端接头；
[0018]图7是使用机械紧固件耦接到机翼尖端的图5的机翼尖端设备的俯视装配图；
[0019]图8是沿着图7的线8的机翼尖端设备的主视图，并且其说明了位于下圆弧的内侧端的外侧的机翼尖端接头；
[0020]图9是机翼尖端设备的实施例的分解主视图，其中机翼尖端接头位于下圆弧的内侧端的内侧；
[0021]图10是结合到机翼尖端的图9的机翼尖端设备的装配主视图；
[0022]图11是机翼尖端设备的实施例的主视图，其中下圆弧具有抛物线形状；
[0023]图12是机翼尖端设备的实施例的主视图，其中下圆弧具有半圆形形状；
[0024]图13是机翼尖端设备的实施例的主视图，其中下圆弧具有梯形形状；
[0025]图14是机翼尖端设备的主视图，其中下部元件具有连接内侧端到外侧端以形成下部回路的连接元件；
[0026]图15是说明可包含在配置飞行器的机翼的方法中的一个或多个操作的流程图。
【具体实施方式】
[0027]现在参考以说明本公开的各实施例为目的示出的附图，图1所示是飞行器100的主视图，其具有一对机翼200并且并入耦接到每个机翼200的机翼尖端设备300的示例。如下面更详细的描述，本文公开的机翼尖端设备300的各种实施例包括上部小翼302和下部元件398。有利地，上部小翼302和下部元件398的组合在不增加机翼200的翼展224的情况下提供了机翼后缘206 (图5)的有效长度的增加。用这种方式，机翼尖端设备300允许由机翼200产生的诱导阻力的减小。
[0028]在图1中，飞行器100可以包括具有纵向轴线106的机身104，该纵向轴线可以沿着机身104在长度方向上延伸。如上所述，该飞行器100可以包括一对机翼200，机翼200可以附连到机身104。每一个机翼200可以从机身104以朝着机翼尖端216的顺翼展方向向外延伸。机翼200可以具有被定义为机翼尖端设备300的上部小翼302的尖端之间的距离的翼展224。在所示的实施例中，该机翼200可以二面角201取向，该二面角可以被定义为当机翼遭受Ig静态地面加载时机翼200相对于水平面的角度。机翼200还可以向后扫掠(图7)。然而，飞行器100可以被配置为使得机翼200不扫掠，或机翼200可以向前扫掠。每一个机翼200可以包括一个或多个控制表面(未示出)，诸如前缘设备、后缘设备和/或扰流板。前缘设备(未示出)可以包括前缘板条和/或克鲁格(Krueger)襟翼或者其他前缘设