用于锁定以及锁紧可折叠翼面的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及用于锁定以及锁紧可折叠翼面的系统。
【背景技术】
[0002]长翼展机翼对于商用飞机而言是期望的，因为它们比较短机翼的空气动力学效率更高。更高的空气动力学效率降低燃料消耗，这降低操作成本。
[0003]现有的机场设计限制飞机翼展。机场设计基于国际民用航空组织(ICAO)代码A至F，其建立起对翼展、起落架宽度、长度等等的尺寸限制。例如，ICAO代码E机场将翼展限定为小于65米。
[0004]折叠机翼设计可用于减小这些机翼的翼展以适应在现有机场的基础设施限制(例如，跑道、滑行道以及闸门区域)内。折叠机翼可被折叠以适应在停机坪和滑行道内，并且它们在起飞之前可被展开以增加机翼翼展。
[0005]折叠机翼设计可以包括铰接至固定舱内部分用于在隐藏位置和展开位置之间移动的可折叠舱外部分。在被移动至展开位置之后，可折叠部分被固定至固定部分。机翼折叠接头可使用铰链和插销。
[0006]在商用飞机中，通过增加铰链和插销的尺寸可以克服高反应载荷。然而，这些尺寸增加是不期望的，因为它们增加飞机重量。重量的增加抵消了长翼展机翼所提供的优势。
【发明内容】
[0007]根据本文的实施方式，飞机包括可折叠翼面。该翼面包括围绕铰合线铰接在一起的舱内和舱外部分。该翼面进一步包括在铰合线的舱内面上的第一锁定机构以及在铰合线的舱舱外面上的第二锁定机构，用于将舱外部分锁定至舱内部分。
[0008]根据本文的另一个实施方式，可折叠机翼包括固定部分、可折叠部分以及用于将可折叠部分铰接至固定部分的铰链组件。铰链组件包括铰接至剪力墙的单一扭矩盒，以及当可折叠部分展开时用于将扭矩盒锁定至剪力墙的在铰合线的相对侧面上的第一和第二插销致动器。
[0009]根据本文的另一个实施方式，用于可折叠翼面的铰链组件包括单一扭矩盒以及在扭矩盒的相对侧面上的剪力墙。扭矩盒围绕铰合线铰接至剪力墙。铰链组件进一步包括用于将扭矩盒锁定至剪力墙的在铰合线的相对侧面上的第一和第二插销致动器。
[0010]根据本文的另一个实施方式，提高可折叠机翼的空气动力学性能的方法包括围绕铰合线转动扭矩盒以使可折叠部分旋转至展开位置，和从铰合线的舱内和舱舱外面锁定扭矩盒。
[0011]这些特征和功能可以在各种实施方式中单独地实现或者可以在其他实施方式中组合。参考以下描述和附图可见实施方式的进一步细节。
【附图说明】
[0012]图1是飞机的图示。
[0013]图2是用于飞机的可折叠机翼的图示。
[0014]图3是包括多个扭矩盒的可折叠机翼的图示。
[0015]图4是双头插销致动器的图示。
[0016]图5是包括单一扭矩盒以及用于扭矩盒的多个插销致动器的可折叠机翼的图示。
[0017]图6是包括单一扭矩盒以及用于扭矩盒的多个插销致动器的可折叠机翼的图示。
[0018]图7是提高商业飞机的性能的方法的图示，该商业飞机包括具有折叠翼尖的机翼组件。
【具体实施方式】
[0019]参考图1，图解了飞机110，其包括机身120、机翼组件130以及尾翼140。一个或多个推进单元150被连接至机身120、机翼组件130或者飞机110的其他部分。机翼组件130和尾翼140的至少一个包括可折叠翼面。可折叠翼面包括固定部分以及铰接至固定部分的可折叠部分。作为可折叠翼面的第一个实例，每个机翼组件130包括可折叠机翼。机翼组件130的可折叠机翼可被隐藏以在跑道、滑行道和闸门区域内适合飞机110。隐藏可折叠机翼可以使飞机110能够符合机场代码，例如ICAO和/或FAA代码。可折叠机翼可以在起飞之前展开以延长翼展。延长的翼展确保了较高的空气动力学效率，而不会导致由增加的重量或阻力引起的不利。
[0020]作为可折叠翼面的第二实施例，尾翼140包括可折叠垂直安定面。可折叠垂直安定面可被隐藏以适合在飞机棚内。
[0021]参考图2，其图解了包括可折叠舱外部分220和固定舱内部分230的可折叠机翼210。可折叠舱外部分220围绕铰合线铰接至固定舱内部分230。折叠致动器240使得可折叠舱外部分220围绕铰合线在隐藏位置和展开位置之间折叠。
[0022]固定舱内部分230—一其可以是主机翼或其舱内部分一一包括可移动的飞行控制面(例如，副翼、前缘缝翼、襟翼)。可折叠舱外部分220可以包括或者可以不包括可移动的飞行控制面。在一些实施方式中，可折叠舱外部分220可以是翼尖。在其他实施方式中，可折叠舱外部分220可以包括主机翼的舱外部分。
[0023]舱内锁定机构250位于铰合线的舱内面。舱外锁定机构260位于铰合线的舱外面。当舱外部分220在展开位置时锁定机构250和260锁定可折叠舱外部分220至固定舱内部分230。每个锁定机构250和260可以包括一个或多个插销致动器。
[0024]在铰合线的相对侧面上放置锁定机构250和260可产生理想的载荷路径而无需接头以便操作。其节省了将飞行载荷传递至固定舱内部分230的结构中的重量。对于与铰合线等距的锁定机构250和260 (锁定机构250和260将经历相同的载荷量)也产生更好的载荷分配。
[0025]在一些实施方式中，通过一个或多个扭矩盒可折叠舱外部分220可被铰接至固定舱内部分230。一般而言，扭矩盒是可以承载弯曲和扭转载荷二者的封闭结构。扭矩盒可以具有盒状结构，但并不限于此。例如，扭矩盒可以具有扭矩管的形状。在受让人于2012年10月30日提交的美国序列号13/664，371中更详细地描述了扭矩盒，其通过引用并入本文。
[0026]参考图3，图解了可折叠机翼310，其包括通过铰链组件340铰接至固定部分330的可折叠部分320。可折叠部分320包括在翼展方向延伸的前梁和后梁322和324，以及在翼弦方向延伸的收尾翼肋(closeout rib) 326ο固定部分330包括在翼展方向延伸的前梁和后梁332和334以及在翼弦方向延伸的收尾翼肋336。
[0027]铰链组件340包括铰接在一起的多个交错的扭矩盒341-345。第一、第三和第五扭矩盒341、343和345从固定部分330的收尾翼肋336在翼展方向延伸。第二和第四扭矩盒342和344从可折叠部分320的收尾翼肋326在翼展方向延伸。
[0028]通过铰链销347第二扭矩盒342被铰接在第一和第三扭矩盒341和343之间。通过铰链销347第四扭矩盒344被铰接在第三和第五扭矩盒343和345之间。铰合线扎在穿过可折叠部分320的中心位置的翼弦方向延伸穿过铰链销347。虽然图3中显示了翼弦方向铰合线H，但是在一些实施方式中可以使用倾斜的铰链轴。
[0029]通过围绕铰链轴故旋转第二和第四扭矩盒342和344，将可折叠部分320围绕铰链轴Hl进行折叠。可折叠部分320可以向上或向下折叠进入隐藏位置。可折叠部分320可被折叠至与固定部分330在一个平面内的展开位置。
[0030]铰合线故可以与收尾翼肋326和336对齐，并且与固定部分330的前梁332垂直或斜交。此翼弦方向设计可以保持驱动系统和致动器在相同平面中用于更简单的功率传递和更紧凑的构造。其减少或消除了需要偏置齿轮箱、万向接头和扭矩管，从而减轻重量并且增加铰链组件340的可靠性。
[0031]旋转致动器(未显示)可用于使第二和第四扭矩盒342和344围绕铰链轴扎旋转。铰链销347减少运行为仅旋转。旋转致动器可以包括，但不限于，传统行星齿轮箱、或者旋叶液压致动器、或者液压致动器，其具有推压螺旋螺杆的线性活塞。
[0032]铰链组件340进一步包括舱外锁定机构，其包括在铰合线故的舱外面上的第一和第二双头可收回的插销致动器348a和349a。铰链组件340进一步包括舱内锁定机构，其包括在铰合线故的舱内面上的第三和第四双头可收回的插销致动器348b和349b。
[0033]插销致动器348a和348b位于第二扭矩盒342内部，并且在第二扭矩盒342的侧面之间在翼弦方向延伸。类似地，插销致动器349a和349b位于第四扭矩盒344内部，并且在第二扭矩盒344的侧面之间在翼弦方向延伸。
[0034]参考图4，图解了双头插销致动器348a (其他插销致动器348b、349a和349b可以具有相同的构造)ο插销致动器348a可以包括壳体410、在壳体410的相对端的插销420和430，以及用于在完全收回位置和完全延伸位置之间移动插销420和430的致动器440。将插销420和430移动至完全延伸位置以锁定展开的可折叠部分320至固定部分330。插销420和430被完全收回以保证可折叠部分320在展开和隐藏位置之间移动。用于致动器440的动力(液压、电力、气动)可通过铰链销347传送。
[0035]插销致动器348a可进一步包括用于在延伸位置锁紧插销420和430的机构(未显示)。例如，机构可以包括用于当插销420和430已被移动至延伸位置时在插销420和430后产生物理干扰的机械锁。
[0036]返回至图3，插销致动器348a和348b可从第二扭矩盒342的侧壁向侧壁延伸。类似地，插销致动器349a和349b可从第四扭矩盒344的侧壁向侧壁延伸。当插销完全延伸时，它们邻近扭矩盒啮合。例如，致动器348a和348b的插销延伸穿过在第一和第三扭矩盒341和343的翼展方向侧壁中的开口。类似地，致动器349a和349b的插销延伸穿过在第三和第五扭矩盒343和345的翼展方向侧壁中的开口。
[0037]插销致动器348a、348b、349a和349b可以定向为平行于铰合线故。作为它们平行定向的结果，插销不全部沿着单一轴承载它们的载荷并且全部通过单一直条的结构锁紧，产生理想的载荷路径而无需接头以便操作，这节省了将载荷传递至固定部分330的结构的重量。
[0038]舱内和舱外插销致动器348a和348b可以与铰合线扎等距离。舱内和舱外插销致动器349a和349b可以与铰合线^等距离。这种等距离布置使全部的插销致动器能够具有相同的尺寸，这有利于在销之间更容易地分配载荷，以及部件通用性(需要更少的备用件)。
[0039]本文的铰链组件不限于图3中所图解的布置。作为第一个实施例，插销致动器348a和349a可位于第二和第四扭矩盒342和344中，并且单一插销致动器348b可位于第三扭矩盒343中。作为第二个实施例，插销致动器348a和348b可仅位于第三扭矩盒343中。
[0040]本文的铰链组件不限于带有双头插销的锁定致动器。两个单独的插销致动器可以代替双头销致动器使用。
[0041]本文的铰链组件不限于与铰合线扎等距离的舱内和舱外插销致动器。不等距离的布置提供具有不同尺寸的插销致动器的自由。例如，如果舱内插销致动器与铰合线扎较近，它们将较小并且舱外插销致动器将较大。
[0042]无