飛機(jī)豎向安定翼上的前緣鼻狀結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有機(jī)身、機(jī)翼、水平安定翼和豎直安定翼的飛機(jī)，其中在豎直安定翼的前部部分上安裝有細(xì)長(zhǎng)的一體式鼻狀元件，其形成側(cè)向空氣引導(dǎo)表面，并且其中多孔的金屬板鼻狀部件附裝至鼻狀元件的前端。
【背景技術(shù)】
[0002]在這種類型豎直安定翼的現(xiàn)有技術(shù)(EP O 836 989 A2)中，一體式鼻狀元件在其前端是敞開的，該前端由金屬板鼻狀部件覆蓋。除了鼻狀部件中的多孔之外，還在鼻狀元件中設(shè)置多孔。在運(yùn)行中，外部空氣被吸入到鼻狀元件的側(cè)壁和鼻狀部件圍成的室中。通過(guò)抽吸栗等，空氣可從這個(gè)室中排出。通過(guò)這種空氣排出，在豎直安定翼的外表面上形成空氣層流。
[0003]由于鼻狀元件和鼻狀部件兩者中的多孔，空氣沿相對(duì)較長(zhǎng)的區(qū)域排出，所以在相對(duì)較大的距離上獲得了空氣層流。
[0004]在另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)(US 2009/0212165 Al)中，多孔的一體式鼻狀元件安裝至豎直安定翼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的輔助支柱上，該鼻狀元件在其前端是彎曲的，所以空氣可在這個(gè)前端和側(cè)壁進(jìn)入。這種鼻狀件需要具有供空氣流動(dòng)的開口的相對(duì)較堅(jiān)實(shí)的材料和/或內(nèi)部加強(qiáng)部件從而獲得必要強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種制造簡(jiǎn)單并仍然允許在運(yùn)行中形成空氣層流的結(jié)構(gòu)。
[0006]這個(gè)目的通過(guò)提供一種豎直安定翼結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中鼻狀元件的前端是閉合的，多孔金屬板鼻狀部件附裝至鼻狀元件，并且其中在這個(gè)閉合的前端和鼻狀部件之間形成有細(xì)長(zhǎng)的空氣通道。
[0007]在這種結(jié)構(gòu)中，鼻狀元件的內(nèi)部不再形成為空氣從其中排出的室或管，而是從外部排出形成空氣層流的所有空氣進(jìn)入到由鼻狀元件的前端和附裝其上的鼻狀部件形成的空氣通道中。因此鼻狀元件結(jié)構(gòu)變成可能容易制造，例如，通過(guò)模塑包括玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(GFRP)內(nèi)層的夾層材料。根據(jù)鼻狀元件的這種設(shè)計(jì)，只需要多孔金屬板鼻狀部件與鼻狀元件一起形成細(xì)長(zhǎng)的空氣通道。
[0008]誠(chéng)然，允許從豎直安定翼的外表面排出空氣的多孔表面的減少小于上述現(xiàn)有技術(shù)中討論的結(jié)構(gòu)，所以形成的空氣層流減少了。然而，由于根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)所得到的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和更容易制造，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的這個(gè)不利得到了很好的補(bǔ)償。
[0009]為了產(chǎn)生被動(dòng)的空氣排出，空氣通道可延伸至豎直安定翼的上端，然后空氣通道在它的上端是敞開的。這樣，在運(yùn)行中，空氣流經(jīng)這種敞開的上端會(huì)造成空氣通道中的壓力減小，這導(dǎo)致空氣從空氣通道中排出。
[0010]優(yōu)選地，從空氣通道的下端至上端，空氣通道的截面減小。
[0011]在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)把空氣通道連接至抽吸栗等，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣從空氣通道中主動(dòng)排出。
[0012]為了獲得鼻狀部件的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在鼻狀部件的前端，細(xì)長(zhǎng)的加強(qiáng)件可附裝至鼻狀部件的內(nèi)表面，加強(qiáng)件包括多個(gè)開口。這些開口允許空氣分布在由鼻狀元件的前端和鼻狀部件形成的整個(gè)空氣通道中。
[0013]這種加強(qiáng)件通常關(guān)于通過(guò)機(jī)身縱軸線的豎直平面對(duì)稱設(shè)置，并形成截面，使得在加強(qiáng)件和鼻狀部件的內(nèi)表面之間至少形成一個(gè)豎直通道。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)鼻狀部件和鼻狀元件之間的連接，用于把鼻狀部件固定至鼻狀元件的附裝區(qū)域可通過(guò)粘合劑結(jié)合固定至鼻狀元件。
[0015]優(yōu)選地，金屬板鼻狀部件由鈦、鈦合金或不銹鋼組成。
[0016]特別地，當(dāng)用包括纖維增強(qiáng)塑料材料(例如，玻璃纖維增強(qiáng)聚合物)的夾層材料模塑鼻狀部件時(shí)，鼻狀元件的前端可以是彎曲的。這種設(shè)計(jì)有利于夾層材料插入到相應(yīng)形成的模中。
【附圖說(shuō)明】
[0017]以下參照示出了優(yōu)選實(shí)施方式的附圖描述本發(fā)明。
[0018]圖1是飛機(jī)的示意圖，其中提供了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)。
[0019]圖2是包括本發(fā)明一實(shí)施方式的豎直安定翼的圖。
[0020]圖3是沿圖2中線A-A的豎直安定翼一部分的局部剖面示意圖。
[0021]圖4示出在組裝之前圖3中的元件。
[0022]圖5是沿圖4中箭頭B方向的局部圖。
[0023]圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的對(duì)應(yīng)于圖4的圖。
[0024]圖7示出在組裝之前圖6的元件。
[0025]圖8示出不同飛行條件下，沿圖3和4實(shí)施方式的鼻狀部件的外表面和通道內(nèi)部的壓力分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1中示出的飛機(jī)I包括機(jī)身2、機(jī)翼3和4、水平安定翼5和6以及豎直安定翼7，方向舵8連接至豎直安定翼7的后端。在豎直安定翼7的前端，設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的空氣抽吸區(qū)9。
[0027]更詳細(xì)地如圖2所示，在豎直安定翼7的前端安裝有細(xì)長(zhǎng)的一體式鼻狀元件，其與多孔金屬板鼻狀部件一起形成細(xì)長(zhǎng)的空氣通道9，該結(jié)構(gòu)會(huì)在以下關(guān)于圖3至5中詳細(xì)描述。還如圖2中所描繪的，示意示出的高頻天線15位于一體式鼻狀元件中。
[0028]如圖3所示，鼻狀元件20外層的自由后端21、22借助于螺釘13安裝到T形元件11，τ形元件11固定至豎直安定翼7的前翼梁10，這是眾所周知的。鼻狀元件20在其前端是閉合的，該前端形成彎曲的前部。鼻狀元件20可由玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)夾層體組成，GFRP夾層形成為具有玻璃纖維網(wǎng)(其充滿了形成芯的聚合物)外層的玻璃纖維增強(qiáng)泡沫芯。細(xì)長(zhǎng)彎曲的多孔金屬板鼻狀部件25借助于粘合劑附裝至鼻狀元件20的前端，如圖3中放大的局部示意圖C所示的。為了在鼻狀結(jié)構(gòu)的外部獲得光滑的流動(dòng)表面，鼻狀部件25的端部26通過(guò)滾壓而厚度減小，如圖4中D所示的。優(yōu)選地，鼻狀部件25由鈦或不銹鋼板材構(gòu)成，并且多孔或孔40可通過(guò)激光鉆孔而產(chǎn)生，其中，例如每平方米可設(shè)置四百萬(wàn)個(gè)孔，并且孔可以成圓形或三角形。鼻狀元件20的前端和鼻狀部件25形成了細(xì)長(zhǎng)的空氣通道9。
[0029]在鼻狀部件25的前端，細(xì)長(zhǎng)的加強(qiáng)件30附裝至鼻狀部件25的內(nèi)表面。在這個(gè)特定的實(shí)施方式中，使用了三個(gè)加強(qiáng)件30，一個(gè)加強(qiáng)件30置于相對(duì)鼻狀部件25末端的中心，而其他的加強(qiáng)件30位于相對(duì)中該居中的元件的側(cè)邊。這些加強(qiáng)件可由與鼻狀部件25相同的材料構(gòu)成，并且可以具有向外彎曲、與鼻狀部件25表面接合的端部。其可通過(guò)釬焊附裝。如表示的，加強(qiáng)件30關(guān)于通過(guò)機(jī)身縱軸的豎直平面(該平面在圖3中以虛線示出)對(duì)稱設(shè)置。加強(qiáng)件30具有的截面使得在加強(qiáng)件和鼻狀部件25的內(nèi)表面之間形成一個(gè)或多個(gè)豎直通道32。這樣，在這個(gè)實(shí)施方式中，有三個(gè)通道32形成。
[0030]如圖2中表示的，空氣通道9在其上端是敞開的，所以在運(yùn)行中空氣由于流經(jīng)豎直安定翼7的上端而被抽吸到空氣通道外。
[0031]為了調(diào)節(jié)空氣通道9中的壓力，加強(qiáng)件30包括開口 31(圖5)。因此，多孔鼻狀部件25的壓降提供了所需的沿鼻狀部件25的吸力分布。特別地，圖8示出了在不同飛行條件下所得到的沿鼻狀部件25的外表面(曲線I)和不同通道32的內(nèi)部(曲線II)的壓力分布圖，其中圖表的橫坐標(biāo)表示在豎直于鼻狀部件25縱向的平面內(nèi)距鼻狀部件25末端的距離。在圖a)中，示出直線飛行的分布，而圖b)示出弧線飛行的分布。
[0032]可以看出，在鼻狀部件25外表面上的壓力分布I在末端達(dá)到峰值，并隨著距末端距離的增加而劇烈地減少。而且，如曲線II所表示的，在居中的通道32中最高壓力出現(xiàn)，而設(shè)置在旁邊的通道32顯示出顯著降低的壓力。
[0033]就給定的鼻狀部件25而言，這些分布，尤其是沿鼻狀部件25外表面的壓降，可通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇開口 31的數(shù)量和尺寸來(lái)調(diào)節(jié)。
[0034]在圖6和7的實(shí)施方式中，相應(yīng)于圖3至5中那些元件的元件用加帶“’ ”的相同附圖標(biāo)記表示。與圖3至5中那些元件相同的元件將不再說(shuō)明。
[0035]一體式鼻狀元件20’的形狀稍微不同，在于其閉合的前端由相對(duì)較薄的壁形成，該壁不是彎曲而是直的。該一體式鼻狀元件20’由具有蜂巢芯的GFRP夾層體形成。
[0036]鼻狀部件25’借助于粘合劑固定結(jié)合在鼻狀元件20’的外表面上，如圖7中所表示的。而且，鼻狀部件25’僅設(shè)有唯一的加強(qiáng)件30’，所以它包括單個(gè)的豎直通道32’。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種飛機(jī)，具有機(jī)身(2)、機(jī)翼(3、4)、水平安定翼(5、6)和豎直安定翼(7)，其中在所述豎直安定翼(7)的前部安裝有形成側(cè)向空氣引導(dǎo)表面的細(xì)長(zhǎng)的一體式鼻狀元件(20;20’)，并且在所述鼻狀元件(20 ;20’ )的前端附裝有多孔金屬板鼻狀部件(25 ;25’)，其特征在于:所述鼻狀元件(20 ;20’ )的前端是閉合的，并且在這閉合的前端和所述鼻狀部件(25 ;25’)之間形成細(xì)長(zhǎng)的空氣通道(9 ;9’)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)，其特征在于:所述空氣通道(9;9’)延伸至所述豎直安定翼(7)的上端，并且在所述上端敞開。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛機(jī)，其特征在于:從所述空氣通道(9;9’ )的下端至上端，所述空氣通道(9 ;9’)的截面減小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)，其特征在于:所述空氣通道連接至抽吸栗。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的飛機(jī)，其特征在于:在所述鼻狀部件(25;25’)的前端，細(xì)長(zhǎng)的加強(qiáng)件(30;30’)附裝至所述鼻狀部件的內(nèi)表面，所述加強(qiáng)件包括多個(gè)開口(31)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的飛機(jī)，其特征在于:所述加強(qiáng)件(30;30’)關(guān)于通過(guò)所述機(jī)身(2)的縱軸線的豎直平面對(duì)稱設(shè)置，并形成截面，使得在所述加強(qiáng)件和所述鼻狀部件(25;25’ )的所述內(nèi)表面之間形成有至少一個(gè)豎直通道(32 ;32’)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的飛機(jī)，其特征在于:所述鼻狀部件(25;25’)由鈦或鈦合金組成。
【專利摘要】具有機(jī)身、機(jī)翼、水平安定翼和豎直安定翼的飛機(jī)，其中在豎直安定翼的前部安裝有形成側(cè)向空氣引導(dǎo)表面的細(xì)長(zhǎng)的一體式鼻狀元件(20)，并且在鼻狀元件(20)的前端附裝有多孔金屬板鼻狀部件(25)，其中鼻狀元件(20)的前端是閉合的，在這個(gè)閉合的前端和鼻狀部件(25)之間形成有細(xì)長(zhǎng)的空氣通道(9)。
【IPC分類】B64C21/06, B64C5/06
【公開號(hào)】CN105197227
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510329956
【發(fā)明人】馬丁·格伯
【申請(qǐng)人】空中客車運(yùn)作有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月15日
【公告號(hào)】EP2955108A1, US20150360766