具有混合载荷引入肋的可移动流动体的制作方法

本发明涉及一种用于飞行器的可移动流动体、一种用于飞行器的机翼、以及一种飞行器。

背景技术：

1、为了增大飞行器的机翼的升力系数，高升力系统是已知的。这些高升力系统通常包括可选择性地操作的后缘襟翼和可移动的前缘装置。例如，它们通常在起飞和着陆期间被激活，即从缩回位置移动到伸展位置。

2、前缘装置可以包括前缘缝翼，这些前缘缝翼是通常具有前蒙皮、后蒙皮、以及用于与缝翼轨道或另一驱动机构联接的机械接口的流动体。流动体内通常设置有一个或多个肋，用于加固和承载蒙皮，其中，前蒙皮通常铆接到肋。机械接口可以包括可连接至驱动机构的专用载荷引入肋。由于预期的载荷，载荷引入肋通常由金属材料(比如铝)制成。将肋铆接到直接暴露于环境气流的蒙皮可能会导致蒙皮上的轻微缺陷，这些轻微缺陷可能增加诱导阻力。因此，将肋连接到流动体的蒙皮的公共接头可能需要精心的返工和涂覆，以最大限度地减少诱导阻力。

3、示例性地，ep 3 712 055a1提出了包括流动体的机翼前缘装置，该流动体具有前侧、后侧和布置在流动体中的多个肋，其中，肋中的至少一个是载荷引入肋，该载荷引入肋包括用于与驱动机构联接的至少一个第一凸耳。该装置进一步包括具有至少一个第二凸耳的第二载荷路径部件，其中，第二载荷路径部件至少连接至载荷引入肋，使得至少一个第二凸耳的第二开口与至少一个第一凸耳的第一开口同轴。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种具有减小的诱导阻力的替代性前缘装置。

2、该目的通过具有独立权利要求1的特征的用于飞行器的可移动流动体来实现。有利的实施例和进一步的改进可以从从属权利要求和以下描述中获得。

3、提出了一种用于飞行器的可移动流动体，该可移动流动体包括：前蒙皮，该前蒙皮具有被配置成与环境流接触的外表面和与外表面相反的内表面；具有蒙皮接口侧和驱动侧的至少一个载荷引入肋；布置在驱动侧上、用于与驱动机构联接的至少一个联接元件；以及可移动地附接到前蒙皮接口侧的至少一个接口元件，其中，至少一个接口元件包括结合表面，该结合表面具有与前蒙皮的内表面的形状相对应的形状，并且其中，至少一个接口元件被物质结合到前蒙皮的内表面。

4、流动体可以包括旨在沿着其所附接的机翼的翼展方向延伸的长形形状。流动体进一步包括特定的轮廓外形，该轮廓外形主要由期望的空气动力学特性决定。优选的是，流动体足够坚硬以用于预期目的。可想到的是，流动体包括分布在流动体内部的多个加强元件，比如肋、翼梁和纵梁。

5、如果考虑具有较大翼展延伸的流动体，则可想到的是，至少一个载荷引入肋指的是两个或更多个载荷引入肋。载荷引入肋被机械地适配用于在流动体与驱动机构(比如缝翼轨道机构或类似物)之间提供可靠的载荷传递。联接元件设置在载荷引入肋的驱动侧处并且可以包括允许将载荷引入体与驱动机构联接的多种不同机械元件中的至少一种。然而，蒙皮接口侧专用于通过相应的至少一个接口元件将载荷引入肋附接到前蒙皮。蒙皮接口侧可以布置在距驱动侧某个距离处，例如与驱动侧相对。蒙皮接口侧包括至少一个接口元件，该至少一个接口元件被物质结合到前蒙皮。

6、为了提供物质结合，至少一个接口元件包括结合表面，该结合表面以这样的方式被成形，即其能够被齐平地放置到前蒙皮的内表面上的预定结合区域中。因此，如果前蒙皮弯曲，则结合表面以相同的方式弯曲。

7、至少一个接口元件可以包括与载荷引入肋的设计相容的设计。例如，载荷引入肋主要包括具有一个或多个悬臂的平坦形状。至少一个接口元件可以基于具有足够材料厚度以及包括附接表面和结合表面的两个部段的材料片材。

8、可以通过允许提供接口元件和前蒙皮的足够坚固的连接的几种可能的工艺之一来进行对结合表面和内表面的物质结合。例如，接口元件和内表面可以通过胶合、焊接或共固化来结合。在所有情况下，可以消除接口元件与前蒙皮之间的铆接连接，这使得前蒙皮的外表面干净并消除了由铆钉引起的诱导阻力。

9、至少一个接口元件和载荷引入肋的附接可以通过常见的机械紧固件(比如螺栓、螺钉、螺母、铆钉等)进行。由于这些机械紧固件布置在流动体内部，因此它们不会突出到气流中，因此不会影响流动体的空气动力学行为。因此，不需要严格限制紧固件的数量、大小和形状来限制诱导阻力的产生。

10、核心方面在于至少一个接口元件和载荷引入肋的分离。至少一个接口元件的材料可以适应于前蒙皮的材料。优选地，可以选择材料使得可以改进与前蒙皮的物质结合过程。至少一个接口元件的材料可以不同于载荷引入肋的材料。为了进行维护，至少一个接口元件可以简单地从载荷引入肋上松开，并在完成相关维护程序之后再次重新附接。

11、这种设计原理提供了几个优点。前蒙皮的外表面光滑并且不包括任何铆钉引起的缺陷，这些缺陷导致流动体的诱导阻力增加。此外，由于消除了几个机械紧固步骤(比如钻孔和返工铆钉孔、放置密封剂、放置铆钉、平滑化以及在外表面上涂覆铆钉连接)，因此简化了前蒙皮与载荷引入肋之间的附接过程。此外，接口元件和载荷引入肋的材料可以根据机械要求来选择。载荷引入肋可以包括足够刚性的材料，该足够刚性的材料允许可靠的载荷传递以及将至少一个联接元件机械刚性地集成到载荷引入肋中。然而，至少一个载荷引入元件可以包括适应于前蒙皮的不同材料，以用于改进的结合。可以选择接口元件的尺寸范围以提供足够的稳定性和局部机械应力的限制。特别地，接口元件的材料可以与前蒙皮的材料相符。

12、在有利的实施例中，至少一个接口元件包括塑料材料、优选热塑性材料。有利的是，流动体的前蒙皮由纤维增强塑料材料(比如cfrp等)制成，以用于改进机械性能并减轻总重量。虽然通常使用这种材料提供更多的部件是有利的，但可想到，由相同材料制成的载荷引入肋可以包括与金属载荷引入肋相比更大的横截面轮廓。而且，其制造可能更复杂。然而，至少一个接口元件的材料可以被适配成与前蒙皮的材料(比如纤维增强塑料材料)相符。相应的塑料材料可以是热固性塑料材料或热塑性材料。塑料材料构成嵌入其中的增强纤维的基质。如果前蒙皮包括热固性基质，则共固化前蒙皮和至少一个接口元件可以是可行的，使得提供由前蒙皮和至少一个接口元件组成的一体部分。然而，如果前蒙皮包括热塑性材料作为基质，则至少一个接口元件可以包括相同的材料并且两个部件可以彼此焊接。然而，胶合也是可想到的。合适的热塑性材料可以例如是聚醚酮酮(pekk)、聚醚醚酮(peek)、聚醚酰亚胺(pei)、聚碳酸酯(pc)、聚丙烯(pp)等。

13、在有利的实施例中，至少一个载荷引入肋由金属材料制成。例如，载荷引入肋由铝合金制成，而钛也是可想到的。

14、在有利的实施例中，至少一个接口元件通过紧固件附接到载荷引入肋。如上所述，这些紧固件可以包括螺栓、螺钉、螺母、铆钉等。有利的是，紧固件能够在不被破坏的情况下移除，这是使用螺钉或螺母的情况。为了防止振动引起的松动，可以通过合适的固定元件(例如，销)来固定紧固件。

15、在有利的实施例中，蒙皮包括热塑性材料。如上所述，热塑性材料可以包括聚醚酮酮(pekk)、聚醚醚酮(peek)、聚醚酰亚胺(pei)、聚碳酸酯(pc)、聚丙烯(pp)等。至少一个接口元件可以包括相同类型的材料，使得两个部件可以彼此焊接。

16、在有利的实施例中，至少一个接口元件焊接到蒙皮。如果两个部件都包括相同的热塑性材料，则可以通过超声波焊接、激光焊接、感应焊接或电阻焊接来进行焊接。然而，如果前蒙皮包括热固性材料并且至少一个接口元件包括热塑性材料，则可以通过使用与前蒙皮共固化的热塑性联接层来提供焊接，至少一个接口元件可焊接至该前蒙皮。

17、在有利的实施例中，至少一个接口元件包括用于附接至肋的附接表面，其中，结合表面和附接表面布置成彼此成40°至140°的角度。结合表面被适配用于齐平地搁置在前蒙皮的内表面上，其中，结合表面可以焊接或胶合或以其他方式物质结合到内表面。附接表面可以包括用于引导紧固件穿过的多个通孔，以附接至相应的载荷引入肋。结合表面的大小的尺寸被确定成实现与前蒙皮的足够坚固的连接。通过提供彼此成某个角度的两个表面，载荷引入肋可以在接口侧处完全平坦，并且至少一个接口元件形成紧固角度。

18、在有利的实施例中，附接表面布置成平行于肋的主延伸平面。因此，作用到附接表面上的机械载荷主要是剪切载荷并且用于提供紧固件的可用表面不受严格限制。

19、在有利的实施例中，至少一个联接元件包括至少一个凸耳。相应的凸耳包括开口，螺栓、轴或任何其他合适的部件的形式的配件可以被引导穿过该开口。为了改进机械性能，凸耳可以包括由与相应的载荷引入肋相同或不同的材料制成的衬套。凸耳构成局部载荷接口，通过该局部载荷接口传递驱动机构与载荷引入肋之间的机械载荷。

20、在有利的实施例中，流动体包括用于每个载荷引入肋的至少两个接口元件。例如，两个接口元件可以附接到同一载荷引入肋。然后，接口元件可以延伸到相反的方向并形成扩大的结合表面。两个接口元件可以通过相同的紧固件附接到同一载荷引入肋。

21、本发明进一步涉及一种用于飞行器的机翼，该机翼具有固定机翼本体和至少一个根据上述的流动体，其中，至少一个流动体可移动地布置在固定机翼本体上。

22、更进一步，本发明涉及一种飞行器，该飞行器具有至少一个根据上述的机翼和/或至少一个根据上述的流动体。