[发明专利]用于飞行器的高升力系统、用于使升力襟翼移位的方法及具有高升力系统的飞行器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2009年12月7日提交的美国临时专利申请No.61/267,267和在2009年12月7日提交的德国专利申请No.10 2009057340.2的优先权，这两个申请的公开内容通过参引的方式合并到本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器的高升力系统，包括至少一个设置在机翼上的升力襟翼以及用于使升力襟翼相对于机翼在缩进位置与至少一个伸展位置之间运动的至少一个襟翼调节机构。此外，本发明还涉及用于使升力襟翼运动的方法以及具有至少一个上述高升力系统的飞行器。

背景技术

根据最高可能巡航速度及与此同时的最低可能起飞和着落速度的需求，在现代商业飞行器中出现高升力系统的需要，高升力系统在起飞和着落操作期间能够致动以增加升力系数。通常来说，这通过被引入到飞行器的气流中的增升襟翼来实现。特别广泛使用成单排或多排形式的多个不同的前缘缝翼或前缘襟翼以及机翼后缘襟翼，并设置成能够相对于机翼运动。

在缩进位置，可运动前缘缝翼、以及还称为可延伸前缘缝翼或前缘襟翼——例如呈所谓Krueger襟翼的形式——与机翼相符，并且以相同的形式的部分机翼前缘可以容置在机翼的下侧的适当的凹槽中以提供连续、齐平的表面。在一个或若干个伸展位置，前缘缝翼与机翼的前缘间隔开或偏离开，因此在缝翼和机翼的前缘之间形成间隙。从流向飞行器的迎流，高能量气流流经间隙到达机翼的轮廓顶部，高能量气流朝向更大的迎角转换失速。前缘襟翼可以根据其设计朝向飞行器偏转到迎流，而形成或不形成间隙。与此同时，在上述机翼的前缘上的襟翼中，机翼的表面和其曲率增加。

通常使用的缝翼或前缘襟翼——为了简便起见在下文中称作升力襟翼——包括刚性结构，其形状与用于不具有高升力系统致动的巡航飞行器的机翼构造(流线型机翼结构)的要求相匹配。在缝翼和机翼前缘之间的间隙的几何形状通过这种方式确定。

在DE 10 2006 053 259 A1和WO 2008/058695A1中，公开了一种用于飞行器的机翼的高升力系统，其中，为了增加升力，升力襟翼可以从缩进位置运动到伸展位置，其中，在高升力襟翼和机翼之间的间隙可以独立于高升力襟翼打开或闭合。通过这种方式可以随意实现提高的最大升力系数或提高的滑行比，而生成较少的噪音。

从DE 10 2007 063 583 A1和WO 2009/083255A1已知一种用于飞行器的高升力系统，其中升力襟翼连接到机翼，并且可以通过至少两个调节设备调节，至少两个调节设备设置成以使得沿翼展方向彼此间隔开，至少两个调节设备在各个情形下是第一杠杆和第二杠杆。

在已知的具有间隙形成升力襟翼的高升力系统中，当向上游观察时，形成的间隙在升力襟翼的前端和机翼的前缘之间通常变窄至最小的间隙尺寸。然而，存在具有间隙的已知的高升力系统以形成向下游变窄的间隙的选项。这是由于通常的刚性升力襟翼包括受外部(例如动力学)定位边界条件限制的形状、位置和偏移，并且因此不允许理想的收敛间隙。当与具有沿向下游方向变窄的间隙空气动力学优化设计相比，在该设计中实现了明显减小的空气动力学升力的增加。通常，升力襟翼的外部几何形状与巡航飞行相匹配，同时，面向机翼前缘的表面作为在机翼中的安装结果不能够呈现任意理想的形状。一般来讲，收敛-发散形状在空气动力学上不是最优化的，这是由于指向轮廓顶部的气流将在间隙中生成的其部分速度在气流从间隙出来的点处损失。

发明内容

相应地，需求一种的高升力系统，其具有设置在机翼上的至少一个升力襟翼以及用于相对于机翼在缩进位置和至少一个伸展位置之间移动升力襟翼的至少一个襟翼调节机构，高升力系统提供了空气动力学的改善并改善了由升力襟翼产生的将机翼的轮廓顶部上的失速转换成更大迎角的效果。

该需求可以通过具有独立权利要求1所述的特性的高升力系统来满足。有利的改进在从属权利要求中陈述。

根据本发明的第一方面，升力襟翼包括至少一个具有可变曲率的区域，并且设计成相对于机翼形成间隙。通过能够在缩进位置和伸展位置之间变化的可变曲率，相对于机翼突起的升力襟翼边缘的相对位置可以在伸展位置改变。因此，可以这种方式设计间隙：当向上游观察时，间隙尺寸连续地变窄。该连续地变窄的应当理解为间隙的最窄横截面在后缘处不具有另外曲率的刚性升力襟翼的情形下大于出口处的横截面，并且在最窄横截面与出口横截面之间没有或仅有少量发散的间隙几何形状。优选地，间隙几何形状以单调方式或至少在某些部分上单调的方式变窄。