[发明专利]飞机机翼用凹穴填充缝翼及高升力系统和降噪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一套用于实现具有低噪声特性的前缘缝翼在高升力状态下展开以及在飞机巡航状态下回收的装置，属于飞机高升力系统领域。

背景技术

飞机噪声辐射水平是现代大型客机安全性、经济性、舒适性、环保性(噪声、碳排放等)“四性”要求中一项非常重要的指标。近几十年来，随着高涵道比航空发动机噪声的明显下降，飞机机体噪声成为飞机起飞和降落时噪音的最主要的来源，而飞机的高升力系统气动噪声是飞机机体噪音的最重要组成部分。

现代大型民机高升力系统前缘装置通常采用缝翼的形式。如图1所示，传统的前缘缝翼101外形与飞机固定翼102前缘相匹配，以便在巡航状态下通过高升力机构将前缘缝翼101回收。为此，所设计的前缘缝翼101后表面111通常会形成一个凹穴区。在前缘缝翼展开状态下，来流将在此凹穴区域内形成一个回流区121。该回流区主要由一个强度很强的大涡组成，而且在该凹穴区域内流动结构很不稳定，致使前缘缝翼101产生很高的噪音辐射水平。为降低前缘缝翼气动噪声的辐射水平，有人提出缝翼凹穴填充技术，即形成凹穴填充缝翼(SCF缝翼)。然而，为保证高升力系统气动性能不被削弱，固定翼前缘外形必须保持不变，这样一来将导致前缘缝翼后表面外形与固定翼前缘外形不匹配，致使前缘缝翼在巡航状态下无法回收。

为实现SCF缝翼在高速状态下的回收，发明人A.什米洛维奇等在申请公布号为CN102834315A的中国专利申请中提出将固定翼前缘设计成为可移动式。具体地，如图2所示，在该专利申请所披露的飞机大升力系统400的实施方式中，前缘机翼缝翼202构造成凹穴填充缝翼，这时，如果仍使用传统的机翼，则前缘机翼缝翼202的存放构造将会与主翼元件形成重叠区208从而构成前缘机翼缝翼在存放位置时对主翼元件的干涉。为了实现对凹穴填充缝翼的回收，该专利同时提供一种刚性前缘元件402，其可移动地连接至主翼元件，该刚性前缘元件402构造成在展开位置时连接主翼元件的上部机翼表面408的外缘和下部机翼表面410的外缘从而形成飞机机翼的连续外模线形状，并构造成在存放位置时其放置在所述上部机翼表面408的外缘和下部机翼表面410的外缘的后方，从而使得当前缘机翼缝翼202缩回至存放位置时，前缘机翼缝翼202邻接所述上部机翼表面408的外缘和下部机翼表面410的外缘从而形成飞机机翼的连续外模线形状。为此，该专利特别设计了一套回收机构，该回收机构包括板件402、线性驱动机构404和导向器406。再如图2所示，对前缘机翼缝翼202回收的具体实现为：板件402被构造成在存放位置时，板件被搁置在主翼元件内。通过使用线性驱动器404，板件402在存放位置(见图中虚线所示)和展开位置之间转换。为了辅助板件402在展开位置和存放位置之间恰当地转换，导向器406可将板件引导和／或旋转就位。

然而，上述回收机构必然需要占据主翼元件前缘大量的空间，这势必会受到主翼元件内其他作动装置和管路的极大限制。此外，在低速增升状态下，主翼元件前缘气动载荷很大，要求可移动的板件402具有很大的刚性，同时要求在凹穴填充缝翼202展开时，板件402与主翼元件前缘的其他部分连接后应具有很好的密封性能。

发明内容

本发明通过采用传统前缘缝翼和凹穴填充元件相结合的方式来形成凹穴填充缝翼是有利的，其可以在飞机的固定翼前缘外形不变的情况下，实现凹穴填充缝翼在高速状态下的回收，同时降低飞机噪声并保证高升力系统的气动性能。

为此，根据本发明的一个方面，提供一种飞机机翼用凹穴填充缝翼，其包括：

可展开的前缘缝翼；

至少一个凹穴填充元件，其在所述可展开的前缘缝翼内部的回收位置和所述可展开的前缘缝翼外部的展开位置之间可移动，所述至少一个凹穴填充元件构造成当展开所述可展开的前缘缝翼时从所述回收位置移动至所述展开位置，从而与所述前缘缝翼共同形成所述凹穴填充缝翼。

优选地，所述凹穴填充元件为凹穴填充片。

进一步优选地，所述至少一个凹穴填充元件被构造成向外枢转至所述展开位置并且向内枢转至所述回收位置。

再进一步优选地，所述至少一个凹穴填充元件包含上凹穴填充片和下凹穴填充片。

又进一步优选地，所述上凹穴填充片通过上铰链与所述可展开的前缘缝翼的缝翼后表面连接，所述下凹穴填充片通过下铰链与所述可展开的前缘缝翼的缝翼下表面连接。

又再进一步优选地，所述上凹穴填充片和所述下凹穴填充片分别连接有作动机构从而能够在离开所述回收位置时自动向外枢转至所述展开位置。