[发明专利]涡流发生器设备、气流控制系统和控制舵面上气流的方法

说明书

本发明涉及用于飞机的涡流发生器设备、气流控制系统、飞机和控制飞机的舵面上的气流的方法，所述涡流发生器设备包括：用于形成与在工作中的飞机周围的气流相互作用的气流表面的气流表面部件，其中所述表面部件包含开口；涡流产生装置，可在缩回位置和伸出位置之间移动；保持装置，用于将所述涡流产生装置保持在缩回位置；偏置装置，用于朝向伸出位置偏置所述涡流产生装置；和释放装置，用于从所述保持装置释放所述涡流产生装置，使得所述涡流产生装置可以向伸出位置移动。另外，提供了密封膜，以在涡流产生装置处于缩回位置时完全密封所述开口。所述涡流产生装置可以通过所述膜从缩回位置移动到伸出位置。

技术领域

本发明涉及一种用于飞机的涡流发生器设备。所述涡流发生器设备包括表面部件，其形成与在工作中的飞机周围的气流相互作用的气流表面。所述表面部件包含开口。所述涡流发生器设备还包括涡流产生装置，可在缩回位置和伸出位置之间移动。在伸出位置，所述涡流产生装置延伸穿过所述开口进入气流中，且在缩回位置，所述涡流产生装置不会延伸穿过所述开口进入气流中。此外，涡流发生器设备包括用于将所述涡流产生装置保持在缩回位置的保持装置、用于朝向伸出位置偏置所述涡流产生装置的偏置装置，和用于从所述保持装置释放所述涡流产生装置、使得所述涡流产生装置可以向伸出位置移动的释放装置。本发明还涉及一种包括用于飞机的垂直尾翼和控制单元的气流控制系统、一种包括气流控制系统的飞机和一种用于控制在飞机舵面上的气流的方法。

背景技术

飞机的垂直尾翼和安装到垂直尾翼上的垂直舵主要提供方向稳定性和用于使飞机绕其垂直或偏航轴转动的偏航力矩。可以由舵产生的最大偏航力矩取决于垂直舵的大小和该舵可绕舵轴线偏转的程度。简单地说，可以用较大的舵或可绕更大的角度被偏转的舵来产生更大的偏航力矩。由于舵只能被偏转有限的角度以避免在所述舵处的气流失速，最大偏航力矩在很大程度上由舵的总体尺寸确定。

由于在正常操作条件下从不需要最大偏航力矩，大部分可由垂直舵的产生偏航力矩在正常操作条件下是不会被使用的。换句话说，在正常操作条件下大部分垂直舵只产生拖曳力(drag)，且对于控制飞机是不需要的。在拖曳力增大时，燃料消耗增加，这降低了飞机的最大范围航程，因此应当避免任何不必要的拖曳力。

发明内容

考虑到上述情况，可以认为是本发明的一个目的是改善垂直尾翼和垂直舵的气流，而无需必然增大垂直尾翼的尺寸。

在第一个方面，本发明提供了上述类型的涡流发生器设备，它还包括密封装置，用于在涡流产生装置处于缩回位置时完全密封所述开口。此外，所述密封装置适于使得在从缩回位置移动到伸出位置时所述涡流产生装置可以永久破坏所述密封装置对所述开口的密封。

换句话说，在第一方面，本发明涉及一种涡流发生器设备，它被提供用于在垂直尾翼以及特别是在垂直舵处降低失速的风险，如果垂直舵被偏转以产生最大可用偏航力矩的话。因此，当根据本发明的涡流发生器设备被部署在垂直尾翼时，带有涡流发生器设备的垂直尾翼的总体尺寸可以减小为较小尺寸的尾翼，其可以产生与不含根据本发明的涡流发生器设备的较大尾翼同样大的偏航力矩。所述涡流发生器设备包括一个表面部件，它可以例如形成飞机的垂直稳定器的外表面或气流表面的一部分。所述表面部件包括一个开口，所述涡流产生装置例如叶片可以穿过所述开口在缩回位置和伸出位置之间移动。在缩回位置，所述涡流产生装置被设置在表面部件的不受飞机周围的气流吹到的一侧上，其中使用了涡流发生器设备。所述涡流产生装置可以例如被设置在垂直尾翼内。因此在缩回位置，所述涡流产生装置不受飞机周围的气流所影响，并且特别是不产生额外的拖曳力。所述涡流发生器设备包括一个保持装置，它将涡流产生装置保持在缩回位置，并防止其意外运动到伸出位置。