[发明专利]用于制备流体流动表面的系统和方法

说明书

技术领域

本公开总体涉及表面上的流体流动性能，并且更具体地涉及用于通过加工表面中的凸肋(riblet)来制备流体流动表面以减小表面上方流动的流体的阻力的系统和方法。

背景技术

增加现代交通工具(诸如飞行器)的燃料效率的一种方法是通过空气动力性能的改进。作为一个示例，微观结构可在流体流动表面上形成，以减小交通工具的表面上的阻力。这种微观结构可使用在可存在湍流区域的地区上，以限制引起流体流动表面附近的湍流区域中的漩涡的破裂的循环，从而减小阻力。

制备流体流动表面以减小阻力的一种当前方法是将具有形成的微观结构的薄膜应用到交通工具的一个或多个表面。然而，这种薄膜可增加相当多的处理时间以应用和/或移除、增加不需要的附加重量，并且不是成本有效的。此外，这种薄膜可能缺少用于长期使用的足够的耐久性。例如，环境影响和/或与各种化学品(诸如燃料、液压流体等)的相互作用可劣化微观结构，从而可能需要替换薄膜。

因此，本领域技术人员在制备流体流动表面以提高流体流动性能的领域中继续研发努力。

发明内容

在一个示例中，用于制备流体流动表面的所公开的方法可包括下列步骤：(1)产生激光束；(2)移动激光束跨过工件的表面；以及(3)通过从表面移除材料来加工表面中的凸肋，其中凸肋包括一对脊部，其中一对脊部彼此近似平行，并且脊部中的每一个包括相对的侧面，以及在侧面中面对的侧面之间形成并且分离脊部的凹槽。

在另一示例中，用于制备流体流动表面的所公开的系统可包括激光器以产生激光束，其中激光束可移动跨过工件的表面以加工表面中的凸肋，并且凸肋被配置成减小表面上方流动的流体的阻力，并且其中一对脊部彼此近似平行，并且脊部中的每一个包括相对的侧面，以及在侧面中面对的侧面之间形成并且分离脊部的凹槽。

在又一示例中，具有提高的流动流动性能的所公开的装置可包括结构层；施加到结构层的表面涂层，该表面涂层限定装置的流体流动表面；以及表面涂层中形成的多个近似平行的凸肋，其中凸肋中的每一个包括一对近似平行的脊部，以及分离脊部的凹槽。

所公开的系统和方法的其它示例从下面的具体实施方式、附图以及随附权利要求将变得显而易见。

附图说明

图1是所公开的交通工具的一个示例的示意性透视图；

图2是图1的交通工具的所公开的流体流动表面的一个示例的放大的示意性平面图；

图3是流体流动表面上形成的所公开的凸肋的一个示例的示意性透视图；

图4是所公开的凸肋的一个示例的示意性剖视图；

图5是所公开的凸肋的一个示例的示意性剖视图；

图6是所公开的凸肋的一个示例的示意性剖视图；

图7是所公开的凸肋的一个示例的示意性剖视图；

图8是用于制备流体流动表面的所公开的系统的一个示例的示意性方框图；

图9是激光微加工流体流动表面上的图7的凸肋的一个示例的示意性剖视图；

图10是激光微加工流体流动表面上的图5的凸肋的一个示例的示意性剖视图；

图11是激光微加工流体流动表面上的图4的凸肋的一个示例的示意性剖视图；

图12是用于制备流体流动表面的所公开的方法的一个示例的流程图；

图13是用于制备流体流动表面的所公开的方法的一个示例的流程图；

图14是用于制备流体流动表面的所公开的方法的一个示例的流程图；

图15是用于制备流体流动表面的所公开的方法的一个示例的流程图；

图16是飞行器生产和服务方法的方框图；以及

图17是飞行器的示意图。

具体实施方式

下面的详细描述参考图示说明本公开的具体示例的附图。具有不同结构和操作的其它示例不偏离本公开的范围。类似的附图标号可指不同的附图中相同的元件或部件。