[发明专利]影响边界层的空气动力学构件和用于生产其的方法

说明书

一种影响边界层的空气动力学构件和用于生产其的方法，该空气动力学构件包括：承载元件(16)，其被提供有用于引导气流通过该承载元件的至少一个空气通路孔(18)；设置在承载元件上的空气引导层(20)；和覆盖层(26)，构成过流表面(12)的至少一部分且至少部分地适于被空气流动通过。空气引导层(20)适于被至少在构件(14)的一些操作阶段中通过覆盖层供应至构件(14)并沿承载元件的方向流动的气流流动通过，和/或适于被至少在构件(14)的一些操作阶段中通过承载元件的空气通路孔(18)供应至构件(14)并沿覆盖层的方向流动的气流流动通过。覆盖层(26)通过增材制造方法直接施加至空气引导层(20)。

技术领域

本发明涉及一种影响边界层的空气动力学构件(boundary-layer-influencingaerodynamic part)、配备有这种影响边界层的空气动力学构件的飞机部件和用于生产该影响边界层的空气动力学构件的方法。

背景技术

空气在空气动力学部件上的边界层流的区域中的吸入和喷出是影响边界层流的已知方法。这些方法被用于避免或延迟沿空气动力学部件的过流表面的流破裂(flowbreakdown)，即从层流向湍流转捩，从而提高空气动力学部件的空气动力学性能，特别是流动阻力或升力系数。

切向吸入和喷出或者狭孔吸入和喷出是目前已知的用于影响飞机的外蒙皮上的边界层流的方法。例如，GB 25 22 531 A公开了一种飞机机翼，其外蒙皮被提供有狭孔，用于沿着外蒙皮沿边界层流的方向喷出空气。在洛克希德(Lockheed)F-104“星式战斗机(Star-fighter)”飞机上发现该方法的一种实现，该飞机在着陆襟翼的上侧具有用于喷出空气的出口狭孔。取自引擎的引气被供应至出口狭孔，由此另外的加速空气沿着陆襟翼被喷出至边界层流中，以便实现层流边界空气流的稳定。由于这种效果，着陆襟翼的最大升力系数被提高，由此飞机的着陆速度能够被减小。

此外，沿空气动力学部件的多孔外表面的空气的连续吸入和喷出的方法从现有技术中已知。DE 44 14 205 A1描述了一种用于沿着飞机的外蒙皮的边界层吸入的配置，空气围绕飞机的外蒙皮流动。该配置包括空气能够流动通过的多层构造，具有多孔承载层，该多孔承载层被布置在支撑结构上，一层微纤维织物被施加到该多孔承载层。类似的配置从US5,618,363 A中已知，其中空气绕其流动的飞机的外蒙皮在一些段中被形成有多孔的碳纤维增强热塑性塑料层，空气能够流动通过该多孔的碳纤维增强热塑性塑料层。

US 7,275,720 B2进一步公开了一种用于航天器的外表面上连续喷出冷却空气的配置。该配置包括承载结构，多孔陶瓷泡沫层被施加至该承载结构，冷却空气能够流动通过该多孔陶瓷泡沫层，并且该多孔陶瓷泡沫层沿半渗透覆盖层的方向引导沿着承载结构的冷却空气。半渗透覆盖层包括陶瓷复合材料，其通过粘合剂被施加至陶瓷泡沫层。在航天器再次进入地球的大气层时，冷却空气沿着陶瓷泡沫层从半渗透覆盖层喷出，以冷却航天器的外蒙皮。

这种用于影响边界层的方法向例如诸如客机中的空气动力学部件的商业应用目前还没有发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有改进的空气动力学性能的空气动力学构件，其能够以降低的费用被制造。另一目的在于提供一种生产这种空气动力学构件的方法。

这些目的通过具有下述特征的影响边界层的空气动力学构件、具有下述特征的包括这种影响边界层的空气动力学构件的飞机部件和具有下述特征的用于生产影响边界层的空气动力学构件的方法而实现。

影响边界层的空气动力学构件包括：承载元件，其被提供有用于引导气流通过该承载元件的至少一个空气通路孔；设置在承载元件上的空气引导层；和覆盖层，其构成过流表面的至少一部分并且至少在一些段中适于空气流动通过，并且特别地被穿孔。