飛行器和飛行器的尾翼部分的製作方法
2023-04-29 23:30:56 4
背景技術：
飛行器通常包括機身，以及從機身後部延伸的尾部。傳統的t形尾翼可包括水平穩定器，用於提供保持飛行穩定性的下壓力。但是，t形尾翼增加了整體飛行器重量，並且增加了氣動阻力。
傳統的t形尾也可引起顫振。顫振是飛行器中發生的振動與結構固有頻率相符的時現象，並且可以在沒有適當阻尼的情況下增大。顫振進一步降低了飛行器的空氣動力學效率，並且可以引起飛行器搖晃。
技術實現要素：
一方面，本公開涉及一種飛行器，其包括終止於尾翼的機身，以及從所述尾翼向上延伸的尾部。發動機支柱從所述尾翼延伸，發動機裝在所述發動機支柱上，所述發動機支柱上具有可移動控制表面。
另一方面，本公開涉及飛行器的尾翼部分，包括從所述尾翼延伸的發動機支柱，其通過安裝在所述發動機支柱上的發動機限定水平穩定器的至少一部分。在水平穩定器和發動機中的一個上設置了直徑大於3米的螺旋槳和可移動控制表面。
另一方面，本公開涉及飛行器的尾翼部分，包括從所述尾翼延伸的發動機支柱，其限定水平穩定器的至少一部分。安裝到發動機支柱上的發動機外罩，與發動機外罩可旋轉固定的穩定器以及可移動控制表面都設置在所述水平穩定器和所述穩定器中的一個上。
附圖說明
在附圖中：
圖1是採用現有技術的飛行器的透視圖。
圖2是根據本文所述的各方面，具有安裝到發動機支柱的發動機的飛行器透視圖。
圖3是根據本文所述的各方面，可用於飛行器上的發動機支柱的示例性構造俯視圖。
圖4是根據本文所述的各方面，可用於飛行器上的發動機支柱的示例性構造俯視圖。
圖5是根據本文所述的各方面，可用於飛行器上的發動機支柱的示例性構造俯視圖。
圖6是根據本文所述的各方面，具有多個向元件開啟的螺旋線的發動機透視圖。
具體實施方式
本發明所述的實施例涉及其上安裝有發動機的發動機支柱，可用於(例如)飛行器中。儘管該說明主要涉及在飛行器上的使用，但是本發明也適用於任何利用發動機支柱的車輛或環境。
如圖1所示，現有技術飛行器10包括機身12，其具有從其上向外延伸的機翼14。機身12終止於尾翼16，其具有從尾翼16向上延伸的尾部18。尾部18是t形尾翼，包括從尾部18的垂直部分21的各側水平延伸的水平穩定器20。飛行器10包括至少一個連接到靠近飛行器10後部的尾翼16的發動機22。
圖2展示了飛行器110的示例性實施例，包括機身112，其具有從其上向外延伸的機翼114。尾部118從尾翼116垂直延伸，而發動機支柱124從尾翼116橫向延伸。與現有技術飛行器10的尾部18不同，飛行器110的尾部118不包括水平穩定器。相反，其僅包括垂直穩定器121，其有助於增加飛行器的穩定性，並防止飛行器的機頭從一側向另一側擺動或偏航。當垂直穩定器121控制偏航時，垂直穩定器121尾端處的方向舵123可用於改變偏航。
將具有大直徑(例如，範圍為3–5米(10–15英尺))螺旋槳134的發動機122安裝在尾翼116處需要將發動機122安裝在與尾翼116距離相當大的地方，以便提供適當的螺旋槳葉尖間隙或外罩間隙。將發動機122安裝到發動機支柱124上，使其距離可為發動機支柱124提供間隙，在該長度下，發動機124的至少一部分可限定位於尾翼116和發動機122之間的水平穩定器120。可選地，在發動機支柱的相對側上從發動機122進一步延伸的是外側翼段136，其安裝到容納發動機122的發動機外罩138上。
發動機122可以是具有進氣口、壓縮機、燃燒器和渦輪機的任何飛行器發動機。尤其是，可以如上所述安裝具有大直徑螺旋槳、葉片或風扇進氣口的發動機，例如渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸或渦輪風扇發動機。根據發動機和飛行器的類型，發動機的進氣口部分可容納在外罩138中或者向元件開啟(圖6)。
觀察圖3，發動機支柱124包括從前緣126延伸到後緣128的翼型橫截面。發動機支柱124的翼型橫截面可設計為產生飛行器上下擾動所需的下壓力，或在中距巡航飛行期間提供變槳穩定性(作為水平穩定器120發揮作用)。
發動機支柱124和外側翼段136兩者都可設置為具有所述的升降器130。升降器130通過提供變化的偏移下壓力(補償由機翼114提供的陣風升力)來進一步控制飛行器的變槳擾動。
對於升降器、配平片或外側翼段的位置和包含情況，存在多種構造。第二和第三實施例與第一實施例類似；因此，相同的部件將分別用相同的數字加100和200表示，應理解，除非另有說明，第一實施例中相同部件的說明適用於第二和第三實施例。
圖4展示了具有發動機支柱224的第二實施例。一項不同之處在於，外側翼段236包括穩定器237。本文所使用的術語「穩定器」描述了一種全動式尾部或完全可移動的飛行器穩定器，其控制變槳。穩定器237可通過可旋轉地安裝到所示的外側翼段236，或直接安裝到發動機外罩238來提供垂直運動。可旋轉地安裝是指繞平行於橫向軸的軸線旋轉，穿過飛行器發動機支柱124長度的能力，從而為起飛旋轉和在慢速飛行期間提供額外的下壓力。
在圖5所示的第三實施例中，發動機支柱324包括可移動控制表面，其包括至少一個升降器330和集成到升降器330上的配平片332，該升降器330沿後緣328設置，限定後緣328的至少一部分。配平片332是用於升降器330的控制裝置，設置為替升降器330建立靜止或空擋位置。
無論升降器的位置如何，升降器和配平片相結合，可在起飛旋轉和慢速飛行期間提供額外的下壓力。
上述實施例提供了多種優點，包括但不限於：發動機支柱的長度允許其作為水平穩定器使用。發動機支柱作為水平穩定器使用可取代傳統t形尾翼水平穩定器的功能。由於不再需要t形尾翼的傳統水平部分，所以可以減小飛行器的重量，並且還可以減小阻力。此外，可以消除與傳統t形尾翼設計相關聯的顫振。隨著螺旋槳直徑與核心發動機直徑的比率的提高，可以為飛行器減輕更多的重量。
由圖6可想到，可通過採用增加到尾部118的小水平穩定器420和升降器430來提供額外的變槳控制。水平穩定器420和升降器430可比現有技術的傳統t形尾翼水平穩定器小，且仍然允許減小與當前t形尾翼水平穩定器設計相關的顫振。圖6還描繪了具有多個向元件開啟的螺旋槳434的發動機122，其可以被考慮用於前述任一實施例。這種發動機122可被認為具有開啟或無遮蓋的螺旋槳434。
在尚未描述的程度上，各種實施例的不同特徵和結構可根據需要彼此組合使用。一項特徵未在所有實施例中展示不表示可解釋為其無法用於所有實施例，這只是為了使說明簡潔。因此，不同實施例的各種特徵可以根據需要組合和匹配，以形成新的實施例(無論該新實施例是否被明確說明)。本公開未涵蓋本文所描述特徵的所有組合或排列。
本書面說明使用示例公開本發明，包括最佳模式，並且使本領域技術人員能夠實踐本發明，包括製造和使用任何設備或系統，以及執行任何組合方法。本發明的可取得專利範圍由權利要求限定，並且可以包括本領域技術人員所想到的其他示例。如果這種其他示例具有與權利要求的字面語言無差異的結構元件，或者如果其包括與權利要求的字面語言無實質差異的等同結構元件，則這些示例應包括在在權利要求的範圍內。