用於降低失速速度的可縮回渦流發生器的製作方法
2023-05-22 21:06:56
專利名稱：用於降低失速速度的可縮回渦流發生器的製作方法
技術領域：
本發明的實施例通常涉及流體動力面上方的流動。更具體地，本發明的實施例涉及可縮回的渦流發生器，其用於改進流體動力面上方流動的流體動力特性。
背景技術：
通常當邊界層移向升力面的前緣，並且與反壓力梯度足夠遠，其中相對於升力面的邊界層速度幾乎下降至零時，出現流動分離。流體流從升力面分開，然後代替形成漩渦和渦流。在空氣動力學中，時常流動分離能夠導致阻力增加和升力減少。通過在高迎角造成邊界層分離，流動分離通常會惡化低速性能。惡化的低速性能進而增加升力面的「失速速度」，並且當升力面以與起飛和進近著陸相關聯的低速操作時，可能造成非最優的飛行條件。
發明內容
本發明公開了用於改進升力面組件低速性能的裝置和方法。至少一個渦流發生器耦合至升力面，並且渦流發生器延伸穿過升力面，從而增加升力。渦流發生器縮回至升力面內部，從而減小阻力。簡單的鉸接下垂前緣裝置結合了可縮回渦流發生器，並且耦合至例如機翼的升力面。在巡航配置中，機翼具有平滑的低阻力上和下表面。在低速配置中，機翼前緣下垂並且渦流發生器延伸進入氣流。下垂的前緣增加了拱度(camber)，同時延伸的渦流發生器以類似於複雜的開槽板條系統，在上表面上方激勵(energize)氣流。該動作增強了處於高迎角時的低速性能。以這種方式，重型複雜的前緣升力裝置被替換為較為簡易、體輕和平滑的前緣裝置，其中重型複雜的前緣升力裝置昂貴、維修強度大並且遭受性能降低的表面不連續性。在一個實施例中，一種方法改進了升力面組件的低速性能。至少一個渦流發生器耦合至升力面組件，並且通過下垂耦合至升力面組件的鉸接前緣，渦流發生器延伸穿過升力面組件，從而增加升力。渦流發生器縮回至升力面內部從而減小阻力。在另一個實施例中，可縮回的渦流發生器裝置包括耦合至升力面的鉸接前緣裝置，和耦合至升力面的至少一個渦流發生器。渦流發生器能夠運行從而當鉸接前緣下垂時，延伸穿過升力面，從而增加升力，而當鉸接前緣上升時，縮回至升力面內部，從而減小阻力。在又一個實施例中，用於操作升力面組件的方法提供了改進的低速性能。該方法使流體在升力面組件上方流動，並且使前緣裝置從標稱位置下垂至偏轉位置，其中該前緣裝置鉸鏈至升力面組件的第一表面。該方法響應前緣裝置的下垂還暴露多個可縮回的渦流發生器，其超出升力面組件流體動力面一定距離。該方法還使渦流產生於流體內，並且改變了前緣裝置的下垂幅度。提供該發明內容，從而以簡化的形式介紹所選擇的概念，其中在詳細描述中將進一步描述該概念。該發明內容不是要確定要求保護的主題的關鍵特徵或本質特徵，也不是要被用於輔助判定要求保護的主題的範圍。
當結合下列附圖，通過參考詳細描述和權利要求，可獲得對本發明實施例更為全面的理解，其中貫穿附圖相同的標識號指代類似元件。附圖被提供用於促進對本發明的理解，但不限制本發明的寬度、範圍、比例、或適用範圍。附圖不必按比例繪製。圖I示出示例性飛機生產和使用方法的流程圖。圖2示出飛機的示例性方框圖。圖3示出根據本發明實施例的升力面組件的透視圖，示出前緣下垂暴露可縮回渦流發生器(RVG)。圖4示出根據本發明實施例的部分升力面組件的側視圖，示出前緣下垂暴露單個·RVG。圖5示出根據本發明實施例的升力面組件的透視圖，其中該組件示出在具有RVG的巡航配置中的平滑的上和下前緣升力面，其中該RVG隱藏在鉸接下垂的前緣下方。圖6示出根據本發明實施例的升力面組件的透視圖，示出初始前緣以大約5度的角度下垂，從而暴露RVG。圖7示出根據本發明實施例的升力面組件的透視圖，示出中間水平的前緣以大約15度的角度下垂，使得RVG從位於升力面組件的空氣動力面的蒙皮中的開槽延伸出來。圖8示出根據本發明實施例的升力面組件的透視圖，示出充分移動的前緣以大約30度的角度下垂，從而暴露並充分延伸RVG。圖9示出根據本發明實施例的示例性的流程圖，示出使用RVG改進升力面組件低速性能的過程。圖10示出根據本發明實施例的示例性流程圖，示出操作升力面組件從而提供改進的低速性能的過程。
具體實施例方式下列詳細描述為性質上為示例性實施例，而不是要限制本發明或本發明實施例的應用和使用。具體裝置、技術、和應用的描述僅作為示例被提供。本領域一般技術人員應極易理解對在此描述的示例的修正，並且在不背離本發明的精神和範圍下，在此定義的一般原理可被應用於其他示例和應用。此外，無意被呈現在先前技術領域、背景技術、發明內容或下列具體實施方式
中的任何表述和暗示的理論所約束。本發明應與權利要求的範圍相一致，而不是要限於在此描述和示出的例子。在此本發明實施例可從功能和/或邏輯方框部件和不同過程步驟等方面描述。應明白該方框部件可由許多經配置執行具體功能的硬體、軟體、和/或固件部件實現。為了敘述的簡潔起見，在此將不再詳細描述關於空氣動力學、流體動力學、結構、控制表面、製造、和系統的其他功能方面(和系統的各個操作部件)的傳統技術和部件。此外，本領域技術人員應明白本發明的實施例可結合不同結構主體實施，以及在此描述的實施例僅作為本發明的示例性實施例。此處在實用的非限制性應用(即機翼前緣)的背景下描述本發明的實施例。然而，本發明的實施例不被局限於該前緣的應用，在此描述的技術還可被運用於其他流體動力學表面應用。例如，實施例可適用於飛機的其他升力面，例如襟翼或尾翼、飛機的控制面(例如升降舵和副翼)、發動機支架、風輪機葉片、利用液體(例如，水)代替空氣的水動力面、帆船帆、發動機推進器、螺旋槳/風車等等。本領域一般技術人員在閱讀該發明後，應明白下面是本發明的示例和實施例，而不是根據這些示例限制操作。在不背離本發明的示例性實施例的範圍下，可運用其他實施例，以及做出結構的改變。更為詳細地參考附圖，在如圖I所示的飛機製造和使用方法100(方法100)，以及如圖2所示飛機200的背景下，描述本發明的實施例。在預生產過程中，示例性方法100可包括飛機200的規格說明和設計104以及材料採購106。在生產過程中，發生飛機200的部件和子組件製造108和系統整合110。接下來，為了投入使用114，飛機200將通過認證和交付112。在客戶使用飛機200的同時，安排飛機200進行常規維修和維護116 (其還將包括修改、重組、翻新等等)。可通過系統集成商、第三方、和/或操作人員(例如，客戶)執行或實施方法100的過程。為了描述的目的，系統集成商可包括但不限於任意數目的飛機製造商和主要系統分 包商；第三方可包括但不限於任意數目的供貨方、分包商、和供應商；以及操作人員可以是但不限於航空公司、租賃公司、軍事實體、服務機構，等等。如圖2所示，由示例性方法100生產的飛機200可包括具有多個系統220和一個內部222的飛機機架218。高級系統220的例子包括一個或多於一個推進系統224、電氣系統226、液壓系統228、以及環境系統230。還可包括許多其他系統。儘管示出航空航天的例子，但是本發明實施例可被應用至其他產業。在任何一個或多於一個生產和使用方法100階段，可採用包含在此的設備和方法。例如，相應於生產過程108的部件或子組件可按相似於飛機200在使用時生產的組件或子組件的方式被製作或製造。另外，在生產階段108和110過程中，例如，通過極大地加快飛機200組裝或減少成本，可運用一個或多於一個設備實施例、方法實施例、或其組合。相似地，例如但不限於，當使用飛機200時，可運用一個或多於一個設備實施例、方法實施例、或其組合，從而維修和維護116。本發明的實施例將可縮回開槽翼板的優勢，與固定的渦流發生器的優勢相結合，同時除去兩者主要的不利方面。在一些實施例中，提供單鉸接未開槽下垂前緣裝置，其增加了空氣動力繞流體(aerodynamic body)的拱度,例如處於低速配置的機翼,在另一個實施例中，可使用開槽的前緣裝置。可縮回渦流發生器(RVG)可被安置在前緣裝置(S卩，開槽或未開槽的前緣裝置)的後緣下方。在巡航飛行中，前緣裝置覆蓋RVG，從而提供平滑、低阻力翼面。處於低速時，前緣裝置在其單鉸鏈上旋轉、暴露RVG，然後該RVG延伸至自由空氣流，減少噪音。以該方法，延伸的RVG以類似於複雜的開槽板條系統的方式，在空氣動力繞流體的上表面上方，激勵(energize)自由空氣流。處於高迎角時,該動作通過延遲邊界層分離，增強了低速性能。然而，與現有的複雜開槽板條系統相反，本發明的實施例除去巡航中板條後緣和在延伸位置中的前緣開槽重疊。除去巡航中板條後緣和在延伸位置中的前緣開槽重疊，減少了巡航阻力和進近噪音。因此，重型複雜的前緣升力裝置被替換為較為簡易、體輕和平滑的前緣裝置，其中重型複雜的前緣升力裝置昂貴、維修強度大並且遭受性能降低的表面不連續性。
圖3示出根據本發明實施例的升力面組件300 (S卩，機翼)的透視圖，其中該組件300示出下垂的前緣裝置302 (前緣裝置302 )，從而暴露多個可縮回渦流發生器(RVG>308。升力面組件300可包括前緣裝置302、RVG308、鉸鏈310、第一表面314 (上表面314)(升力面314)、第二表面316 (下表面316)、和鉸鏈致動機構318。例如，升力面組件300可包括，例如但不限於，空氣動力繞流體，例如飛機機翼、飛機垂直尾翼、飛機控制面(例如飛機升降機、飛機副翼、飛機方向舵、翼型)、賽車的升力面、船用舵、水翼、發動機推進器、螺旋槳/風車等等。前緣裝置302包括前緣304、前緣304的後緣306、和前緣下表面330。前緣裝置302包括單鉸鏈未開槽下垂的前緣裝置，其處於低速配置時增加了升力面組件300的拱度。如上所述，在一個實施例中，前緣裝置302包括開槽且下垂的前緣裝置，其處於低速配置時增加了升力面組件300的拱度。前緣304為前緣裝置302的第一緣，從而遇到例如自由空氣流312的流介質，自由空氣流312在飛機或賽車的情況中為空氣，而在船用舵的情況中為水。 前緣裝置302通過鉸鏈310可鉸接地耦合至第一表面314 (上表面314)。空氣動力面334 (流體動力面334)可被提供用於支撐前緣裝置302。當前緣裝置302下垂時，空氣動力面334用作後緣306的延伸部分，從而覆蓋後緣306和緣340之間的距離338。在圖3示出的實施例中，當前緣裝置302下垂時，RVG308自升力面組件300的流體動力面的蒙皮中的開槽322延伸出來並向上延伸一定距離。然而，在其他實施例中，RVG308能夠自其他升力面組件300的流體動力面的蒙皮中的開槽延伸出來並向上延伸一定距離。當前緣裝置302處於完全的縮回位置時(圖5),後緣306和緣340重疊。如下面關於圖4背景更為詳細地討論的，前緣裝置302可使用鉸鏈致動機構318經操作從而下垂和抬升。如圖3所示的實施例，RVG308包括可移動渦流發生器，其可被安置在前緣裝置302的後緣304下方。通過耦合工具320，RVG308耦合至鉸鏈致動機構318。在巡航飛行中，前緣裝置302安置於標稱位置342，從而覆蓋RVG308 (圖5)，並且為升力面組件300 (例如，機翼)提供平滑、低阻力表面(上表面314)。如圖3所示，處於低速時，前緣裝置302繞其鉸鏈310向下旋轉，從而使RVG308穿過開槽322暴露，然後延伸至自由空氣流312中。以這種方式，穿過開槽322的RVG308以類似於複雜的開槽板條系統的方式，在上表面314的上方激勵自由空氣流312。該動作通過處於高迎角時，延遲邊界層分離，增強了低速性能。RVG308可包含不同的翼型的渦流發生器，例如但不限於，同步旋轉、反向旋轉、逆時針旋轉、雙翼飛機等等。通常能按單排擺放RVG308。然而，也可使用串列(tandem)配置。在串列配置中，如果來自第一排的渦流失去其效用，則RVG308的第二排能夠被用於重新激勵邊界層。開槽322必須具有允許RVG308從其中突出的足夠寬度324，但是寬度324 —定不能大到在RVG308和開槽322的槽邊緣326之間形成過大的間隔(未示出)。例如，RVG308可具有但不限制於大約1-10英寸的間距328、大約0. 1-2. 5英寸的高度344、和大約0. 1-3英寸的翼舷。如果升力面組件300是水平取向，例如當組件300為飛機機翼、飛機升降舵、或賽車的升力面時，第一表面314可以是上表面，第二表面316可以是下表面。然而,如果升力面組件300按垂直方向取向，貝U第一表面314和第二表面316可包含第一側面和第二側面。鉸鏈致動機構318可位於升力面組件300內的間隔336中，並且耦合至前緣裝置302的下表面316內部。可由上表面314和下表面316至少部分地覆蓋和包圍鉸鏈致動機構318。如下說明，鉸鏈致動機構318能夠運行從而致動前緣裝置302。
圖4示出根據本發明實施例的部分升力面組件400的側視圖，其示出前緣下垂，從而暴露單個可縮回渦輪發生器(RVG)308。升力面組件400包含前緣裝置302、RVG308、鉸鏈310、上表面314、下表面316、鉸鏈致動機構318、耦合工具320、和流體動力面334。圖4所示實施例含有相似於圖3所示實施例的功能、材料、和結構。因此，共同的特徵、功能、和元件在此將不再贅述。鉸鏈致動機構318耦合至前緣裝置302，並且能夠運行從而按上(抬升)或下(下垂)方向(如果升力面組件300-400為水平取向)或按一側到另一側方向(如果升力面組件300-400為垂直取向)致動前緣裝置302。鉸鏈致動機構318造成前緣裝置302從標稱位置402 (在圖3中為342)延伸至下垂位置404 (偏轉位置404)。前緣裝置302圍繞鉸鏈310從標稱位置402鉸接地旋轉至下垂位置404，從而暴露RVG308。在圖4示出的實施例中，例如但不限於，前緣裝置302的旋轉角a的範圍是0-30度，等等。可使用本領域已知的適用於延伸/縮回前緣裝置302的任何致動機構。當前緣裝置302處於相對於升力面314的標稱位置402時，可充分覆蓋RVG308，當RVG308處於相對於升力面314的偏轉位置404時，RVG308暴露到邊界層中可變距離，並且能夠在飛行過程中在部分升力面314的邊界層中產生渦流。將前緣裝置302鉸接耦合至升力面組件400提供了鉸接的前緣302。因此，在該文件中，可互換使用術語前緣裝置302和鉸接前緣302。同樣地，當鉸接前緣302分別下垂和抬升時，鉸接前緣302提供暴露的RVG308和覆蓋的RVG308 (圖5)。因此，在該實施例中，可互換使用術語RVG308、暴露的RVG308、和覆蓋的RVG308。在實用中，在低速飛行的條件下，鉸接前緣302在其鉸鏈310上旋轉，暴露RVG308，從而提供暴露的RVG308，然後暴露的RVG308延伸至自由空氣流312，而在巡航飛行的條件下，鉸接前緣302覆蓋RVG308，從而提供覆蓋的RVG308，其提供了平滑、低阻力表面的升力面組件400。圖5-8示出根據本發明實施例的升力面組件500/600/700/800的透視圖，其中該組件示出不同位置的升力面300/400的前緣裝置302。圖5-8所示實施例含有相似於圖3_4所示實施例的功能、材料、和結構。因此，共同的特徵、功能、和元件在此將不再贅述。在實用中，當前緣裝置302下垂時，RVG308延伸穿過升力面組件300，從而增加升力，當鉸接前緣302抬升時，RVG308縮回至升力面組件300內，從而減小阻力。圖5示出根據本發明實施例的升力面組件500 (例如，機翼)的透視圖，示出在巡航配置中的平滑上表面314和下表面316，其中RVG308隱藏在鉸接下垂前緣(例如前緣裝置302)的下方。圖6示出根據本發明實施例的升力面組件600的透視圖，示出前緣裝置302以大約5度的初始旋轉角a下垂，RVG308穿過開槽322暴露。圖7示出根據本發明實施例的升力面組件700的透視圖，示出前緣裝置302以大約15度的中間水平旋轉角a下垂，使得RVG自空氣動力面334蒙皮中的開槽322延伸出來。圖8示出根據本發明實施例的升力面組件800的透視圖，示出前緣裝置302以大約30度的完全延伸的旋轉角a下垂，從而使得RVG從開槽322暴露並充分延伸出來。
如上所述，圖5-8示出在0-30度範圍內，處於不同旋轉角a的前緣裝置302的示例性偏轉/下垂。然而，還可使用其他的旋轉角a暴露RVG308。根據本發明的實施例，前緣裝置302能夠下垂以暴露RVG308，從而便於維修升力面組件300/400/500/600/700/800內部(例如但不限於機翼內部等)。以此方式，與例如可拆卸下面板等現有解決方案比較，降低了複雜性。圖9示出根據本發明實施例的示例性的流程圖,其中該圖示出通過使用RVG308改進升力面組件300/400/500/600/700/800的低速性能的過程900。通過軟體、硬體、固件、或其任何組合，結合過程900執行的不同操作任務可被機械地執行。為了說明的目的，下列過程900的描述可參考上述圖3-9中已提及的元件。在實用實施例中，可通過前緣裝置302、RVG308、鉸鏈310、第一表面314、第二表面316、鉸鏈致動機構318、流體動力面334等等，執行過程900的各部分。圖9過程可含有相似於圖3-8所示實施例的功能、材料、和結構。因此，共同的特徵、功能、和元件在此將不再贅述。通過將至少一個可縮回渦流發生器(例如RVG308)耦合至升力面組件(例如升力面組件300)開始過程900 (操作任務902)。 通過將前緣裝置鉸接耦合至升力面組件300，從而提供鉸接前緣302，可繼續過程900 (操作任務904)。通過使RVG308延伸穿過升力面組件300，從而通過下垂鉸接前緣(例如耦合至升力面組件300的鉸接前緣302)增加升力，可繼續過程900 (操作任務906)。通過將RVG308縮回至升力面組件300內，從而減小阻力，可繼續過程900 (操作任務908)。然後，通過下垂鉸接前緣302暴露RVG308，可繼續過程900 (操作任務910)從而提供暴露的渦流發生器308。以此方式，暴露的渦流發生器308在升力面組件300的上表面314上方激勵氣流，當處於升力面組件300的高迎角時，延遲氣流邊界層分離。暴露的渦流發生器308為升力面組件300提供較低的失速速度。通過將鉸接前緣302耦合至RVG308，由此下垂鉸接前緣302使得RVG308穿過升力面組件300延伸，可繼續過程900 (操作任務912)。通過將鉸接前緣302耦合至RVG308，由此抬升鉸接前緣302使得RVG308縮回至升力面組件300內，可繼續過程900 (操作任務914)。通過藉助抬升鉸接前緣302而覆蓋RVG308，可繼續過程900 (操作任務916)。以這種方式，覆蓋的渦流發生器308減少巡航阻力。圖10示出根據本發明實施例的示例性流程圖，示出用於操作升力面組件，從而提供改進的低速性能的過程。通過軟體、硬體、固件、或其任何組合，關於過程1000執行的不同操作任務可被機械地執行。為了說明的目的，下列過程1000的描述可參考上述圖3-8中已提及的元件。在實用實施例中，可通過前緣裝置302、RVG308、鉸鏈310、第一表面314、第二表面316、鉸鏈致動機構318、流體動力面334等等，執行過程1000的各部分。過程1000可含有相似於圖3-9所示實施例的功能、材料、和結構。因此，共同的特徵、功能、和元件在此將不再贅述。通過使流體在升力面組件(例如升力面組件300)上方流動，可開始過程1000 (操作任務1002)。以這種方式，過程1000可以使升力面組件300移動穿過流體或使流體在升力面組件300上方移動。在其中升力面組件300包含飛機機翼或尾翼或賽車升力面的實施例中，介質是空氣。在升力面組件300是船用舵的情況，介質是水。然後通過將鉸接至表面(例如升力面組件300第一表面314)的前緣裝置(例如前緣裝置302)從標稱位置402下垂(偏轉)至偏轉的/下垂的位置404，可繼續過程1000 (操作任務1004)。通過響應於前緣裝置302的下垂，使得一個或多於一個RVG (例如RVG308)延伸或暴露超過升力面組件300的流體動力面334 —定距離(未示出)，可繼續過程1000 (操作任務1004)。在一個實施例中，響應於偏轉/下垂，RVG308能夠延伸或被暴露超過升力面組件300的第一表面314 —距離(未不出)。然後通過一個或多於一個RVG使渦流產生於流體(未示出)內，可繼續過程1000(操作任務1008)，其中該流體在升力面組件300上方流動。
然後，通過改變前緣裝置302下垂位置的旋轉幅度/角度a，可繼續過程1000 (操作任務1010)。處於下垂位置時，前緣裝置302增加拱度，並且延伸的RVG308在上表面314上方激勵氣流。以這種方式，流動分離被延遲，通過在高迎角時推遲邊界層分離，增強了升力面組件300的低速性能。這進而減小了「失速速度」，在飛機的情況中，當以與例如起飛和著陸進近相關的低速和低空操作時，其產生最佳飛行條件。通過這種方式，本發明的不同實施例提供了通過藉助下垂耦合至升力面組件的鉸接前緣使可縮回渦流發生器延伸穿過升力面組件從而降低升力面組件的「失速速度」的裝置和方法。通過這種方式，昂貴、維修強度大並且遭受性能降低的表面不連續性的重型複雜的前緣升力裝置被替換為較為簡易、體輕和平滑的前緣裝置。雖然在上述詳細描述中已呈現至少一個示例性實施例，但是應明白存在大量的變體。還應明白在此描述的示例性實施例或實施例不是要以任何方式限制主題的範圍、適用性、或配置。而是上述詳細描述將為本領域技術人員提供用於實施所述一個或多於一個實施例的捷徑。應明白不背離由權利要求限定的範圍，可對元件的功能和布置做出不同變化，其包括在提交該專利申請時的已知等同物和可預見等同物。上述描述涉及被「連接」或「耦合」在一起的元件或節點或零件。如在此使用的，除非另外明確地說明，否則「連接」意味著一個元件/節點/零件被直接地結合至(或直接通信)另一個元件/節點/零件，並且不必須是機械地連接。同樣地，除非另外明確地說明，否則「耦合」意味著一個元件/節點/零件直接地或間接地結合至(或直接或間接連通)另一個元件/節點/零件，且不必須是機械地連接。因此，儘管圖3-8描繪元件的示例性布置，但本發明實施例可具有附加的介入元件、裝置、零件、或部件。除非另外明確地說明，否則該文獻中使用的術語和詞組及其變體應解釋成與限制相反的開放式。如上述例子術語「包括」應解讀為表示「包括但不限於」等等；在描述中，術語「示例」被用於提供所討論項目的示例性例子，而不是其窮盡或限制性列表；並且例如「常規的」、「傳統的」、「正常的」 「標準的」、「已知的」和具有類似含義的術語的形容詞不應解釋成將所描述的項目限制於給定時間段或限制於在給定時間內可獲得的項目，而是應解讀為包含現在或未來任何時間可獲得或了解的常規的、傳統的、正常的、或標準的技術。同樣地，除非另外明確地說明，否則與連詞「和」相關的一組項目不應解讀為要求每一個項目均應呈現在組中，而是應被解讀為「和/或」。類似地，除非另外明確地說明，否則與連詞「或」相關的一組項目不應解讀為要求該組之間相互排他，而是應被解讀為「和/或」。此外，雖然可按單數形式描述或要求保護本發明項目、元件或部件，但除非另外明確地說明，否則複數也被考慮在其範圍內。出現的擴展詞和詞組，例如一些例子中「一個或多於一個」、「至少」、「但不限於」或其他類似詞組，不應解讀為在沒有擴展詞的示例中意指或要求範圍更窄的情況。當涉及數值或範圍時，術語「大約」旨在包含進行測量時發生的實驗誤差所導致的數值。如在此使用的，除非另外明確地說明，否則「能夠運行(operable)」意為能夠被使用、適於或準備好被使用或服務、可用於特定目的、並且能夠執行在此描述的給出或需要的功能。關於系統和裝置，術語「能夠運行」意為系統和/或裝置完全起作用並經校準，包含用於適用操作性要求的元件，並且滿足該適用的操作性要求，從而當其被致動時，執行所給
出的功能。
權利要求
1.一種用於改進升力面組件低速性能的方法，所述方法包括 將至少一個渦流發生器耦合至升力面組件； 通過下垂耦合至所述升力面組件的鉸接前緣，使所述至少一個渦流發生器延伸穿過所述升力面組件，從而增加升力；以及 使所述至少一個渦流發生器縮回至所述升力面組件內從而減小阻力。
2.根據權利要求I所述的方法，還包含 將前緣裝置可鉸接地耦合至所述升力面組件，從而提供所述鉸接前緣；以及 通過下垂所述鉸接前緣來暴露所述至少一個渦流發生器。
3.根據權利要求2所述的方法，還包含將所述鉸接前緣耦合至所述至少一個渦流發生器，由此下垂所述鉸接前緣使得所述至少一個渦流發生器延伸穿過所述升力面組件。
4.根據權利要求2所述的方法，還包含將所述鉸接前緣耦合至所述至少一個渦流發生器，由此抬升所述鉸接前緣使得所述至少一個渦流發生器縮回至所述升力面組件內。
5.根據權利要求2所述的方法，還包含通過抬升所述鉸接前緣來覆蓋所述至少一個渦流發生器。
6.根據權利要求5所述的方法，其中在巡航飛行條件下，所述鉸接前緣覆蓋所述至少一個渦流發生器，從而提供至少一個被覆蓋的渦流發生器，以提供所述升力面組件的平滑、低阻力表面。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述至少一個被覆蓋的渦流發生器降低巡航阻力。
8.根據權利要求2所述的方法，其中處於低速配置時，所述鉸接前緣增加了所述升力面組件的拱度。
9.根據權利要求2所述的方法，其中在低速飛行條件下，所述鉸接前緣在其鉸鏈上旋轉，暴露所述至少一個渦流發生器，從而提供至少一個暴露的渦流發生器，然後所述至少一個暴露的渦流發生器延伸到空氣流中。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述至少一個暴露的渦流發生器在所述升力面組件的上表面上方激勵氣流，從而在所述升力面組件處於高迎角時延遲空氣流邊界層分離。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述至少一個暴露的渦流發生器提供較低失速速度並且降低噪音。
12.—種可縮回渦流發生器裝置，其包含 耦合至升力面的鉸接前緣； 耦合至所述升力面的至少一個渦流發生器，並且能夠運行從而 當所述鉸接前緣下垂時，延伸穿過所述升力面從而增加升力；以及 當所述鉸接前緣抬升時，縮回至所述升力面內從而減小阻力。
13.根據權利要求12所述的可縮回渦流發生器裝置，其中下垂暴露所述至少一個渦流發生器。
14.根據權利要求12所述的可縮回渦流發生器裝置，其中所述至少一個渦流發生器耦合至所述鉸接前緣的後緣下方的所述升力面。
15.根據權利要求12所述的可縮回渦流發生器裝置，其中所述鉸接前緣能夠運行從而暴露所述升力面的內部以便通達。
16.根據權利要求12所述的可縮回渦流發生器裝置，其中抬升所述鉸接前緣覆蓋了所述至少一個渦流發生器。
17.根據權利要求12所述的可縮回渦流發生器裝置，其中 當所述鉸接前緣相對於所述升力面處於標稱位置時，所述至少一個渦流發生器被充分覆蓋；以及 當所述至少一個渦流發生器相對於所述升力面處於偏轉位置時，所述至少一個渦流發生器暴露到邊界層中可變的距離，並且能夠運行從而在飛行過程中在所述升力面的一部分上的所述邊界層中產生渦流。
18.根據權利要求12所述的可縮回渦流發生器裝置，其中處於低速配置時，所述鉸接前緣增加所述升力面的拱度。
19.根據權利要求12所述的可縮回渦流發生器裝置，其中所述升力面包含選自下組的至少一個元件飛機機翼、飛機控制面、水翼和船用舵。
20.一種用於操作升力面組件從而提供改進的低速性能的方法，所述的方法包含 使流體在所述升力面組件上方流動； 使鉸接至所述升力面組件的第一表面的前緣裝置從標稱位置下垂至偏轉位置； 響應於所述前緣裝置的下垂使多個可縮回的渦流發生器暴露出所述升力面組件流體動力面一距離； 使渦流產生於所述流體內；以及 改變所述前緣裝置下垂位置的幅度。
全文摘要
本發明涉及一種用於改進升力面組件低速性能的裝置和方法。至少一個渦流發生器耦合至升力面組件，並且通過下垂鉸接前緣，渦流發生器延伸穿過升力面組件，從而增加升力，其中該前緣耦合至升力面組件。渦流發生器縮回至升力面組件內部來減小阻力。
文檔編號B64C3/38GK102862674SQ20121023198
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月5日 優先權日2011年7月5日
發明者B·R·福克斯, S·J·福克斯 申請人:波音公司