本公開總體涉及表面上的流體流動性能，并且更具體地涉及用于通過加工表面中的凸肋(riblet)來制備流體流動表面以減小表面上方流動的流體的阻力的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

增加現(xiàn)代交通工具(諸如飛行器)的燃料效率的一種方法是通過空氣動力性能的改進。作為一個示例，微觀結(jié)構(gòu)可在流體流動表面上形成，以減小交通工具的表面上的阻力。這種微觀結(jié)構(gòu)可使用在可存在湍流區(qū)域的地區(qū)上，以限制引起流體流動表面附近的湍流區(qū)域中的漩渦的破裂的循環(huán)，從而減小阻力。

制備流體流動表面以減小阻力的一種當(dāng)前方法是將具有形成的微觀結(jié)構(gòu)的薄膜應(yīng)用到交通工具的一個或多個表面。然而，這種薄膜可增加相當(dāng)多的處理時間以應(yīng)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，這種薄膜可能缺少用于長期使用的足夠的耐久性。例如，環(huán)境影響和/或與各種化學(xué)品(諸如燃料、液壓流體等)的相互作用可劣化微觀結(jié)構(gòu)，從而可能需要替換薄膜。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在制備流體流動表面以提高流體流動性能的領(lǐng)域中繼續(xù)研發(fā)努力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個示例中，用于制備流體流動表面的所公開的方法可包括下列步驟：(1)產(chǎn)生激光束；(2)移動激光束跨過工件的表面；以及(3)通過從表面移除材料來加工表面中的凸肋，其中凸肋包括一對脊部，其中一對脊部彼此近似平行，并且脊部中的每一個包括相對的側(cè)面，以及在側(cè)面中面對的側(cè)面之間形成并且分離脊部的凹槽。

在另一示例中，用于制備流體流動表面的所公開的系統(tǒng)可包括激光器以產(chǎn)生激光束，其中激光束可移動跨過工件的表面以加工表面中的凸肋，并且凸肋被配置成減小表面上方流動的流體的阻力，并且其中一對脊部彼此近似平行，并且脊部中的每一個包括相對的側(cè)面，以及在側(cè)面中面對的側(cè)面之間形成并且分離脊部的凹槽。

在又一示例中，具有提高的流動流動性能的所公開的裝置可包括結(jié)構(gòu)層；施加到結(jié)構(gòu)層的表面涂層，該表面涂層限定裝置的流體流動表面；以及表面涂層中形成的多個近似平行的凸肋，其中凸肋中的每一個包括一對近似平行的脊部，以及分離脊部的凹槽。

所公開的系統(tǒng)和方法的其它示例從下面的具體實施方式、附圖以及隨附權(quán)利要求將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是所公開的交通工具的一個示例的示意性透視圖；

圖2是圖1的交通工具的所公開的流體流動表面的一個示例的放大的示意性平面圖；

圖3是流體流動表面上形成的所公開的凸肋的一個示例的示意性透視圖；

圖4是所公開的凸肋的一個示例的示意性剖視圖；

圖5是所公開的凸肋的一個示例的示意性剖視圖；

圖6是所公開的凸肋的一個示例的示意性剖視圖；

圖7是所公開的凸肋的一個示例的示意性剖視圖；

圖8是用于制備流體流動表面的所公開的系統(tǒng)的一個示例的示意性方框圖；

圖9是激光微加工流體流動表面上的圖7的凸肋的一個示例的示意性剖視圖；

圖10是激光微加工流體流動表面上的圖5的凸肋的一個示例的示意性剖視圖；

圖11是激光微加工流體流動表面上的圖4的凸肋的一個示例的示意性剖視圖；

圖12是用于制備流體流動表面的所公開的方法的一個示例的流程圖；

圖13是用于制備流體流動表面的所公開的方法的一個示例的流程圖；

圖14是用于制備流體流動表面的所公開的方法的一個示例的流程圖；

圖15是用于制備流體流動表面的所公開的方法的一個示例的流程圖；

圖16是飛行器生產(chǎn)和服務(wù)方法的方框圖；以及

圖17是飛行器的示意圖。

具體實施方式

下面的詳細描述參考圖示說明本公開的具體示例的附圖。具有不同結(jié)構(gòu)和操作的其它示例不偏離本公開的范圍。類似的附圖標(biāo)號可指不同的附圖中相同的元件或部件。

在圖8和圖17中，參考上面，如果有的話，連接各種元件和/或部件的實線可表示機械、電氣、流體、光、電磁和其它耦接和/或它們的組合。如本文所使用的，“耦接”意味著直接地以及間接地相關(guān)聯(lián)。例如，構(gòu)件A可與構(gòu)件B直接地相關(guān)聯(lián)，或者可與其間接地相關(guān)聯(lián)，例如，經(jīng)由另一個構(gòu)件C。應(yīng)當(dāng)理解，不必要表示各種公開的元件之間的所有關(guān)系。因此，除了方框圖中描繪的耦接之外的耦接也可存在。如果有的話，連接指定各種元件和/或部件的方框的虛線表示在功能和目的上類似于由實線表示的耦接的耦接；然而，由虛線表示的耦接可被選擇性地提供，或者可涉及本公開的替代示例。同樣，如果有的話，用虛線表示的元件和/或部件指示本公開的替代示例。在不偏離本公開的范圍的情況下，可從特定示例省略以實線和/或虛線示出的一個或多個元件。如果有的話，點線表示環(huán)境元件。為了清楚起見，也可示出虛擬(假象)元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖8和圖17圖示說明的特征中的一些可以各種方式組合，而不需要包括圖8和圖17、其它附圖和/或隨附的公開中描述的其它特征，即使這個組合或這些組合在本文中沒有被明確地圖示說明。類似地，附加特征不限于呈現(xiàn)的示例，可與本文中示出和描述的特征中的一些或所有組合。

在圖12-16中，參考上面，方框可表示其操作和/或部分，并且連接各個方框的線不暗示其操作或部分的任何特定次序或依賴性。由虛線表示的方框指示其替代的操作和/或部分。如果有的話，連接各個方框的虛線表示其操作或部分的替代依賴性。應(yīng)當(dāng)理解，不必要表示各個公開的操作之間的所有依賴性。圖12-16和描述本文闡述的(多種)方法的操作的隨附的公開不應(yīng)當(dāng)被解釋為必須確定操作將要被執(zhí)行的順序。相反，雖然指示一個說明性次序，但是應(yīng)當(dāng)理解，適當(dāng)時可修改操作的順序。因此，可以不同的次序或同時執(zhí)行某些操作。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不需要執(zhí)行所描述的所有操作。

參考本文，“示例”意味著結(jié)合示例描述的一個或多個特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個實施例或?qū)嵤┓绞街小Ｕf明書中各個地方的短語“一個示例”或“另一示例”可或可不指相同的示例。

除非另外指明，否則本文所使用的術(shù)語“第一”、“第二”等僅作為標(biāo)簽，并且不旨在強加對這些術(shù)語所指的項目的次序、位置或分層要求。此外，對“第二”項目的參考不需要或排除較低編號的項目(例如，“第一”項目)和/或較高編號的項目(例如，“第三”項目)的存在。

如本文所使用的，當(dāng)與一列項目使用時，短語“…中的至少一個”意味著可使用所列出的項目中的一個或多個的不同組合，并且可需要列表中的項目中的僅一個。項目可以是特定對象、事物或類別。換句話說，“…中的至少一個”意味著可根據(jù)列表使用項目或許多項目的任何組合，但是可能不需要列表中的所有項目。例如，“項目A、項目B和項目C中的至少一個”可意味著項目A；項目A和項目B；項目B；項目A、項目B和項目C；或項目B和項目C。在一些情況下，“項目A、項目B和項目C中的至少一個”可意味著(例如但不限于)項目A中的兩個、項目B中的一個以及項目C中的十個；項目B中的四個和項目C中的七個；或一些其它合適的組合。

參考本文，“示例”、“一個示例”、“另一示例”或類似語言意味著結(jié)合示例描述的一個或多個特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個實施例或?qū)嵤┓绞街小Ｒ虼?，貫穿本公開的短語“在一個示例中”，“作為一個示例”以及類似語言可(但不是必要地)指相同的示例。此外，特征在于任何一個示例的主題可(但不是必要的)包括特征在于任何其它示例的主題。

下面提供了說明性、非排他性的示例，其可以是(但不是必要的)根據(jù)本公開的所要求保護的主題。

參考圖1，其公開交通工具100的一個示例。交通工具100包括具有流體流動表面106的交通工具結(jié)構(gòu)104(例如，交通工具主體)。流體流動表面106可包括交通工具的任何外表面或其部分，流體(例如，氣態(tài)流體或液態(tài)流體)在外表面上方流動。

作為一個示例，交通工具100可以是飛行器102。飛行器102可以是任何類型的有人駕駛的或無人駕駛的空中交通工具，包括但不限于固定翼飛行器、旋翼飛行器、無人駕駛飛行器(“UAV”)、航天器、導(dǎo)彈、火箭等。在其它事物中，飛行器102的交通工具結(jié)構(gòu)104通?？砂C身108、機翼110、推進系統(tǒng)，諸如發(fā)動機，其具有發(fā)動機短艙(沒有明確地指示)、一個或多個穩(wěn)定器114(例如，豎直穩(wěn)定器和/或水平穩(wěn)定器)、控制表面(沒有明確地圖示說明)等。流體流動表面106可以是暴露于空氣和/或在空氣中移動的平坦的或彎曲的表面。作為一個示例，流體流動表面106可以是但不限于飛行器102的外蒙皮的任何部分(沒有明確地指示)，諸如機身108、機翼110、穩(wěn)定器114、發(fā)動機短艙、控制表面或交通工具結(jié)構(gòu)104的其它合適的表面的一部分。

雖然本文關(guān)于空中交通工具(例如，飛行器102)描述和圖形說明流體流動表面106，但是本文公開的示例可同樣適用于其它類型的交通工具中的阻力減小，諸如暴露于氣態(tài)流體(例如，空氣)和/或在氣態(tài)流體中移動的陸上交通工具(例如，汽車、卡車、公共汽車、火車等)，或暴露于液態(tài)流體(例如，水)和/或移動通過液態(tài)流體的海上交通工具(例如，船、潛水艇、水翼艇、流體流動管道等)。

參考圖2和圖3，并且參考圖1，公開了流體流動表面106的一個示例。交通工具100(圖1)的流體流動表面106上的一個或多個地區(qū)或區(qū)域可包括凸肋116(例如，多個凸肋116)。凸肋116可彼此近似或基本平行。凸肋116可平行于如箭頭118表示的流體流動的方向被布置。流體流動的方向118可近似平行于坐標(biāo)系126(或在X方向)的X軸線。

貫穿本公開，關(guān)于三維坐標(biāo)系126(例如，XYZ坐標(biāo)系)可描述流體流動表面106和凸肋116。例如，可參考各個特征、元件或部件之間的空間關(guān)系和/或關(guān)于坐標(biāo)系126的特征、元件或部件的各個方面的空間取向或相對關(guān)系，如附圖中描繪的。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本公開之后將認(rèn)識到的，可以任何期望的取向定位本文描述的各種示例的特征、元件或部件。

凸肋116可覆蓋飛行器102的結(jié)構(gòu)104的整個區(qū)段(例如，整個機頭、整個機翼等)，或者可覆蓋區(qū)段的僅一部分。特定放置和由凸肋116覆蓋的地區(qū)可隨特定飛行器應(yīng)用而變化。通常，最大化流體流動表面116上的凸肋116的覆蓋地區(qū)、最優(yōu)化凸肋116的尺寸和/或幾何形狀和/或最優(yōu)化流體流動表面106上的凸肋116的放置可實現(xiàn)阻力的更大程度的減小。換句話說，凸肋116的高覆蓋百分比可引起空氣動力效率的高的整體改進。

通常，凸肋116(例如，形成流體流動表面106)覆蓋的結(jié)構(gòu)104的外表面的總的表面地區(qū)可沒有限制。根據(jù)所公開的系統(tǒng)和方法制備流體流動表面106可提供一個靈活的解決方案，該解決方案實現(xiàn)凸肋116的最大可能的覆蓋，并且實現(xiàn)以其它方式可能難以制備的地區(qū)的覆蓋。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，交通工具(例如，飛行器102)的某些部分可不適于凸肋116的應(yīng)用。作為示例，易于污染的地區(qū)或流體在近似法線的方向上接觸表面的前緣可以是不適于凸肋覆蓋的地區(qū)。

通常并且不限于任何特定的理論，相比于沒有凸肋的相同的光滑表面，凸肋116與在流體流動表面106上方流動的流體的湍流邊界層的結(jié)構(gòu)的相互作用減小流體中移動的流體流動表面106上的摩擦力、抵抗力或阻力(例如，阻力系數(shù)(“Cd”))。該減小發(fā)生，盡管光滑表面上方的凸肋覆蓋的表面的“受潮面積”(暴露于流體流動的表面面積)增加。作為一個示例，借助所公開的凸肋116，飛行器102的大約百分之八十的覆蓋可引起阻力減小大約2％到大約10％。

參考圖3，并且參考圖1和圖2，圖肋116大體形成流體流動表面106(圖2)上的微觀結(jié)構(gòu)或顯微紋理。作為一個示例，凸肋116可包括彼此近似平行對準(zhǔn)的非常小的交替脊部120(例如，脊?fàn)钗⒂^結(jié)構(gòu))和凹槽122(例如，槽狀微觀結(jié)構(gòu))的圖案或系列。脊部120可從流體流動表面106向外延伸或突出。凹槽122可在相鄰的脊部120之間形成。脊部120和凹槽122可沿坐標(biāo)系126(或在X方向)的X軸線延伸，并且近似平行于經(jīng)過交通工具100(圖1)的流體流動表面106上方的流體流動的方向118。因此，通過由凹槽122(在本文也稱為凹槽122)中的一個分開的一對相鄰且近似平行的脊部120可限定凸肋116(在本文也稱為凸肋116)中的每一個。替代地，通過脊部120(在本文也稱為脊部120)中的一個分開的一對相鄰的凹槽122可限定每個凸肋116。

參考圖3-圖7，作為一個示例，脊部120中的每一個可包括相對的側(cè)面124、峰部128和基部130。作為一個示例，通過相鄰的脊部120之間連續(xù)延伸的相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124和底板132(例如，之間)可形成每個凹槽122。作為一個示例，凹槽122的底板132可以是在相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124的基部130之間延伸的流體流動表面106的部分或區(qū)段。

參考圖4-圖7，并且參考圖3，作為一個示例，每個脊部120可具有高度H(在Z方向的尺寸)和寬度W(在Y方向的尺寸)。通過中心到中心距離D(在Y方向的尺寸)可分開兩個相鄰的脊部120。作為一個示例，凸肋116的高度H、寬度W和中心到中心距離D沿流體流動表面106可以是相等的。例如，Y-Z平面中的凸肋的幾何形狀和/或橫截面形狀在X方向上可以是不變的。作為一個示例，凸肋116的高度H、寬度W和/或中心到中心距離D中的一個或多個沿流體流動表面106可變化。例如，Y-Z平面中的凸肋116的幾何形狀和/或橫截面形狀沿X方向可變化。

凸肋116可具有在Y-Z平面中的任何合適的幾何形狀和/或橫截面形狀。作為示例，脊部120和/或凹槽122可具有在Y-Z平面中的任何合適的幾何形狀和/或橫截面形狀。凸肋116的不同幾何形狀和/或橫截面形狀可改變流體流動表面106的空氣動力性質(zhì)，例如，以進一步減小阻力。可選擇凸肋116的特定幾何形狀和/或橫截面形狀以適應(yīng)特定應(yīng)用。

參考圖4，作為所公開的凸肋116的一個具體的非限制性示例，每個脊部120可在Y-Z平面中具有大體上或近似三角形的橫截面形狀，并且每個凹槽122可在Y-Z平面中具有大體上或近似倒梯形的橫截面形狀。例如，凸肋116的脊部12和凹槽122可大體上形成跳齒圖案。每個脊部120的側(cè)面124可在Y-Z平面中具有近似平坦的形狀。底板132可在Y-Z平面中具有近似平坦的形狀。脊部120的高度H可以是從基部130到峰部128的尺寸。脊部120的寬度W可以是例如在基部130處的脊部120的最大寬度。例如，在脊部120的側(cè)面124之間測量的脊部120的寬度可從基部130到峰部128變化(例如，減小)。每個脊部120的側(cè)面124可被設(shè)置成相對于彼此成非零的第一(例如，內(nèi)峰)角A1。每個脊部120的側(cè)面124可以相對于X-Z平面(例如，與流體流動表面106正交)以非零的第二(例如，側(cè)傾斜)角A2傾斜。峰部128可在由每個脊部120的傾斜的側(cè)面124的相交形成的點處終止。第一角A1可限定第二角A2，例如，第二角A2可以是第一角A1的大約一半。凸肋116的高度H、寬度W、中心到中心距離D和/或第一角A1可以被預(yù)選(例如，優(yōu)化)，以適應(yīng)特定應(yīng)用。

作為圖4中圖示說明的示例的具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，脊部120)的高度H可從大約0.0015英寸(38.1微米)到大約0.0016英寸(40.64微米)的范圍變化。作為圖4中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，脊部120)的寬度W可以是大約0.0008英寸(20.32微米)。作為圖4中圖示說明的示例的具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，相鄰的脊部120之間)的中心到中心距離D可從大約0.0029英寸(73.66微米)到大約0.003英寸(76.2微米)的范圍變化。作為圖4中圖示說明的示例的具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，在脊部120的側(cè)面124之間)的第一角A1可從大約30度到大約53度的范圍變化。因此，作為圖4中圖示說明的示例的具體的非限制性實施方式，脊部120的側(cè)面124(例如，在脊部120的側(cè)面124和X-Z平面之間)的第二角A2可從大約15度到大約26.5度的范圍變化。

上述示例尺寸可以針對被優(yōu)化用于特定類型的交通工具、特定速度、特定流體等(例如，用于具有從大約0.7馬赫到大約0.85馬赫的巡航速度的飛行器)的凸肋輪廓。對于其它類型的交通工具、在流體流動表面上流動的其它類型的流體、速度等，凸肋116的尺寸(例如，高度H、寬度W、中心到中心距離D和/或凸肋116的第一角A1)可廣泛地變化。

參考圖5，作為所公開的凸肋116的一個具體的非限制性示例，每個脊部120可在Y-Z平面中具有大體上或近似三角形的橫截面形狀，并且每個凹槽122可在Y-Z平面中具有大體上或近似倒三角形的橫截面形狀。例如，凸肋116的脊部120和凹槽122可大體上形成鋸齒圖案。每個脊部120的側(cè)面124可在Y-Z平面中具有近似平坦的形狀。脊部120的高度H可以是從基部130到峰部128的尺寸。脊部120的寬度W可以是例如在基部130處的脊部120的最大寬度。例如，在脊部120的側(cè)面124之間測量的脊部120的寬度可從基部130到峰部128變化(例如，減小)。每個脊部120的側(cè)面124可被設(shè)置為相對于彼此成非零的第一角A1。每個脊部120的側(cè)面124可被設(shè)置為相對于X-Z平面以非零的第二角A2傾斜。峰部128可在由每個脊部120的傾斜的側(cè)面124的相交形成的點處終止。底板132可在基部130處在相鄰的脊部120的面對的傾斜側(cè)面124的相交處形成點。第一角A1可限定第二角A2，例如，第二角A2可以是第一角A1的大約一半。凸肋116的高度H、寬度W、中心到中心距離D和/或第一角A1可以被預(yù)選(例如，優(yōu)化)，以適應(yīng)特定應(yīng)用。

作為圖5中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，脊部120)的高度H可以是大約0.0023英寸(58.42微米)。作為圖5中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，脊部120)的寬度W可以是大約0.0023英寸(58.42微米)。作為圖5中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，在相鄰的脊部120之間)的中心到中心距離D可以是大約0.0024英寸(60.96微米)。作為圖5中圖示說明的示例的具體的非限制性實施方式，凸肋116(例如，在脊部120的側(cè)面124之間)的第一角A1可從大約53度到大約90度的范圍變化。因此，作為圖5中圖示說明的示例的具體的非限制性實施方式，脊部120的側(cè)面124(例如，在脊部120的側(cè)面124和X-Z平面之間)的第二角A2可從大約26.5度到大約45度的范圍變化。作為圖5中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，高度H和中心到中心距離D之間的比率(H與D比率或H/D)可從大約0.5到大約0.98的范圍變化。例如，H/D可以是大約0.5、大約0.86或大約0.98。

上述示例尺寸可以針對被優(yōu)化用于特定類型的交通工具、特定速度、特定流體等的凸肋輪廓。對于其它類型的交通工具、在流體流動表面上流動的其它類型的流體、速度等，凸肋116的尺寸(例如，高度H、寬度W、中心到中心距離D和/或凸肋116的第一角A1)可廣泛地變化。

參考圖6，作為所公開的凸肋116的一個具體的非限制性示例，每個脊部120可在Y-Z平面中具有大體上或近似三角形的橫截面形狀，并且每個凹槽122可在Y-Z平面中具有大體上或近似U形的橫截面形狀。替代地(沒有明確地圖示說明)，每個凹槽122在Y-Z平面中可具有大體上或近似半圓形或半卵形的橫截面形狀。每個脊部120的側(cè)面124可在Y-Z平面中具有近似彎曲的形狀。底板132可在Y-Z平面中具有近似彎曲的形狀。替代地(沒有明確地圖示說明)，底板132可在Y-Z平面中具有近似平坦的形狀。脊部120的高度H可以是從基部130到峰部128的尺寸。脊部120的寬度W可以是例如在峰部128處的脊部120的最小寬度。例如，在脊部120的側(cè)面124之間測量的脊部120的寬度可從峰部128到基部130變化(例如，增加)。每個脊部120的側(cè)面124可具有半徑R。峰部128可在在Y-Z平面中具有近似平坦的形狀。替代地(沒有明確地圖示說明)，峰部128可在Y-Z平面中具有近似彎曲的或圓形的形狀。凸肋116的高度H、寬度W、中心到中心距離D和/或半徑R可以被預(yù)選(例如，優(yōu)化)，以適應(yīng)特定應(yīng)用。

作為圖6中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，高度H和中心到中心距離D之間的比率(H與D比率或H/D)可從大約0.5到大約1.0的范圍變化。例如，H/D可以是大約0.5、大約0.7或大約1.0。作為圖6中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，寬度W和中心到中心距離D之間的比率(W與D比率或W/D)可從大約0.02到大約0.04的范圍變化。

參考圖7，作為所公開的凸肋116的一個具體的非限制性示例，每個脊部120可在Y-Z平面中具有大體上或近似矩形的橫截面形狀，并且每個凹槽122可在Y-Z平面中具有大體上或近似矩形的橫截面形狀。替代地，(沒有明確地圖示說明)，每個凹槽122在Y-Z平面中可具有大體上或近似正方形的橫截面形狀。每個脊部120的側(cè)面124可在Y-Z平面中具有近似平坦的形狀。底板132可在Y-Z平面中具有近似平坦的形狀。脊部120的高度H可以是從基部130到峰部128的尺寸。脊部120的寬度W從基部130到峰部128可以是不變的。凸肋116的高度H、寬度W和/或中心到中心距離D可以被預(yù)選(例如，優(yōu)化)，以適應(yīng)特定應(yīng)用。

作為圖7中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，高度H和中心到中心距離D之間的比率(H與D比率或H/D)可從大約0.2到大約0.8的范圍變化。作為圖7中圖示說明的示例的一個具體的非限制性實施方式，寬度W和中心到中心距離D之間的比率(W與D比率或W/D)可從大約0.02到大約0.04的范圍變化。

參考圖8，其公開用于制備流體流動表面106的系統(tǒng)200的一個示例。系統(tǒng)200可用來將凸肋116形成或加工到或進入流體流動表面106，以提高流體流動表面106的流體流動性能(例如，減小在流體流動表面106上方流動的流體上的阻力)。通常，系統(tǒng)200可用于流體流動表面106的激光改性或激光微加工以具有凸肋116，而不是流體流動表面106是光滑的。

系統(tǒng)200包括至少一個激光器202。激光器202產(chǎn)生激光束218。系統(tǒng)200將從激光器202發(fā)射的激光束218的光定位在工件220的表面214上，從而在表面214中加工凸肋116。當(dāng)工件220用于特定應(yīng)用時，工件220的表面214通常是流體將在其上流動的光滑表面。因此，表面214也可稱為流體流動表面，其中凸肋116通過系統(tǒng)200加工。

激光器202可以是被配置以發(fā)射脈沖激光束218的脈沖激光器。因此，激光束218可包括激光脈沖204。作為一個示例，激光器202可以是二極管泵浦固體激光器，其借助可調(diào)整的重復(fù)或脈沖速率、脈沖能量和脈沖持續(xù)時間操作。例如，基于凸肋116的幾何形狀，激光束218可具有適于特定的微加工任務(wù)的各種脈沖寬度、波長、脈沖重復(fù)率和脈沖能量。

作為一個示例，激光器202可以是提供超快脈沖的超快或超塊脈沖(“USP”)激光器。如本文所使用的，術(shù)語“超快激光器”指納秒激光器、飛秒激光器和皮秒激光器。激光的具體類型可取決于各種因素，諸如在其上形成凸肋116的材料的類型(例如，工件220的材料的類型)。飛秒激光器和皮秒激光器在用于較高質(zhì)量的加工的某些應(yīng)用中可以是優(yōu)選的。作為一個示例，激光器202可提供具有以皮秒測量的脈沖持續(xù)時間的超快激光脈沖204(例如，脈沖激光束218)，例如，小于大約10皮秒(例如，皮秒脈沖)或飛秒(例如，飛秒脈沖)。例如，激光器202可提供激光脈沖204(例如，發(fā)射脈沖激光束)，其具有在1-999飛秒范圍中測量的脈沖持續(xù)時間。因此，激光器202可以是飛秒激光器，其用于微加工在流體流動表面中的凹槽122，以形成凸肋116。

發(fā)射器202發(fā)射的光的超快脈沖(例如，激光脈沖204)以不同于傳統(tǒng)激光器的方式與例如工件220的表面214上的目標(biāo)材料相互作用。(諸如連續(xù)波激光器或具有以納秒或更精確地方式測量的脈沖持續(xù)時間的激光脈沖與相同的材料相互作用)通常，超塊激光脈沖204(例如，脈沖激光束218)以高速度在目標(biāo)材料中沉積能量，使得能量不具有時間以借助像熱傳導(dǎo)的機構(gòu)漏出。激光器202通過脈沖激光束218在目標(biāo)材料中快速地(例如，以飛秒)引導(dǎo)和沉積大量的能量(例如，在大約1nJ到大約1mJ之間，或者在大約1千兆瓦到大約峰值功率的10千兆瓦之間)，使得在脈沖激光束218的焦點(在本文也稱為脈沖激光束218的光點212)處，目標(biāo)材料(例如，工件220的表面214的一部分)被迫使進入等離子狀態(tài)。然后，等離子體作為高能量氣體膨脹離開工件220，從而帶走其具有的幾乎所有的產(chǎn)生的熱量。換句話說，位于工件220上的光點212處的目標(biāo)材料在沒有首先經(jīng)過熔融階段的情況下基本上從固體轉(zhuǎn)化成氣體。因此，非常少的熱量留下來損壞接近光點212(在光點212處，或靠近光點212)的工件220，并且在工件220的表面214上，或者至少部分地通過工件220可加工非常精確的微觀結(jié)構(gòu)(例如，凸肋116)。對工件材料減小的熱沖擊也消除材料降解，并且因此保留了原始材料性能。

作為一個具體的非限制性示例，激光器202可以是二氧化碳(“CO2”)激光器。作為一個具體的非限制性示例，激光器202可以是紫外線(“UV”)激光器。作為一個具體的非限制性示例，激光器202可以是紅外線(“IR”)激光器。作為一個具體的非限制性示例，激光器202可以是摻鈦藍寶石(“鈦藍寶石”)激光器。

作為一個示例，激光器202可以是具有增益介質(zhì)的脈沖固態(tài)激光器，包括但不限于摻鈦藍寶石(“Ti：藍寶石”)(例如，Ti：藍寶石激光器)、摻鐿釔鋁石榴石(“Yb：YAG”)(例如，Yb：YAG激光器)、摻鐿鎢酸釓鉀(“Yb：KGW”)(例如，Yb：KGW激光器)或摻鐿鎢酸釔鉀(“Yb：KYW”)(例如，Yb：KYW激光器)。

參考圖8，并且參考圖1-圖3，作為一個示例，工件220可以是交通工具100(例如，飛行器102)或交通工具100的部分或區(qū)段(例如，飛行器102的機翼110、機身108等)，并且工件220的表面214可以是交通工具100(圖1)的流體流動表面106。作為一個示例，工件220可以是用來形成交通工具結(jié)構(gòu)104的外蒙皮面板(沒有明確地圖示說明)(例如，用來形成機翼110、機身108等的蒙皮面板)，并且工件220的表面214可以是外蒙皮面板的流體流動表面106。換句話說，工件220可相對較小，諸如較大結(jié)構(gòu)的部件(例如，蒙層面板)，或者可相對較大，諸如整個交通工具100。在特定應(yīng)用期間暴露于流體流動或在流體中移動的工件220的表面214的一部分是流體流動表面106。

參考圖8，當(dāng)激光束218離開激光器202時，其沿光路222行進，并且被傳送到工件220的表面214。在一個示例中，沿著光路222，激光束218可穿過光學(xué)器件224。光學(xué)器件224可擴展激光束218、聚焦激光束218或者以其它方式修改激光束218。光學(xué)器件224可包括一個或多個透鏡，或其它合適的激光光學(xué)器件或機構(gòu)。作為一個示例，光學(xué)器件224可用來改變?nèi)肷涞焦ぜ?20的表面214上的激光束218的光點212的尺寸(例如，增大或減小光點尺寸S)(圖9)?？蛇x地，系統(tǒng)200也可包括一個或多個鏡子(沒有明確地圖示說明)，以沿光路222引導(dǎo)激光束218。

參考圖8，并且參考圖3-圖7和圖9-圖11，通常，系統(tǒng)200被配置成將激光束218引導(dǎo)到工件220的表面214，并且移動激光束218跨過表面214，以形成工件220上的凸肋116(圖3)，例如，從而制備流體流動表面106(圖3)。作為一個示例，系統(tǒng)200可利用單個激光器202和單個激光束218以形成凸肋116。作為一個示例，系統(tǒng)200可利用單個激光器202和多個激光束218以形成凸肋116。例如，光學(xué)器件225也可包括分束器(沒有明確地圖示說明)，其被配置成將激光束218分成多個子光束(沒有明確地圖示說明)。作為一個示例，系統(tǒng)200可利用多個激光束202，例如，形成激光器216的陣列，以形成凸肋116。

在一個示例實施方式中，例如，通過來自單個激光器202的單個激光束218，可逐個且連續(xù)地加工凸肋116中的每一個。在一個示例實施方式中，例如，通過來自單個激光器202的多個激光束218或來自多個激光器202(例如，激光器216的陣列)的多個激光束218，可同時加工多個凸肋116。

參考圖9-11，并且參考圖8，系統(tǒng)200可利用各種機構(gòu)，以沿工件220的表面214引導(dǎo)和/或操縱激光束218。作為一個示例，系統(tǒng)200可例如相對于工件220在X方向、Y方向和/或Z方向上平移激光束218，以形成凸肋116。作為一個示例，系統(tǒng)200也可將激光束218(例如，激光束218的中心線234)定位(例如，旋轉(zhuǎn))成相對于X-Z平面(例如，與流體流動表面106正交)的各種非零的第三(例如，入射)角A3(圖9-11)。

激光束218將凸肋116的凹槽122形成或加工(例如，激光加工或激光雕刻)到工件220的表面214中，以制備流體流動表面106。加工的凹槽122從而形成或限定凸肋116的脊部120。作為一個示例，通過激光束218的單次通過或運行，可完全地形成凸肋116(例如，一對相鄰的脊部120和凹槽122)。作為一個示例，通過單次通過或運行可僅部分地形成凸肋116，因此可能需要激光束218的多次通過或運行以完全地形成凸肋116。完全地形成凸肋116所需要的激光束218的運行的數(shù)量可取決于各種因素，包括但不限于凸肋116的(例如，脊部120和凹槽122的)幾何形狀和/或橫截面形狀、激光束218的光點212的光點尺寸S(例如，橫截面尺寸或直徑)(圖9)、激光器202的類型、激光器202的頻率、激光器202的強度、工件220暴露于激光束218的持續(xù)時間等。

參考圖9，并且參考圖7，作為一個示例，激光束218可被定位以入射到與流體流動表面106近似正交的工件220的表面214(例如，使得第三角A3大約是0度)，以便至少部分地加工在Y-Z平面中具有近似矩形或正方形的橫截面形狀的凹槽122，并且在Y-Z平面中形成具有近似平坦形狀的脊部120的側(cè)面124，諸如圖7中圖示說明的示例凸肋116。通過中心到中心距離D可指示凹槽122的寬度(圖7)。作為一個示例，增加光點尺寸S可增加凹槽122的寬度，例如，以根據(jù)需要完成凹槽122的加工。作為一個示例，在Y方向上移動或重新定位激光束218可增加凹槽122的寬度，例如，以根據(jù)需要完成凹槽122的加工。在X方向上移動激光束218完成凸肋116的長度。

參考圖10，并且參考圖5，作為一個示例，激光束218可被定位成以第三角A3入射到工件220的表面214，以便部分地加工在Y-Z平面中具有近似倒三角形的橫截面形狀的凹槽122，并且在Y-Z平面中形成具有近似平坦形狀并且以第二角A2傾斜的脊部120的一個側(cè)面124，諸如圖5中圖示說明的示例凸肋116。通過第二角A2指示第三角A3，例如，第三角A3近似等于第二角A2。作為一個示例，增加光點尺寸S可完成凹槽122的加工，并且形成相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124。作為一個示例，在Y方向和Z方向上移動或重新定位激光束218可完成凹槽122的加工，并且形成相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124。作為一個示例，如圖10所示，在Y方向上的適當(dāng)位置處且以互補的第三角A3重新定位的激光束218′的至少一個附加運行可完成凹槽122的加工，并且形成相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124。作為一個示例(沒有明確地圖示說明)，兩個激光束218(例如，激光束218和218′)可同時且完全地加工凹槽122，并且形成相鄰的脊部120的兩個面對的側(cè)面124。

參考圖11，并且參考圖4，作為一個示例，激光束218可被定位成以第三角A3入射到工件220的表面214，以便部分地加工在Y-Z平面中具有近似倒梯形的橫截面形狀的凹槽122，并且在Y-Z平面中形成具有近似平坦形狀并且以第二角A2傾斜的脊部120的一個側(cè)面124，諸如圖4中圖示說明的示例凸肋116。通過第二角A2指示第三角A3，例如，第三角A3近似等于第二角A2。作為一個示例，增加光點尺寸S可完成凹槽122的加工，并且形成相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124。作為一個示例，在Y方向和Z方向上移動或重新定位激光束218可完成凹槽122的加工，并且形成相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124。作為一個示例(沒有明確地圖示說明)，在Y方向上的適當(dāng)位置處且以互補的第三角A3重新定位的激光束218的至少一個附加運行可完成凹槽122的加工，并且形成相鄰的脊部120的面對的側(cè)面124。作為一個示例，并且如圖11所示，兩個激光束218(例如，激光束218和激光束218″)可同時且完全地加工凹槽122，并且形成相鄰的脊部120的兩個面對的側(cè)面124。

在其它示例中，激光束218或兩個或更多個激光束218可被適當(dāng)?shù)囟ㄎ蝗肷涞焦ぜ?20的表面214，以便部分地或完全地加工在Y-Z平面中具有其它橫截面形狀(例如，U形、半圓形、半卵形等)的凹槽122，并且在Y-Z平面中形成具有近似彎曲形狀的相鄰的脊部120的一個或兩個面對的側(cè)面124，諸如圖6中圖示說明的示例凸肋116。

因此，在一個示例實施方式中，并且如圖9所示，單個激光束218可以適當(dāng)?shù)牡谌?例如，入射)角A3(未在圖9中圖示說明)且在Y方向上的適當(dāng)方位處被重新定位，從而完全地加工具有預(yù)選的幾何形狀的凹槽122，并且形成具有預(yù)選的幾何形狀的側(cè)面中面對的側(cè)面124(例如，第一面對的側(cè)面124a和第二面對的側(cè)面124b)。激光束218可在X方向上移動跨過表面214，從而延伸凹槽122并且縱向地形成凸肋116。激光束218可在Y方向上移動跨過表面214，從而加工附加的近似平行的凹槽122，并且形成附加的近似平行的凸肋116。

在另一示例實施方式中，并且如圖10所圖示說明的，單個激光束218可以適當(dāng)?shù)牡谌茿3且在Y方向的適當(dāng)方位處被定位，從而部分地加工具有預(yù)選的幾何形狀的凹槽122，并且形成具有預(yù)選的幾何形狀的側(cè)面中面對的側(cè)面124中的一個(例如，第一面對的側(cè)面124a)。激光束218隨后可以適當(dāng)?shù)牡谌茿3且在Y方向的適當(dāng)方位處被重新定位(在圖10中標(biāo)識為重新定位的激光束218′)，從而完全地加工凹槽122，并且形成側(cè)面中面對的側(cè)面124中的另一個(例如，第二面對的側(cè)面124b)。激光束218可在X方向上移動跨過表面214，從而延伸凹槽122，并且縱向地形成凸肋116。激光束218可在Y方向上移動跨過表面214，從而加工附加的近似平行的凹槽122，并且形成附加的近似平行的凸肋116。

在又一示例實施方式中，并且如圖11所圖示說明的，多個(例如，兩個)激光束218(例如，第一激光束218和第二激光束218″)可以適當(dāng)?shù)牡谌茿3且在Y方向上的適當(dāng)方位處被同時定位，從而完全地加工具有預(yù)選的幾何形狀的凹槽122，并且形成具有預(yù)選的幾何形狀的側(cè)面中面對的側(cè)面124(例如，第一面對的側(cè)面124a和第二面對的側(cè)面124b)。激光束218和218″可在X方向上移動跨過表面214，從而延伸凹槽122，并且縱向地形成凸肋116。激光束218和218″可在Y方向上移動跨過表面214，從而加工附加的近似平行的凹槽122，并且形成附加的近似平行的凸肋116。

參考圖8，并且參考圖9-圖11，作為一個示例，系統(tǒng)200可包括掃描器228。當(dāng)沿著光路222行進時，激光束218可進入并且穿過掃描器228。掃描器228可以是適于提供激光束218的受控偏轉(zhuǎn)、方向和/或操縱的任何設(shè)備。掃描器228可在X方向和/或Y方向上平移激光束218，以形成凸肋116。掃描器228也可將激光束218定位(例如，引導(dǎo))成相對于X-Y平面的預(yù)定的第三角A3(圖9-11)，以形成凸肋116。在其中系統(tǒng)200包括產(chǎn)生多個激光束218的多個激光器202(例如，激光器216的陣列)或者其中來自單個激光器202的激光束218被分成多個激光束218(例如，子光束)的示例中，通過一個或多個相關(guān)聯(lián)的掃描器228可引導(dǎo)和/或操縱多個激光束218中的所有激光束。

作為一個示例，系統(tǒng)200可包括平移臺226。平移臺226可操作地耦接到激光器202以移動激光器202，并且因此在X方向、Y方向和/或Z方向上相對于工件220移動激光束218和/或定位激光器202以第三角A3引導(dǎo)激光束218。類似地，平移臺226可操作地耦接到多個激光器202(例如，激光器216的陣列)中的每一個，以移動多個激光器202，并且因此在X方向、Y方向和/或Z方向上相對于工件220移動多個激光束218和/或定位多個激光器202以適當(dāng)?shù)牡谌茿3引導(dǎo)多個激光束218。替代地或附加地，平移臺226可操作地耦接到工件220，從而在X方向、Y方向和/或Z方向上相對于激光束218移動工件220和/或以第三角A3相對于激光束218定位工件220。

參考圖8，作為一個示例，系統(tǒng)200也可包括用于驅(qū)動和控制激光器202的計算機208?？刂破?06可提供驅(qū)動激光器202的計算機208之間的控制和反饋。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電子反饋回路可允許激光器202的自動操作。計算機208也可借助控制器206控制平移臺226的移動。計算機208也可借助控制器206控制掃描器228以引導(dǎo)和/或操縱激光束218。計算機208還根據(jù)需要借助控制器206通過打開和關(guān)閉計算機208來控制激光器202。

參考圖4-圖7，作為一個示例，工件220可包括多層材料。作為一個示例，工件220可包括至少一個結(jié)構(gòu)層230和至少一個表面涂層232。作為一個具體的非限制性示例，諸如當(dāng)工件220是飛行器102(圖1)的外表面的一部分時，結(jié)構(gòu)層230可以是碳纖維增強聚合物(“CFRP”)，并且表面涂層232可以是施加到結(jié)構(gòu)層230的表面的保護涂層、油漆涂層、頂涂層等。雖然工件220在圖4-7中被圖示說明具有僅一個結(jié)構(gòu)層230和一個表面涂層232，但是工件220也可包括附加結(jié)構(gòu)層230和/或設(shè)置在結(jié)構(gòu)層230和表面涂層232之間附加中間層(沒有明確地圖示說明)。

在一個示例實施方式中，凸肋116可以是僅在表面涂層232中微加工的激光器。作為一個示例，表面涂層232可具有厚度T。通過從表面涂層232的厚度T的一部分移除(例如，蒸發(fā)、壓裂和/或剝落)目標(biāo)材料，激光器202可用來微加工(例如，形成)表面涂層232中的凹槽122，以形成脊部120。在一個示例中，工件220可包括多個表面涂層232(沒有明確地圖示說明)。在一個示例實施方式中，凸肋116可在多個表面涂層232中最外面的一個涂層中加工。

因此，系統(tǒng)200可用來以非常高的處理速度在工件220的表面214中(例如表面涂層232中)形成非常精細的微觀結(jié)構(gòu)(例如，凸肋116)。例如，系統(tǒng)200可利用一個或多個激光器202，從而通過在工件220的表面中激光加工或激光雕刻凸肋116來制備流體流動表面106，以便減小流體流動表面106上的阻力，例如，當(dāng)交通工具100以高速行駛時。多個激光器202(例如，激光器216的陣列)的使用可允許非?？焖俚刂苽浞浅４蟮谋砻娴貐^(qū)。例如，激光器216的陣列可在整個飛行器102的外表面的適當(dāng)部分上形成凸肋116。

參考圖12，并且參考圖8和圖9，公開了方法300的一個示例。方法300是用于利用系統(tǒng)200來制備流體流動表面106的所公開的方法的一個示例實施方式。在不偏離本公開的范圍的情況下，可對方法300作出修改、添加或省略。方法300可包括更多、更少或其它的步驟。另外，可以任何合適的次序執(zhí)行步驟。

如在方框302處所示，方法300可包括產(chǎn)生激光束218的步驟。如在方框304所示，激光束218被定位，從而在工件220的表面214中完全地加工凹槽122，并且形成脊部120的側(cè)面中面對的側(cè)面124中的兩個。如在方框306所示，激光束218被移動跨過表面214。如在方框308所示，通過借助激光束218從表面214移除材料，凸肋116在表面214中被加工。

參考圖13，并且參考圖8和圖10，公開了方法400的一個示例。方法400是用于利用系統(tǒng)200來制備流體流動表面106的所公開的方法的一個示例實施方式。在不偏離本公開的范圍的情況下，可對方法400作出修改、添加或省略。方法400可包括更多、更少或其它的步驟。另外，可以任何合適的次序執(zhí)行步驟。

如在方框402處所示，方法400可包括產(chǎn)生激光束218的步驟。如在方框404所示，激光束218被定位，從而在工件220的表面214中部分地加工凹槽122，并且形成脊部120的側(cè)面中面對的側(cè)面124中的一個。如在方框406所示，激光束218隨后被重新定位，從而在工件220的表面214中完全地加工凹槽122，并且形成脊部120的側(cè)面中面對的側(cè)面124中的另一個。如在方框408所示，激光束218被移動跨過表面214。如在方框410所示，通過借助激光束218從表面214移除材料，凸肋116在表面214中被加工。

參考圖13，并且參考圖8和圖11，公開了方法500的一個示例。方法500是用于利用系統(tǒng)200來制備流體流動表面106的所公開的方法的一個示例實施方式。在不偏離本公開的范圍的情況下，可對方法500作出修改、添加或省略。方法500可包括更多、更少或其它的步驟。另外，可以任何合適的次序執(zhí)行步驟。

如在方框502處所示，方法500可包括產(chǎn)生兩個激光束218的步驟。如在方框504所示，激光束218被定位，從而在工件220的表面214中完全地加工凹槽122，并且形成脊部120的側(cè)面中面對的側(cè)面124中的兩個。如在方框506所示，激光束218被移動跨過表面214。如在方框508所示，通過借助激光束218從表面214移除材料，凸肋116在表面214中被加工。

參考圖14，并且參考圖8-圖11，公開了方法600的一個示例。方法600是用于利用系統(tǒng)200來制備流體流動表面106的所公開的方法的一個示例實施方式。在不偏離本公開的范圍的情況下，可對方法600作出修改、添加或省略。方法600可包括更多、更少或其它的步驟。另外，可以任何合適的次序執(zhí)行步驟。

如在方框602所示，方法600可包括產(chǎn)生多個激光束218的步驟，例如，通過激光器216的陣列或者通過將一個激光束分成多個子光束。如在方框504所示，激光束218被定位，從而在工件220的表面214中加工凹槽122，并且形成脊部120的側(cè)面中面對的側(cè)面124中的兩個。作為一個示例，多個激光束218中的每一個可完全地加工凹槽122，例如，如方法300中并且參考圖12所述。作為一個示例，多個激光束218中的每一個可部分地加工凹槽122，然后隨后完全地加工凹槽122，例如，如方法400中并且參考圖13所述。作為一個示例，多個激光束218中的幾對激光束可完全地加工凹槽122，例如，如方法500中并且參考圖13所述。如在方框606所示，激光束218被移動跨過表面214。如在方框608所示，通過借助激光束218從表面214移除材料，多個凸肋116在表面214中被加工。

在所公開的方法的一個示例實施方式中，在流體流動表面106的制備和凸肋116的形成期間，當(dāng)激光器202(或激光器216的陣列)被移動跨過工件220的表面214時，激光器202(例如，激光器202的頭部)和表面214(沒有明確地圖示說明)之間的距離被保持為不變的距離，從而確保表面214上的激光束218的焦點保持一致?？尚枰_保激光束218的一致和不變的光點212，用于處理凸肋116的彎曲的輪廓表面。

在所公開的方法的一個示例實施方式中，該方法也可包括在凸肋116的形成之后后處理流體流動表面106的步驟。作為示例，后處理步驟可包括拋光、抽真空、清洗中的一個或多個，或者以其它方式從流體流動表面106移除碎片。

可在如圖16中所示的飛行器制造和服務(wù)方法1100以及如圖17中所示的飛行器1200的背景下描述本文所公開的在流體流動表面106上形成的凸肋116、用于借助凸肋116制備流體流動表面106的系統(tǒng)200以及用于借助凸肋116制備流體流動表面106的方法300的示例。飛行器1200可以是圖1中圖示說明的交通工具100的一個示例(例如，飛行器102)。

在預(yù)生產(chǎn)期間，說明性方法1100可包括如在方框1102處所示的飛行器1200的規(guī)格和設(shè)計以及如在方框1104處所示的材料采購，所述規(guī)格和設(shè)計可包括凸肋116的設(shè)計(例如，幾何形狀和/或放置的優(yōu)化)。在生產(chǎn)期間，如在方框1106處所示的部件和子組件制造以及如在方框1108處所示的飛行器1200的系統(tǒng)集成可發(fā)生。如本文所描述的流體流動表面106上的凸肋116和關(guān)于凸肋116的形成過程可實現(xiàn)為生產(chǎn)、部件和子組件制造步驟的一部分(方框1106)和/或系統(tǒng)集成(方框1108)的一部分。隨后，飛行器1200可經(jīng)歷如方框1110所示的認(rèn)證和交付，從而如在方框1112所示投入使用。當(dāng)在使用時，飛行器1200可按計劃進行日常維護和服務(wù)，如在方框1114處所示。日常維護和服務(wù)可包括飛行器1200的一個或多個系統(tǒng)的修改、重新配置、翻新等。凸肋116也可形成為日常維護和服務(wù)(方框1114)的一部分。

通過系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如，客戶)可執(zhí)行或?qū)嵤┱f明性方法1100的過程中的每一個。為了本說明書的目的，系統(tǒng)集成商可包括但不限于任何數(shù)量的飛行器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可包括但不限于任何數(shù)量的銷售商、分包商和供應(yīng)商；并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務(wù)組織等。

如圖17所示，通過說明性方法1100生產(chǎn)的飛行器1200可包括如關(guān)于圖1和圖2所描述的具有流體流動表面106的飛行器機體1202，以及多個高級別系統(tǒng)1204和內(nèi)部1206。高級別系統(tǒng)1204的示例包括推進系統(tǒng)1208、電氣系統(tǒng)1210、液壓系統(tǒng)1212和環(huán)境系統(tǒng)1214中的一個或多個?？砂ㄈ魏螖?shù)量的其它系統(tǒng)。雖然示出航空航天示例，但是本文公開的原理可應(yīng)用到其它行業(yè)，諸如汽車產(chǎn)業(yè)、海洋產(chǎn)業(yè)等。

在制造和服務(wù)方法1100的階段中的任何一個或多個期間，可采用本文示出和描述的系統(tǒng)、裝置和方法。例如，對應(yīng)于部件和子組件制造(方框1106)的部件或子組件可以類似于當(dāng)飛行器1200投入使用時(方框1112)生產(chǎn)部件或子組件的方式進行制作或制造。另外，在生產(chǎn)階段期間(方框1108和1110)，通過在流體流動表面106上形成凸肋116以減小阻力，可利用系統(tǒng)、裝置和方法或它們的組合一個或多個示例，例如，以大大地加速飛行器1200的裝配或減小飛行器1200的成本。類似地，例如但不是限制的，當(dāng)飛行器1200投入使用時(方框1112)以及在維護和服務(wù)階段期間(方框1114)，可利用系統(tǒng)、裝置和方法或它們的組合的一個或多個示例。

此外，本公開包括根據(jù)下列條款的實施例：

條款1.一種用于制備流體流動表面的方法，所述方法包括：

產(chǎn)生激光束；

移動所述激光束跨過工件的表面；以及

通過從所述表面移除材料，加工所述表面中的凸肋。

條款2.根據(jù)條款1所述的方法，其中所述凸肋包括：

一對脊部，其中所述一對脊部近似平行，并且所述一對脊部中的每一個包括相對的側(cè)面；以及

凹槽，其在所述側(cè)面中面對的側(cè)面之間形成，并且分離所述脊部。

條款3.根據(jù)條款2所述的方法，還包括：

定位所述激光束，從而部分地加工所述表面中的所述凹槽，并且形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的一個。

條款4.根據(jù)條款3所述的方法，還包括：

隨后重新定位所述激光束，從而完全地加工所述表面中的所述凹槽，并且形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的另一個。

條款5.根據(jù)條款2所述的方法，還包括：

定位所述激光束，從而完全地加工所述表面中的所述凹槽，并且形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的兩個。

條款6.根據(jù)條款2所述的方法，還包括：

產(chǎn)生兩個激光束；

同時定位所述激光束，從而完全地加工所述表面中的所述凹槽，并且形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的兩個；以及

移動所述激光束跨過所述工件的所述表面。

條款7.根據(jù)條款2所述的方法，還包括：

產(chǎn)生多個激光束；

移動所述激光束跨過所述表面；以及

加工所述平面中的多個近似平行的凸肋。

條款8.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述激光器加工具有近似倒梯形的橫截面形狀的所述凹槽，從而形成具有近似三角形的橫截面形狀的所述脊部中的每一個。

條款9.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述激光器加工具有近似倒三角形的橫截面形狀的所述凹槽，從而形成具有近似三角形的橫截面形狀的所述脊部中的每一個。

條款10.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述激光器加工具有近似U形的橫截面形狀的所述凹槽，從而形成具有近似三角形的橫截面形狀的所述脊部中的每一個，其中所述側(cè)面具有彎曲形狀。

條款11.根據(jù)條款2所述的方法，其中所述激光器加工具有近似矩形的橫截面形狀的所述凹槽，從而形成具有近似矩形的橫截面形狀的所述脊部中的每一個。

條款12.根據(jù)條款1所述的方法，其中所述工件包括：

結(jié)構(gòu)層；以及

表面涂層，其被施加到所述結(jié)構(gòu)層，

其中所述凸肋在所述表面涂層中被加工。

條款13.根據(jù)條款1所述的方法，其中：

所述工件是交通工具的一部分，

所述表面是所述交通工具的外表面，所述流體在所述外表面上方流動，并且

所述交通工具是空中交通工具、陸上交通工具和海上交通工具中的一個。

條款14.一種用于制備流體流動表面的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

激光器，其產(chǎn)生激光束，其中：

所述激光束可移動跨過工件的表面，從而加工所述表面中的凸肋，以及

所述凸肋被配置成減小在所述表面上方流動的流體的阻力，并且

所述凸肋包括：

一對脊部，其中所述一對脊部彼此近似平行，并且所述一對脊部中的每一個包括相對的側(cè)面；以及

凹槽，其在所述側(cè)面中面對的側(cè)面之間形成，并且分離所述脊部。

條款15.根據(jù)條款14所述的系統(tǒng)，其中所述激光束被定位以部分地加工所述表面中的所述凹槽，以及形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的一個，并且隨后被重新定位以完全地加工所述表面中的所述凹槽，以及形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的另一個。

條款16.根據(jù)條款14所述的系統(tǒng)，其中所述激光束被定位，從而完全地加工所述表面中的所述凹槽，并且形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的兩個。

條款17.根據(jù)條款14所述的系統(tǒng)，其中：

所述激光器產(chǎn)生兩個激光束，

所述激光束被同時定位，從而完全地加工所述表面中的所述凹槽，并且形成所述側(cè)面中所述面對的側(cè)面中的兩個；并且

所述激光束可移動跨過所述表面，從而加工所述表面中的所述凸肋。

條款18.根據(jù)條款14所述的系統(tǒng)，其還包括：

激光器的陣列，其產(chǎn)生多個激光束，其中所述多個激光束可移動跨過所述表面，從而加工所述表面中的多個近似平行的凸肋。

條款19.一種具有提高的流體流動性能的裝置，所述裝置包括：

結(jié)構(gòu)層；

施加到所述結(jié)構(gòu)層的至少一個表面涂層，所述表面涂層限定所述裝置的流體流動表面；以及

在所述表面涂層中形成的多個近似平行的凸肋，其中所述凸肋中的每一個包括：

一對近似平行的脊部；以及

分離所述脊部的凹槽。

條款20.根據(jù)條款19所述的裝置，其中：

所述凹槽具有近似倒梯形的橫截面形狀、近似倒三角形的橫截面形狀、近似U形的橫截面形狀或近似矩形的橫截面形狀中的一個，并且

所述脊部中的每一個具有近似三角形的橫截面形狀或近似矩形的橫截面形狀中的一個。

雖然已經(jīng)示出和描述所公開的系統(tǒng)、裝置和方法的實施例和實施方式的各種示例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書后可做出修改。本申請包括僅由權(quán)利要求的范圍限定的修改。