操作層流控制門的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了操作層流控制系統(tǒng)門的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法提高了操作的可靠性和可維護(hù)性。一個(gè)所述示例設(shè)備包括飛機(jī)的尾翼、位于尾翼的第一側(cè)上的門組件，該門組件具有限定第一開(kāi)口的第一門和限定第二開(kāi)口的第二門。該示例設(shè)備還包括接近尾翼的前緣的多孔表面和配置在飛機(jī)內(nèi)的致動(dòng)器。所述致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)將門聯(lián)接到致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)件。聯(lián)動(dòng)件以第一打開(kāi)模式和第二卡的模式操作門，第一打開(kāi)模式中第一開(kāi)口面向第一方向以在多孔表面和第一開(kāi)口之間形成抽吸氣流路徑，并且第二打開(kāi)模式中第二開(kāi)口面向第二方向以在第二開(kāi)口和多孔表面之間形成凈化氣流路徑。
【專利說(shuō)明】操作層流控制門的設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利大體涉及飛機(jī)，并且更具體地，涉及操作層流控制門的設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]水平的和豎直的穩(wěn)定器或尾翼可用于飛機(jī)以提供方向穩(wěn)定性和控制。典型地，這些穩(wěn)定器被放置在飛機(jī)的尾部部分(如，尾部組件)內(nèi)。這些部件以及機(jī)身外部上的其他結(jié)構(gòu)的幾何形狀和特征對(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)特性(包括阻力系數(shù)和湍流)會(huì)具有重大影響。這些特征也能夠影響燃料經(jīng)濟(jì)性和二氧化碳((?)排放。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種所述示例設(shè)備包括飛機(jī)的尾翼、位于尾翼的第一側(cè)上具有限定第一開(kāi)口的第一門和限定第二開(kāi)口的第二門的門組件。該示例設(shè)備也包括接近尾翼前緣的多孔表面和布置在飛機(jī)內(nèi)的致動(dòng)器。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)將門聯(lián)接到致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)件。聯(lián)動(dòng)件用來(lái)以第一打開(kāi)模式和第二打開(kāi)模式操作門，其中，第一打開(kāi)模式中第一開(kāi)口面向第一方向以在多孔表面和第一開(kāi)口之間形成抽吸氣流路徑，第二打開(kāi)模式中第二開(kāi)口面向第二方向以在第二開(kāi)口和多孔表面之間形成凈化氣流路徑。
[0004]另一種所述示例設(shè)備包括布置在機(jī)身外側(cè)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)、限定開(kāi)口且接近所述結(jié)構(gòu)前緣的多孔表面以及所述結(jié)構(gòu)上的多個(gè)門。每個(gè)門組件將具有多個(gè)門并具有第一打開(kāi)模式以便至少一個(gè)門具有面向基本朝向飛機(jī)后方的方向的相應(yīng)第一開(kāi)口，并且每個(gè)門組件具有第二打開(kāi)模式以便打開(kāi)至少一個(gè)門以具有面向基本朝向飛機(jī)前方的方向的相應(yīng)第二開(kāi)口。示例設(shè)備還包括布置在飛機(jī)中并可操作地聯(lián)接到聯(lián)動(dòng)件的致動(dòng)器。聯(lián)動(dòng)件被聯(lián)接到門組件且致動(dòng)器將經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件控制所述門以打開(kāi)所述門到第一和第二模式。第一模式限定在多孔表面與第一開(kāi)口之間的抽吸氣流路徑。第二模式限定在第二開(kāi)口和多孔表面之間的凈化氣流路徑。
[0005]一種所述示例方法包括確定飛機(jī)的操作狀況。該飛機(jī)具有在飛機(jī)的外側(cè)結(jié)構(gòu)上的門組件。如果操作狀況與第一狀況相對(duì)應(yīng)，則飛機(jī)中的致動(dòng)器經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件以第一模式操作門組件。第一模式限定處于第一方向的第一開(kāi)口以限定凈化氣流路徑來(lái)自第一開(kāi)口并通過(guò)多孔表面以凈化多孔表面。如果操作狀況與第二狀況相對(duì)應(yīng)，則致動(dòng)器經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件以第二模式操作門組件。第二模式限定處于第二方向的第二開(kāi)口以限定從多孔表面至第二開(kāi)口的抽吸氣流路徑。
[0006]本發(fā)明可被描述為一種設(shè)備，該設(shè)備包括:飛機(jī)的尾翼；位于尾翼的第一側(cè)上具有限定第一開(kāi)口的第一門和限定第二開(kāi)口的第二門的門組件；接近尾翼的前緣的多孔表面；以及布置在飛機(jī)中的致動(dòng)器，其中致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)將門聯(lián)接到致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)件，所述聯(lián)動(dòng)件以第一打開(kāi)模式和第二打開(kāi)模式操作第一門，其中，第一打開(kāi)模式中第一開(kāi)口面向第一方向以在多孔表面和第一開(kāi)口之間形成抽吸氣流路徑，第二打開(kāi)模式中第二開(kāi)口面向第二方向以在第二開(kāi)口和多孔表面形成凈化氣流路徑。致動(dòng)器可包括手動(dòng)曲柄、螺線圈或伺服器中的一者。該設(shè)備也可包括在尾翼中的相機(jī)以監(jiān)測(cè)門的操作。該設(shè)備也可包括在尾翼的第二側(cè)上的第二門組件，該第二門組件具有限定第三開(kāi)口的第三門和限定第四開(kāi)口的第四門，該第二門組件可操作地聯(lián)接到聯(lián)動(dòng)件。第一和第二門組件可以被致動(dòng)器同時(shí)操作。所述聯(lián)動(dòng)件可以包括齒條和小齒輪。該設(shè)備也可以包括在多孔表面和尾翼中接近前緣的輔助梁的前表面中的一個(gè)或更多個(gè)上的納米涂層。該門可以包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明可以包含一種設(shè)備，其包括:飛機(jī)的外側(cè)結(jié)構(gòu)；限定開(kāi)口且接近所述結(jié)構(gòu)的前緣的多孔表面；在所述結(jié)構(gòu)上的多個(gè)門組件，每個(gè)所述門組件具有多個(gè)門，并且具有第一打開(kāi)模式以打開(kāi)至少一個(gè)門從而具有面向基本指向飛機(jī)的后方的方向的相應(yīng)第一開(kāi)口，并且每個(gè)門組件具有第二打開(kāi)模式以打開(kāi)至少一個(gè)門從而具有面向基本指向飛機(jī)的前方的方向的相應(yīng)第二開(kāi)口 ；以及布置在飛機(jī)中并可操作地聯(lián)接到聯(lián)動(dòng)件的致動(dòng)器，其中，聯(lián)動(dòng)件被聯(lián)接到門組件和致動(dòng)器以便經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件控制門從而將門打開(kāi)成第一和第二模式，第一模式限定在多孔表面和第一開(kāi)口之間的抽吸氣流路徑，并且第二模式限定在第二開(kāi)口和多孔表面之間的凈化氣流路徑。致動(dòng)器可以被布置在飛機(jī)的機(jī)身中。致動(dòng)器可以包括手動(dòng)曲柄、螺線圈或者伺服器中的一者。該結(jié)構(gòu)可以包括水平穩(wěn)定器、豎直尾翼、機(jī)翼、機(jī)翼支柱或者發(fā)動(dòng)機(jī)支架中的至少一者。該設(shè)備也可以包括在該結(jié)構(gòu)中的相機(jī)以監(jiān)測(cè)門的操作。可以通過(guò)致動(dòng)器同時(shí)操作門。
[0008]本發(fā)明能夠包含一種方法，其可以包括:確定飛機(jī)的操作狀況，該飛機(jī)具有在飛機(jī)的外側(cè)結(jié)構(gòu)上的門組件；如果操作狀況與第一狀況相對(duì)應(yīng)，則導(dǎo)致飛機(jī)中的致動(dòng)器經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件以第一模式操作門組件，第一模式限定處于第一方向的第一開(kāi)口以限定凈化氣流路徑來(lái)自第一開(kāi)口并通過(guò)多孔表面以凈化多孔表面；以及如果操作狀況與第二狀況相對(duì)應(yīng)，則導(dǎo)致致動(dòng)器經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件以第二模式操作門組件，第二模式限定處于第二方向的第二開(kāi)口以限定從多孔表面至第二開(kāi)口的抽吸氣流路徑。門組件被打開(kāi)的度數(shù)在第一或第二模式會(huì)是不同的。飛機(jī)也可包括被聯(lián)動(dòng)件同時(shí)致動(dòng)的第二門組件。第一狀況可以包括飛機(jī)起飛并且第二狀況可以包括飛機(jī)巡航。該方法可以包括經(jīng)由在飛機(jī)的外側(cè)結(jié)構(gòu)中的相機(jī)監(jiān)視門組件的操作。該方法可以包括如果操作狀況與第三狀況相對(duì)應(yīng)則保持門組件關(guān)閉。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1示出了一種示例飛機(jī)，其中這里公開(kāi)的示例可以在該飛機(jī)上被實(shí)施。
[0010]圖2是示例層流控制系統(tǒng)的橫剖視圖。
[0011]圖3是根據(jù)本公開(kāi)教導(dǎo)的另一個(gè)示例層流控制系統(tǒng)的橫剖視圖。
[0012]圖4描述了飛機(jī)的示例聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。
[0013]圖5八是具有線性致動(dòng)器和螺線圈的飛機(jī)的替代性聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的橫截面俯視圖。
[0014]圖58是圖5八所不聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的橫截面正視圖。
[0015]圖50是圖5八所不聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的另一個(gè)橫截面正視圖。
[0016]圖50、圖52和圖5？描述了圖5八、圖58和圖50所示聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)500的軸。
[0017]圖6和圖7描述了圖3所示示例層流控制系統(tǒng)的橫截面圖。
[0018]圖8八是飛機(jī)的門組件的放大圖。
[0019]圖88是圖8八所示門組件的橫截面圖。
[0020]圖8(:描述了圖8八和圖88所示門組件在自由狀態(tài)的俯視圖。
[0021]圖9是圖3所示豎直尾翼的直紋表面的孔眼的放大圖。
[0022]圖10是豎直尾翼和圖3中示例層流控制系統(tǒng)的背整流罩的視圖。
[0023]只要可能，所有的圖和相應(yīng)的書(shū)面描述中將使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或類似的零件。如本公開(kāi)所用，表述任意零件(如:層、膜、區(qū)域或板)以任意方式被定位在(如:被定位在、放置在、布置在或形成在等等)另一個(gè)零件上，意味著所涉及零件與另一個(gè)零件接觸，或者所涉及零件位于另一個(gè)零件之上且其間放置有一個(gè)或更多個(gè)中間零件。表述任意零件與另一零件接觸意味著兩個(gè)零件間沒(méi)有中間零件。

【具體實(shí)施方式】
[0024]這里描述了用于提高飛機(jī)層流控制系統(tǒng)的可靠性和適用性并降低復(fù)雜性和湍流的設(shè)備。尾翼的層流控制系統(tǒng)通常使用吸力將湍流空氣從進(jìn)氣口吸入管道以便導(dǎo)致空氣運(yùn)動(dòng)通過(guò)出口以減少臨近尾翼的空氣的湍流，這進(jìn)而降低飛機(jī)的總阻力系數(shù)。阻力系數(shù)的降低能夠提高飛機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性，以及因此減少燃料成本和二氧化碳((?)排放。許多已知層流控制系統(tǒng)使用渦輪機(jī)械或者壓縮機(jī)通過(guò)進(jìn)氣口吸入湍流空氣。與此相反，被動(dòng)系統(tǒng)利用進(jìn)氣口和出氣口之間的壓差驅(qū)動(dòng)空氣流。一些被動(dòng)系統(tǒng)使用沿第一方向打開(kāi)的門以便接合在多孔入口和門之間的氣流吸入。此外，門可以沿另一方向打開(kāi)以便通過(guò)接合在門和多孔表面之間的流動(dòng)路徑來(lái)凈化進(jìn)氣口?？梢越?jīng)由尾翼內(nèi)的伺服器致動(dòng)門，但是伺服器的組裝和維護(hù)是復(fù)雜和昂貴的。另外，為了防止腐蝕和維護(hù)系統(tǒng)性能，進(jìn)氣口孔眼會(huì)需要額外的維護(hù)。
[0025]根據(jù)本公開(kāi)教導(dǎo)，示例層流控制系統(tǒng)可以實(shí)施門組件，該門組件可以位于尾翼內(nèi)并從飛機(jī)的機(jī)身內(nèi)被致動(dòng)。尾翼的前緣可以包含孔眼，所述孔眼允許空氣進(jìn)入尾翼。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)件打開(kāi)門組件成為第一和第二打開(kāi)模式。以第一打開(kāi)模式打開(kāi)的門組件允許空氣經(jīng)由抽吸氣流路徑流入孔眼并流到門組件。另外，以第二打開(kāi)模式打開(kāi)的門組件允許空氣從門組件流動(dòng)并流出多孔表面以凈化具有雜質(zhì)或液體的多孔表面。門組件可以通過(guò)伺服器或手動(dòng)曲柄被致動(dòng)。在一些示例中，致動(dòng)器和門組件之間的聯(lián)動(dòng)件可以包括聯(lián)接到控制桿的軸。替代性地，聯(lián)動(dòng)件可以包括齒條和小齒輪。在另一些示例中，納米涂層可以被應(yīng)用于多孔表面和/或接近多孔表面的輔助梁的前表面，以便進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的抗腐蝕性并提高整體可靠性。納米涂層也可以阻止物質(zhì)堵塞在孔眼中。另外或替代性地，前緣上可以增設(shè)腹凸以基本消除空氣流的瑞流，并建立能夠由其形成層流的附接線(￡11:1:21(3111116111: 11=6)。在一些示例中，可以使用相機(jī)監(jiān)測(cè)或播報(bào)門組件的操作。
[0026]示例設(shè)備消除了在尾翼中放置多個(gè)伺服器的需要(即，降低了與伺服器有關(guān)的成本、零件數(shù)量和重量)，這減少了為維護(hù)或維修伺服器而通達(dá)到尾翼的必要性，其中所述維護(hù)或維修通常需要移除大量的緊固件(如，66)來(lái)獲得通路。相反，示例設(shè)備僅需要單個(gè)致動(dòng)器(如，伺服器或手動(dòng)曲柄)被安裝在機(jī)身中以便經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件操作門。代替尾翼而是在機(jī)身中放置單個(gè)伺服器，提高了可維修性并降低了整體設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，因?yàn)榉胖迷谖惨韮?nèi)需要安裝部件和配線被排布到尾翼內(nèi)。機(jī)身中放置伺服器所導(dǎo)致的零件的減少還有助于提高可制造性，因?yàn)橛捎诟子谕ㄟ_(dá)伺服器，所以需要更少的裝配時(shí)間和努力。因?yàn)椴恍枰厥獾奶葑觼?lái)通達(dá)到機(jī)身中的伺服器，所以提高了用于制造和維修的可通達(dá)性。
[0027]示例層流控制系統(tǒng)還可促使湍流減少。示例設(shè)備允許多孔進(jìn)口區(qū)域的增加和腹凸的附加。另外，上述納米涂層可以阻止物質(zhì)堵塞在孔眼中以進(jìn)一步促使湍流減少。
[0028]示例設(shè)備還允許一些包括冊(cè)耦合器等的高頻無(wú)線電(“冊(cè)”)器械，其被放置在機(jī)身中且遠(yuǎn)離尾翼，這進(jìn)一步通過(guò)使用較短的反饋線路來(lái)提高冊(cè)系統(tǒng)的性能，并導(dǎo)致飛機(jī)重量的降低。另外，機(jī)身中放置冊(cè)器械改進(jìn)了可制造性和用于維修或維護(hù)的通路。
[0029]圖1圖示出了具有尾翼102和機(jī)翼104的示例飛機(jī)100，這里描述的示例可以被應(yīng)用其中。豎直尾翼106具有前緣108和后緣110，并鄰近背整流罩112。這里描述的層流控制系統(tǒng)可以降低飛行期間遇到的氣動(dòng)阻力，并可以被應(yīng)用于尾翼102、機(jī)翼104和/或機(jī)身114的任何其他外部或外側(cè)結(jié)構(gòu)(如，水平穩(wěn)定器、機(jī)翼支柱、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、前翼穩(wěn)定器等等)中的任意。前緣108和飛機(jī)100的其他表面可能遇到湍流空氣流。增加的湍流導(dǎo)致飛機(jī)100的更高的阻力系數(shù)，因此，消極地影響飛機(jī)100的整體燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0030]圖2是飛機(jī)201的示例層流控制系統(tǒng)200的橫剖視圖。豎直尾翼204包含限定豎直尾翼204的前緣208的直紋表面206。直紋表面206包含允許空氣進(jìn)入的孔眼?？諝饬鲃?dòng)通過(guò)直紋表面206上的孔眼進(jìn)入管道210內(nèi)，該管道通向被安裝在豎直尾翼204的相反側(cè)上的一對(duì)門組件212。門組件212可以是已知的門系統(tǒng)，例如這里整體被引用以供參考的美國(guó)專利如.8，245，976所描述的系統(tǒng)。這個(gè)門系統(tǒng)包括用于形成第二門中的風(fēng)帽的一部分的第一門，其中第一門和第二門沿相反方向打開(kāi)。管道210穿過(guò)輔助梁214的開(kāi)口 213。門組件212以第一種模式操作，其中，其開(kāi)口面向基本朝向飛機(jī)201后方的方向，以便在直紋表面206中的孔眼和門組件212之間形成吸入氣流，從而減少飛機(jī)201遇到的湍流。門組件212在豎直尾翼204中的位置將直紋表面206上的多孔區(qū)域限制到接縫215。第一模式(如，抽吸模式)減少了豎直尾翼204處的空氣湍流并允許層流從豎直尾翼204的前緣部分發(fā)生，該模式可能發(fā)生在飛機(jī)201巡航期間或者任何其他合適的場(chǎng)合。此外，門組件212還可以第二種模式操作，在該模式中門的開(kāi)口面向基本指向飛機(jī)201的前方的方向，以便從孔眼凈化/清除液體和其他雜質(zhì)(例如凈化模式孔眼的這種凈化可以發(fā)生在飛機(jī)起飛期間或任何其他合適場(chǎng)合。
[0031]門組件212由各自的伺服器216致動(dòng)成第一和第二模式。相應(yīng)地，必要的配線需要被布線到伺服器216。在該示例中，每個(gè)門組件212由各自的伺服器216操作。因此，該配置需要兩個(gè)伺服器216。安裝托架218也用于安裝門組件212和伺服器216。安裝托架218相當(dāng)復(fù)雜，并且需要大量緊固件(如:66)來(lái)對(duì)齊必要的部件以便致動(dòng)門組件212。此夕卜，伺服器216的維護(hù)和維修可能是時(shí)間密集型的且是費(fèi)力，這是由于固定豎直尾翼204的面板所需的大量緊固件以及到達(dá)豎直尾翼204的有限通路(如，通達(dá)豎直尾翼204需要特殊的梯子)的原因。伺服器216也需要被布線到豎直尾翼204內(nèi)的纜線。
[0032]背整流罩220與豎直尾翼204由收尾肋222隔開(kāi)。背整流罩220容納高頻天線224和高頻耦合器226。在該示例中，至高頻耦合器226的電纜穿透飛機(jī)201的基本密封的機(jī)身228并穿過(guò)豎直尾翼204以連接到高頻耦合器226。取代背整流罩220將門組件212定位在豎直尾翼204中需要管道210重新定向在直紋表面206中的孔眼和門組件212之間的空氣流。
[0033]圖3是根據(jù)本公開(kāi)教導(dǎo)的示例層流控制系統(tǒng)的橫剖視圖。在該示例中，門組件212被連接到聯(lián)動(dòng)件302，聯(lián)動(dòng)件302將門組件212聯(lián)接到飛機(jī)303的機(jī)身304中的致動(dòng)器(未表示)。盡管圖中顯示門組件212位于背整流罩305上，不過(guò)門組件212還可以被放置在任何合適的尾翼、機(jī)翼或結(jié)構(gòu)中。與層流控制系統(tǒng)200相似，(可能不存在的)收尾肋306將背整流罩305和豎直尾翼310分隔開(kāi)。輔助梁312為具有孔眼的直紋表面314提供結(jié)構(gòu)支撐。在該示例中，收尾肋306包含開(kāi)口以允許在直紋表面314中的孔眼和門組件212之間的空氣流動(dòng)。此外，取代接縫214(如圖2所示)，孔眼區(qū)域可延伸到收尾肋306，因此比層流控制系統(tǒng)200允許更大的孔眼表面面積，這可能導(dǎo)致氣動(dòng)阻力減小。另外，由于門組件212的放置(即，空氣流不再必須被重新定向)，所以示例層流控制系統(tǒng)300不需要管道210或輔助梁312的開(kāi)口 213(如圖2所示^門組件212可以由鋁合金、塑料、玻璃纖維和/或任何其他合適的材料制成。利用玻璃纖維門組件212取代金屬可能導(dǎo)致提高高頻(“冊(cè)”)天線315的射頻性能。背整流器305也可以包括接近機(jī)身304的泄水孔316以允許濕氣排出到飛機(jī)303的外部。盡管門組件212以示例的形式給出，不過(guò)也可以替代地使用下面描述的與圖8八、圖88和圖8(:有關(guān)的雙對(duì)置開(kāi)口門。層流控制系統(tǒng)300的孔眼也可以被定位在飛機(jī)303的任何合適位置。
[0034]示例層流控制系統(tǒng)300還可包含相機(jī)318以便監(jiān)視門組件212的操作。相機(jī)318可以是任意合適類型的相機(jī)(如，無(wú)線、有線、電池驅(qū)動(dòng)等等)并且使用任何合適的界面來(lái)播報(bào)視頻信號(hào)，包括802.11、以太網(wǎng)、藍(lán)牙等等。工作人員可以用相機(jī)318監(jiān)視門的操作(如，驗(yàn)證門組件212的正確操作和致動(dòng))，或者相機(jī)318作為飛行中娛樂(lè)系統(tǒng)的一部分，其中旅客可以了解關(guān)于飛機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性、層流等的話題以及門組件212的一般性操作。
[0035]圖4描述了飛機(jī)401的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)400。在本示例中，齒條和小齒輪402操作位于背整流罩406中的門組件404。門組件404可配置于飛機(jī)401任何合適的尾翼、機(jī)翼或結(jié)構(gòu)中。箭頭408指向飛機(jī)401的前方。軸410將機(jī)身414中的致動(dòng)器412聯(lián)接到齒條和小齒輪402。軸410沿第一方向的旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從致動(dòng)器412傳遞到齒條和小齒輪402，從而導(dǎo)致被聯(lián)接到門組件404的排氣門419的每個(gè)齒條416繞鉸接線420旋轉(zhuǎn)排氣門419至吸氣位置421(如，虛線表示的位置421的具有30。開(kāi)口的抽吸模式或者任何其他合適的位置)，并且在前緣314中的多孔表面和排氣門419之間產(chǎn)生氣流路徑。
[0036](可以被附接到收尾肋306或與其成為一個(gè)整體的)固定架423保持齒條416在沿其縱向軸線的水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且也可以包含軸承422以便可旋轉(zhuǎn)地固定齒條和小齒輪402的小齒輪424。替代性地，軸承422可以位于小齒輪424中并通過(guò)緊固件、銷或者任意其他合適的聯(lián)軸器聯(lián)接到固定架423。
[0037]為了將門組件404的凈化門426放置在凈化位置428，螺線圈430可沿軸410的軸向移動(dòng)從而導(dǎo)致控制桿432移位，從而使凈化門426沿鉸接線420旋轉(zhuǎn)至凈化位置428 (如，虛線表示的位置428的具有45。開(kāi)口的凈化模式或任何其他合適的位置螺線圈430的移位可受止動(dòng)件434限制。替代性地，齒條和小齒輪402可配置為操作門組件404的兩個(gè)門419、426，或者螺線圈430可操作門組件404的排氣門419，并且齒條和小齒輪402可操作門組件404的凈化門426?？梢允褂谬X條和小齒輪402和螺線圈430的任意組合。齒條和小齒輪402可以包括聚二醚酮(“”)、金屬、其他聚合物或任何其他合適的材料。使用聚二醚酮的齒條和小齒輪來(lái)替代金屬可以提高高頻天線315的射頻性能。盡管示出了門組件404，不過(guò)也可以用門組件212取代并由齒條和小齒輪402和丨或螺線圈430操作。
[0038]如下面關(guān)于圖8八、圖88和圖80所述，門組件404的排氣門419和凈化門426可以被彈簧或其他偏置元件偏壓到缺省閉合位置。在該示例中，使用了門組件404。然而，也可使用門組件212代替。門組件404可以由鋁合金、塑料、玻璃纖維或任意其他適用材料制成。關(guān)于門組件404所描述的任何特征可應(yīng)用于門組件212。同樣，關(guān)于門組件212描述的任何特征可應(yīng)用于門組件404。
[0039]圖5八為具有軸(如，桿)502和軸504的飛機(jī)501的替代性聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)500的橫截面俯視圖，其中軸502可從圖58所示的線性致動(dòng)器512推出，軸504由圖50所示的推式螺線圈520移動(dòng)。箭頭506指出飛機(jī)501的前方。在該示例中，聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)500位于背整流罩503中。排氣門419和凈化門426被線性致動(dòng)器和推式螺線圈520經(jīng)由軸502和504并且被控制桿508移動(dòng)?？刂茥U508可以在接頭510處被聯(lián)接到排氣門419和凈化門426，該接頭510可以為球形接頭或轉(zhuǎn)動(dòng)接頭或任意其他類型的適用接頭。
[0040]圖58是圖5八所示聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)500的橫截面正視圖。在該示例中，軸502沿箭頭514指示的方向移動(dòng)。機(jī)身516中的推動(dòng)致動(dòng)器512移動(dòng)軸502，從而移動(dòng)控制桿508操作門組件404的排氣門419。推動(dòng)致動(dòng)器512可與軸502成為一體并穿過(guò)機(jī)身516中的開(kāi)口。
[0041]圖5(:是圖5八所示聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)500的另一個(gè)橫截面正視圖。推式螺線圈520移動(dòng)控制桿508以操作門組件404的凈化門426。如同推動(dòng)致動(dòng)器512，推式螺線圈520也可以具有軸504，該軸穿過(guò)機(jī)身516中的開(kāi)口。
[0042]圖50、圖52和圖5？描述了軸522，該軸可與圖5八、圖58和圖50所示的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)500的致動(dòng)器512和/或推式螺線圈520成為一體。軸522可具有開(kāi)口 524以容納控制桿螺栓526。當(dāng)軸522和/或致動(dòng)器512沿箭頭530指示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以開(kāi)鍵成與開(kāi)口524成90。的開(kāi)口 528可允許軸522和/或致動(dòng)器512與控制桿508分離。同樣，當(dāng)軸522和/或推式螺線圈520沿箭頭530指示的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，推式螺線圈520可與控制桿508分離。
[0043]圖6和圖7描述了圖3所示示例層流控制系統(tǒng)300的橫截面圖。圖6描述了安裝在機(jī)身304內(nèi)的單個(gè)伺服器602。與層流控制系統(tǒng)200需要兩個(gè)伺服器不同，操作層流系統(tǒng)300中的門組件212僅需要一個(gè)伺服器。聯(lián)動(dòng)件302將伺服器602的運(yùn)動(dòng)傳遞給門組件212。在一些示例中，伺服器602可能被鏈接至自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。飛行控制系統(tǒng)可以被編程以便自動(dòng)操作伺服器602，因此控制門組件212在起飛期間進(jìn)入凈化模式并在巡航期間進(jìn)入抽吸模式。因此，控制系統(tǒng)可通過(guò)傳感器、軟件和/或其他電子器件操作以便以合適的方式和相應(yīng)的角度操作門組件212。盡管，通過(guò)飛行控制系統(tǒng)，門組件212的操作可以是自動(dòng)的，不過(guò)相機(jī)318可用于查看門組件212。圖7描述了類似于圖6的視圖，但是示出了可用于使用者能夠手動(dòng)操作門組件212的手動(dòng)曲柄702。在該示例中，使用者可觀察經(jīng)由相機(jī)318的在觀察屏704上的門組件212的當(dāng)前狀態(tài)。手動(dòng)曲柄702可以以簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。盡管圖6和圖7示出了門組件212和聯(lián)動(dòng)件302，不過(guò)也可使用門組件404和/或聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)400、500代替。替代性地，手動(dòng)曲柄702可操作單組排氣門419而無(wú)凈化門426存在(圖4、圖5八、圖8八和圖88示出了門419和426)。
[0044]圖8八是飛機(jī)800的門組件404的放大圖。在該示例中，門組件404位于背整流罩802上。門組件404具有圖4相關(guān)描述的排氣門419和凈化門426，其繞支撐桿804鉸接。門419、426的旋轉(zhuǎn)由彈簧806偏壓，彈簧806可以為扭轉(zhuǎn)彈簧或任何其他適用類型的彈簧。排氣門419由控制桿808操作成吸氣位置。類似地，凈化門426由控制桿810操作成凈化位置?？刂茥U808、810通過(guò)控制桿配件812附接于門419、426，所述控制桿配件812可以是球形接頭或任意其他適配類型的接頭。在該示例中，門組件404位于收尾肋814附近，然而，如上所述，門組件404可以位于飛機(jī)800的任何合適的外側(cè)結(jié)構(gòu)上。
[0045]圖88是圖8八所示門組件404的橫截面圖。箭頭816指示氣流經(jīng)過(guò)飛機(jī)800的方向。排氣門419可繞支撐桿804旋轉(zhuǎn)到抽吸模式的位置818(虛線所示同樣，凈化門426可旋轉(zhuǎn)到凈化模式的位置^^。(虛線所示)?；陲w機(jī)遇到的操作狀況，排氣門419和/或凈化門426可以打開(kāi)不同程度(如，基于飛機(jī)的第一速度，排氣門419可以打開(kāi)至第一角度，而基于飛機(jī)的第二速度，排氣門419可以打開(kāi)至第二角度，等等)。排氣門419和凈化門426打開(kāi)的程度可以基于但不限于空氣速度高度、自由流壓力等等而變化。如上關(guān)于圖4所述，排氣門419可以打開(kāi)至最大角30。或適合上述任何因素的任何其他適用角度。同樣，凈化門426可以打開(kāi)至最大角45?；蜻m合上述任何因素的任何其他適用角度。
[0046]圖8(:描述了圖8八和圖88所示門組件404在自由狀態(tài)的俯視圖。在該示例中，基于彈簧806的偏置，門419、426默認(rèn)為打開(kāi)狀態(tài)。雖然門419、426描述為偏置成打開(kāi)狀態(tài)，他們也可以被偏置成關(guān)閉狀態(tài)(如，控制桿808、810將門419、426推離默認(rèn)關(guān)閉狀態(tài))。
[0047]圖9是圖3所示豎直尾翼310的直紋表面314的孔眼900的放大圖?？籽?00可通過(guò)激光切割直紋表面314而生成，且每個(gè)孔眼900可具有近似為0.0025”的直徑或者基于包括層流控制系統(tǒng)300性能、可制造性、表面狀況等等因素的任何其他合適尺寸。直紋表面314也可以具有存在很少或沒(méi)有孔眼的部分902。該表面也可以具有孔眼模式的方向關(guān)于其他部分變化的部分904。這些特征的使用可以基于優(yōu)化、使用條件等等而變化。直紋表面314也可以由鈦或任意其他適當(dāng)材料制成。直紋表面314也可以通過(guò)任何合適的手段包括但不限于附加層和肋等等被進(jìn)一步加固。還有，納米涂層可以被應(yīng)用到直紋表面314來(lái)提高抗腐蝕性且因而減少了直紋表面314的潛在維修。此外或替代性地，納米涂層也可以被應(yīng)用到輔助梁312(圖3中所示)的前表面。此外，涂層也可以通過(guò)阻止微粒粘合到直紋表面314的孔眼來(lái)阻止微粒被堵塞在孔眼900中，從而提高層流控制系統(tǒng)300的性能。
[0048]圖10是豎直尾翼310和圖3中示例層流控制系統(tǒng)的背整流罩305的視圖。在該示例中，豎直尾翼310具有腹凸1000。腹凸1000可形成于直紋表面314上以便基本消除湍流。替代性地，所述腹凸1000可以是被焊接到直紋表面的(如:單獨(dú)成型然后被焊接并在接縫處拋光的)或者被螺栓連接到豎直尾翼310或者背整流罩305上的單獨(dú)件?；鞠牧鞯倪@個(gè)方法，除了直紋表面314的穿孔區(qū)域的延長(zhǎng)(關(guān)于圖3所述)和納米涂層的增加(關(guān)于圖9所述)之外，還可以基本提高層流控制系統(tǒng)300的整體性能。
[0049]盡管本文公開(kāi)了制造的某些示例方法、設(shè)備和產(chǎn)品，不過(guò)本專利覆蓋的范圍并不局限于此。相反，本專利覆蓋本專利的所要求保護(hù)的范圍內(nèi)所公平界定的所有制造方法、設(shè)備和產(chǎn)品。盡管描述了飛機(jī)，不過(guò)所述示例設(shè)備也可應(yīng)用到車輛、氣動(dòng)結(jié)構(gòu)等等。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，包括: 飛機(jī)的尾翼； 位于所述尾翼的第一側(cè)上的門組件，該門組件具有限定第一開(kāi)口的第一門和限定第二開(kāi)口的第二門； 多孔表面，該多孔表面接近所述尾翼的前緣；以及 致動(dòng)器，該致動(dòng)器被配置在所述飛機(jī)內(nèi)，其中所述致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)將所述門聯(lián)接到所述致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)件，所述聯(lián)動(dòng)件以第一打開(kāi)模式和第二打開(kāi)模式操作第一門，其中所述第一打開(kāi)模式中所述第一開(kāi)口面向第一方向以在所述多孔表面和所述第一開(kāi)口之間形成抽吸氣流路徑，并且所述第二打開(kāi)模式中所述第二開(kāi)口面向第二方向以在所述第二開(kāi)口和所述多孔表面之間形成凈化氣流路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述致動(dòng)器包括手動(dòng)曲柄、螺線圈或伺服器中的一者O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括位于所述尾翼中的相機(jī)以監(jiān)視所述門的操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括位于所述尾翼的第二側(cè)上的第二門組件，該第二門組件具有限定第三開(kāi)口的第三門和限定第四開(kāi)口的第四門，所述第二門組件可操作地聯(lián)接到所述聯(lián)動(dòng)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述聯(lián)動(dòng)件包括齒條和小齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括在所述多孔表面和所述尾翼中接近所述前緣的輔助梁的前表面中的一個(gè)或更多個(gè)上的納米涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述門包括玻璃纖維。
8.一種方法，包括: 確定飛機(jī)的操作狀況，所述飛機(jī)具有位于所述飛機(jī)的外側(cè)結(jié)構(gòu)上的門組件； 如果所述操作狀況與第一狀況相對(duì)應(yīng)，則導(dǎo)致所述飛機(jī)中的致動(dòng)器經(jīng)由聯(lián)動(dòng)件以第一模式操作所述門組件，所述第一模式限定處于第一方向的第一開(kāi)口以限定來(lái)自所述第一開(kāi)口并通過(guò)多孔表面以凈化所述多孔表面的凈化氣流路徑；以及 如果所述操作狀況與第二狀況相對(duì)應(yīng)，則導(dǎo)致所述致動(dòng)器經(jīng)由所述聯(lián)動(dòng)件以第二模式操作所述門組件，所述第二模式限定處于第二方向的第二開(kāi)口以限定從所述多孔表面至所述第二開(kāi)口的抽吸氣流路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述門組件打開(kāi)的程度在所述第一或第二模式中是不同的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述飛機(jī)還包括第二門組件，該第二門組件被聯(lián)動(dòng)件同時(shí)致動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B64C21/00GK104443363SQ201410418613
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】R·A·比耶沙伊德 申請(qǐng)人:波音公司