Приводимый в действие поворотом элерон, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу - RU2625384C2
Код документа: RU2625384C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты реализации настоящего изобретения относятся, в общем, к гидрогазодинамическим поверхностям. Более конкретно, варианты реализации настоящего изобретения относятся к конструкции гидродинамических поверхностей управления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В общем, элероны представляют собой поворотные рули управления полетом, прикрепленные к задней кромке крыла летательного аппарата с неподвижным крылом. Элероны используются для управления летательным аппаратом при тангаже, что приводит в результате к изменению курса вследствие наклона вектора подъемной силы. Существующие конфигурации задней кромки крыла обеспечивают большую подъемную силу за счет единственных щелевых закрылков с опускными интерцепторами для проявления функциональности переменной кривизны задней кромки (TEVC). Для обеспечения более высоких летно-технических характеристик крейсерского полета увеличивается относительное удлинение крыла. Большое удлинение крыла приводит в результате к очень большому размаху внешнего закрылка, в целом требующего установку одного или двух тяжелых и дорогих внешних закрылков с большим количеством интерцепторов.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящей заявке раскрыта система приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, и способ. Элерон, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, соединяется с аэродинамическим профилем на оси шарнира и изменяет кривизну аэродинамического профиля. Поворотный привод, соединенный с элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, создает поворотное воздействие элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в ответ на команду приведения в действие. Опускная панель, расположенная поверх оси шарнира, повышает подъемную силу элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, и обтекаемая створка, расположенная под осью шарнира, обеспечивает поток воздуха по элерону, установленному с зазором и создающему большую подъемную силу. Рычажный механизм раскрытия, соединенный с элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, устанавливает в определенное положение опускную панель и обтекаемую створку в ответ на поворотное воздействие.
Таким образом, варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают функциональность большой подъемной силы для элерона с зазором, тем самым снижая размах внешнего закрылка и упрощая закрылок, а также снижая количество интерцепторов на основании типа привода, размещения привода и пластинчатой геометрии соединительного средства элерона с зазором.
В варианте реализации система приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, содержит элерон, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, опускную панель, обтекаемую створку, поворотный привод и рычажный механизм раскрытия. Элерон, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, соединяется с аэродинамическим профилем на оси шарнира и изменяет кривизну аэродинамического профиля. Поворотный привод соединен с элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и создает поворотное движение элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в ответ на команду приведения в действие. Опускная панель расположена поверх оси шарнира и увеличивает подъемную силу элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу. Обтекаемая створка размещена под осью шарнира и обеспечивает поток воздуха по элерону, установленному с зазором и создающему большую подъемную силу. Рычажный механизм раскрытия соединен с элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и устанавливает в определенное положение опускную панель и обтекаемую створку в ответ на поворот.
В другом варианте реализации способа обеспечения подъемной силы на гидрогазодинамическом корпусе соединяют приводимый в действие поворотом элерон, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, с гидрогазодинамическим корпусом на оси шарнира. Согласно способу дополнительно устанавливают поворотный привод в конце приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу. Согласно способу дополнительно задают конфигурацию приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, для изменения кривизны гидрогазодинамического корпуса при его раскрытии в ответ на поворотное воздействие поворотного привода.
В дополнительном варианте реализации рычажный механизм раскрытия приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, содержит поворотный привод, рычажный элемент обтекаемой створки и рычажный элемент опускной панели. Поворотный привод соединяется и перемещает приводимый в действие поворотом элерон, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу. Рычажный элемент обтекаемой створки соединен с приводимым в действие поворотом элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и обтекаемой створкой, и поворачивает обтекаемую створку в ответ на поворотное воздействие поворотного привода. Рычажный элемент опускной панели соединен с приводимым в действие поворотом элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и опускной панелью и перемещает опускную панель в ответ на поворотное воздействие.
Данная сущность изобретения обеспечена для ознакомления с набором принципов в упрощенной форме, которые дополнительно раскрыты в приведенном ниже подробном описании. Такая сущность изобретения не предназначена для определения ключевых или существенных признаков заявленного изобретения, а также не предназначена для использования в качестве средства для определения объема заявленного изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полное понимание вариантов реализации настоящего изобретения может быть получено при изучении подробного описания и формулы изобретения совместно со следующими чертежами, на которых одинаковые ссылочные номера обозначают подобные элементы. Данные чертежи обеспечены для облегчения понимания настоящего описания, не ограничивая степень, объем, масштаб или применимость настоящего изобретения. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе.
На фиг. 1 изображена блок-схема типовой методики производства и обслуживания летательного аппарата.
На фиг. 2 изображена типовая блок-схема летательного аппарата.
На фиг. 3 изображена блок-схема системы приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 4 изображен типовой вид в перспективе крыла, содержащего систему приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 5 изображен типовой вид поперечного сечения системы приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм раскрытия в положении маневра по крену согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 6 изображен типовой вид поперечного сечения системы приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм раскрытия совместно с элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, в положении крейсерского полета согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 7 изображен типовой вид поперечного сечения системы приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм раскрытия совместно с элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, в положении приземления согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 8 изображен типовой вид поперечного сечения системы приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм раскрытия совместно с элероном, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, в положении взлета согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 9 изображена типовая блок-схема, показывающая способ обеспечения системы приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, согласно варианту реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Приведенное ниже подробное описание по характеру является примерным и не предназначено для ограничения настоящего изобретения или применения и использований вариантов реализации настоящего описания. Описания конкретных устройств, способов и применений обеспечены лишь в качестве примеров. Модификации представленных в настоящем описании примеров станут очевидны для специалистов в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут быть использованы для других примеров и применений, не отступая от сущности и объема настоящего изобретения. Настоящее описание должно быть соотнесено с объемом, соответствующим формуле изобретения, и не ограничено примерами, представленными и показанными в настоящей заявке.
Варианты реализации настоящего изобретения могут быть представлены в виде функциональных и/или логических блочных компонентов и различных этапов способа. Следует понимать, что такие блочные компоненты могут быть реализованы любым числом аппаратных, программных и/или аппаратно-программных компонентов, выполненных с возможностью исполнения заданных функций. Для краткости традиционные методики и компоненты, отнесенные к гидрогазодинамике, гидрогазодинамическим поверхностям, аэродинамическим поверхностям, поворотным приводам, структурам транспортного средства, системам управления и другим функциональным аспектам систем, представленным в настоящем описании (и отдельные рабочие компоненты систем), могут быть не раскрыты подробно в приведенном ниже описании. Кроме того, специалисты в данной области техники поймут, что варианты реализации настоящего описания могут быть осуществлены совместно с множеством аппаратных и программных средств, и что варианты реализации, представленные в настоящем описании, являются просто типовыми вариантами реализации настоящего изобретения.
Варианты реализации настоящего изобретения представлены в контексте практического неограничивающего применения, а именно, элерона, установленного с зазором на летательном аппарате. Однако варианты реализации настоящего изобретения не ограничены такими применениями элерона летательного аппарата, и способы, представленные в настоящем описании, могут быть также использованы в других применениях. Например, без ограничения, варианты реализации могут быть применимыми к гидрогазодинамическим поверхностям, ветряным турбинам, турбинам энергии приливов и отливов и другой гидрогазодинамической поверхности.
Как станет очевидно для специалистов в данной области техники, после изучения настоящего описания, приведенное ниже описание представляет собой примеры и варианты реализации настоящего изобретения и не ограничено функционированием согласно этим примерам. Могут быть использованы другие варианты реализации, и могут быть выполнены структурные изменения, не отступая от объема типовых вариантов реализации настоящего описания.
Со ссылкой на конкретные чертежи, варианты реализации настоящего изобретения могут быть представлены в контексте типового способа 100 (способ 100) изготовления и обслуживания летательного аппарата согласно фиг. 1 и летательного аппарата 200 согласно фиг. 2. Во время предпроизводственного этапа способ 100 может содержать техническое задание и проектное решение 104 летательного аппарата 200 и материальное снабжение 106. Во время производства происходит изготовление 108 компонентов и сборочных узлов и интеграция 110 систем летательного аппарата 200. В дальнейшем летательный аппарат 200 может быть подвержен сертификации и поставке 112 для ввода в эксплуатацию 114. При эксплуатировании клиентом для летательного аппарата 200 предусмотрен график регулярного технического обеспечения и обслуживания 116 (который может также содержать изменение, реконфигурацию, восстановление и так далее).
Каждый из процессов способа 100 может быть осуществлен или выполнен системотехническим предприятием, третьей стороной и/или оператором (например, потребителем). В контексте данного описания системотехническое предприятие может содержать, например, без ограничения, любое число производителей авиационной техники и субподрядчиков крупной системы; третья сторона может содержать, например, без ограничения, любое число оптовых фирм, субподрядчиков и поставщиков; и оператор может представлять собой, например, без ограничения, авиалинии, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и т.п.
Согласно фиг. 2 летательный аппарат 200, произведенный типовым способом 100, может содержать корпус 218 летательного аппарата с множеством систем 220 и внутренним пространством 222. Примеры высокоуровневых систем 220 содержат по меньшей мере одно из следующего: двигательная установка 224, электрическая система 226, гидравлическая система 228, система 230 искусственного климата и система 232 приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу. Также может содержаться любое число других систем. Несмотря на то, что представлен пример воздушно-космического пространства, варианты реализации настоящего изобретения могут быть применены к другим отраслям промышленности.
Устройство и способы, изложенные в настоящем описании, могут быть использованы во время любой по меньшей мере одной из стадий способа 100. Например, компоненты или подсборки, соответствующие процессу 108 производства, могут быть изготовлены или произведены подобно компонентам или подсборкам, созданным при эксплуатации летательного аппарата 200. Кроме того, по меньшей мере один вариант реализации устройства, вариант реализации способа или их комбинация могут быть использованы во время производственных стадий процесса 108 и интеграции 110 систем, например, путем существенного ускорения сборки или снижения стоимости летательного аппарата 200. Аналогичным образом, по меньшей мере один из вариантов реализации устройства, вариантов реализации способа или их комбинации может быть использован при эксплуатации летательного аппарата 200, например и без ограничения, для технического обеспечения и обслуживания 116.
В приводимых в действие обычным образом элеронах с зазором обеспечение большой подъемной силы затрудненно вследствие закупоривания щелевого отверстия и чрезмерного размера обтекателя. Традиционно приводимый в действие элерон с зазором в общем обеспечивает зазор на низкоскоростном элероне с зазором посредством расположения оси шарнира низко относительно поверхности крыла/гидрогазодинамической поверхности, что приводит в результате к чрезмерному размеру обтекаемой формы нижней поверхности обтекателя, вызывая закупоривание щелевого отверстия, способствующее аэродинамическому сопротивлению.
Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают большую подъемную силу и небольшое лобовое сопротивление: 1) Использование поворотного привода, который обеспечивает возможность размещения оси шарнира выше и вовнутрь относительно нижней поверхности свода задней кромки элерона с зазором, что в результате исключает необходимость образования каких-либо обтекателей; 2) Размещение привода, которое сохраняет элерон с зазором относительно коротким, что обеспечивает возможность совместной установки на торце элерона с зазором и вращательных приводов, обеспечивая возможность свободного протекания текучей среды по размаху элерона по существу без блокировки на низкой скорости; и 3) Пластинчатая геометрия соединительного приспособления обеспечивает возможность раскрывания передней кромки элерона с зазором достаточно глубоко в потоке воздуха/текучей среды, что должно выступать средством увеличения подъемной силы, несмотря на высокую ось шарнира.
На фиг. 3 изображена типовая блок-схема системы 300 (система 300) приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 300 может содержать гидрогазодинамический корпус 302 (аэродинамический профиль 302), рычажный механизм 304 раскрытия приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, (рычажный механизм 304 раскрытия), элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, опускную панель 308, обтекаемую створку 310, поворотный привод 312 и управляющее устройство 314.
Гидрогазодинамический корпус 302 соединен с элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и может содержать несущую поверхность и/или поверхность управления. Несущая поверхность может содержать, например, без ограничения, крыло, утку, стабилизатор или другую несущую поверхность. Поверхность управления может содержать, например, без ограничения, предкрылок, руль высоты, закрылок, срывник, элевон или другую поверхность управления. Согласно приведенному выше описанию варианты реализации могут быть применимы к подводным крыльям, ветряным двигателям, турбинам энергии приливов и отливов, или другой гидрогазодинамической поверхности. Таким образом, обтекаемое потоком воздуха тело и гидрогазодинамический корпус могут быть использованы в настоящем описании взаимозаменяемо.
Рычажный механизм 304 раскрытия выполнен с возможностью изменения формы кривизны 416 (искривления) (фиг. 4) гидрогазодинамического корпуса 302 (аэродинамический профиль 302) посредством перемещения/вытягивания/вращения/прогиба элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в ответ на команду поворотного воздействия (приведение в действие поворотом) от поворотного привода 312. Согласно приведенному на фиг. 4 поперечному сечению 414 крыла 402, кривизна 416 может быть определена линией 422 хорды и линией 424 кривизны. Кривизна 416 может содержать асимметрию между верхней поверхностью 426 аэродинамического профиля 302 и нижней поверхностью 428 аэродинамического профиля 302. Элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, выполнен с возможностью изменения кривизны 416 аэродинамического профиля 302 для изменения течения потока 412 воздуха/текучей среды (фиг. 4) по гидрогазодинамическому корпусу 302. Рычажный механизм 304 раскрытия согласно различным вариантам реализации рассмотрен более подробно в приведенном ниже описании в контексте обсуждения фиг. 5-8.
Элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, соединен с гидрогазодинамическим корпусом 302 посредством поворотного привода 312 и/или дополнительного средства шарнирного крепления. Область 322 соединения, такая как высокая ось 418 шарнира (фиг. 4) элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, соединяет гидрогазодинамический корпус 302 с элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу. Элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, изменяет кривизну, такую как кривизна 416, аэродинамического профиля 302 при раскрытии элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, рычажным механизмом 304 раскрытия. Высокая ось 418 шарнира размещена выше и вовнутрь относительно нижней поверхности 524 свода задней кромки 526 (фиг. 5) элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу. Элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, содержит пластинчатую геометрию соединительного плеча 516 (фиг. 5), которая обеспечивает возможность раскрывания передней кромки 410 (фиг. 4) элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, достаточно глубоко в поток 412 воздуха/текучей среды, что должно выступать средством увеличения подъемной силы, несмотря на высокую ось 418 шарнира (фиг. 4). Расположение высокой оси 418 шарнира выше и вовнутрь относительно нижней поверхности 524 свода 526 задней кромки снижает требование для обтекаемой формы. Такое расположение отличается от традиционно приводимых в действие элеронов с зазором, которые поставили под угрозу подъемную силу вследствие лобового сопротивления и закупоривания щелевого отверстия, связанных с заданными размерами обтекателя.
Закупоривание щелевого отверстия в целом представляет собой преграду из обтекателя или механизма, которая блокирует или замедляет поток воздуха от нижней поверхности 524 (фиг. 5) крыла 402 по передней кромке элерона с зазором. В противоположность этому для вариантов реализации настоящего изобретения в системе 300, представленной в настоящем описании, происходит минимальное закупоривание щелевого отверстия вследствие расположения поворотного привода 312 и рычажного механизма 304 раскрытия на концевой области 420 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, обеспечивая возможность по существу беспрепятственного прохождения потока воздуха по большой части поверхности элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу.
Установка элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, на конце обеспечивает возможность свободного течения текучей среды по размаху 404 (фиг. 4) элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, что значительно уменьшает закупоривание щелевого отверстия низкой скорости. Такого рода установка противоречит традиционно приводимым в действие элеронам с зазором, которые ограничены в обеспечении большой подъемной силы из-за закупоривания щелевого отверстия.
Кроме того, элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, опускная панель 308 и обтекаемая створка 310 формируют узел 320, выполненный с возможностью раскрытия рычажным механизмом 304 раскрытия согласно приведенному ниже описанию.
Опускная панель 308 размещена поверх высокой оси 418 шарнира элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, с гидрогазодинамическим корпусом 302 и выполнена с возможностью увеличения эффекта большой подъемной силы элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу.
Обтекаемая створка 310 расположена под высокой оси 418 шарнира элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, и выполнена с возможностью обеспечения большего потока воздуха по элерону 306, установленному с зазором и создающему большую подъемную силу. Обтекаемая створка 310 соединена с гидрогазодинамическим корпусом 302 шарниром 520 обтекаемой створки (фиг. 5) и вращается вокруг шарнира 520 обтекаемой створки.
Поворотный привод 312 выполнен с возможностью создания поворотного движения или вращающего момента с помощью команды поворотного воздействия. Использование поворотного привода 312 обеспечивает возможность размещения высокой оси 418 шарнира (фиг. 4) выше и вовнутрь относительно нижней поверхности 524 свода 526 задней кромки (фиг. 5). Согласно приведенному выше описанию расположение высокой оси 418 шарнира выше и вовнутрь относительно нижней поверхности 524 свода 526 задней кромки (фиг. 5) снижает требование для обтекаемой формы. Такое расположение противоречит традиционно приводимым в действие элеронам с зазором, в которых обеспечение большой подъемной силы затруднено из-за закупоривания щелевого отверстия. Поворотный привод 312 может содержать, например, без ограничения, поворотный привод руля, или другой поворотный привод, выполненный с возможностью создания команды активации поворотом.
Сохранение элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, относительно небольшим обеспечивает возможность установки элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, на концевой области 420 (фиг. 4) совместно с поворотными приводами 312. Согласно приведенному выше описанию, установка на конце элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, обеспечивает возможность свободного протекания текучей среды по размаху 404 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, что уменьшает существенное закупоривание щелевого отверстия низкой скорости по размаху 404 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, элерона. Такая установка отличается от традиционно приводимых в действие элеронов с зазором, которые ограничены в обеспечении большой подъемной силы вследствие закупоривания щелевого отверстия.
Управляющее устройство 314 может содержать, например, без ограничения, процессорный блок 316 или другой модуль. Управляющее устройство 314 может быть реализовано, например, без ограничения, в виде части системы летательного аппарата, централизованного процессора летательного аппарата, вычислительного модуля подсистемы, содержащего аппаратные средства и/или программное обеспечение, предназначенные для системы 300 или другого процессора.
Управляющее устройство 314 выполнено с возможностью управления элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и рычажным механизмом 304 раскрытия для изменения формы кривизны 416 аэродинамического профиля 302 путем перемещения/вытягивания/вращения/выгибания элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в ответ на команду приведения в действие поворотом от поворотного привода 312 согласно различным рабочим режимам. Рабочие режимы могут содержать, например, без ограничения, режим полета, наземная эксплуатация или другое состояние. Режимы полета могут содержать, например, без ограничения, взлет, боевой крейсерский полет, заход на посадку, приземление или другой режим полета. Наземная эксплуатация может содержать, например, без ограничения, аэродинамическое торможение после приземления или другую наземную эксплуатацию. Управляющее устройство 314 может быть расположено удаленно от элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, или может быть соединено с элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу. В одном варианте реализации управляющее устройство 314 может содержать или быть реализовано в виде управляющего устройства, соединенного с системами летательного аппарата для облегчения управления изменением формы кривизны 416 посредством приведения в действие элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, поворотным приводом 312.
При работе управляющее устройство 314 может управлять элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, путем отправки команд на приведение в действие поворотом от поворотного привода 312 к элерону 306, установленному с зазором и создающему большую подъемную силу, таким образом, перемещая/вытягивая/вращая элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, в ответ на команду приведения в действие поворотом, что более подробно раскрывается ниже в контексте описания фиг. 5.
Процессорный блок 316 содержит логическую схему обработки данных, которая выполнена с возможностью осуществления функций, методов и задач обработки, связанных с функционированием системы 300. В частности, логическая схема обработки данных выполнена с возможностью поддержки системы 300, раскрытой в настоящем описании. Например, процессорный блок 316 может побуждать элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, изменять форму кривизны 416 гидрогазодинамического корпуса 302 посредством перемещения элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, исходя из различных режимов полета.
Процессорный блок 316 может быть осуществлен или реализован с использованием универсального процессора, ассоциативной памяти, процессора цифровой обработки сигнала, интегральной схемы прикладной ориентации, программируемой пользователем вентильной матрицы, любого подходящего программируемого логического устройства, логического элемента на дискретных компонентах или транзисторной логической схемы, дискретных аппаратных компонентов или их комбинации, разработанных для выполнения функций, раскрытых в настоящем описании. Таким образом, процессор может быть реализован в виде микропроцессора, управляющего устройства, микроконтроллера, конечного автомата и т.п. Кроме того, процессор может быть осуществлен в виде комбинации вычислительных устройств, содержащих аппаратные и/или программные средства, например, комбинации процессора цифровой обработки сигналов и микропроцессора, множества микропроцессоров, по меньшей мере одного микропроцессора совместно с оперативной памятью процессора цифровой обработки сигналов или любой другой такой конфигурации.
Модуль 318 памяти может содержать область хранения данных с памятью, форматированной для поддержания функционирования системы 300. Модуль 318 памяти выполнен с возможностью запоминания, хранения и предоставления данных по мере необходимости для поддержания функциональности системы 300. Например, модуль 318 памяти может запоминать данные о параметрах полета или другие данные.
В практических вариантах реализации модуль 318 памяти может содержать, например, без ограничения, энергонезависимое запоминающее устройство (энергонезависимая полупроводниковая память, устройство на жестком магнитном диске, устройство на оптическом диске и т.п.), запоминающее устройство с произвольной выборкой (например, SRAM, DRAM) или любой другой тип носителя данных, известный в уровне техники.
Модуль 318 памяти может быть соединен с процессорным блоком 316 и выполнен с возможностью хранения, например, без ограничения, базы данных и т.п. Кроме того, модуль 318 памяти может представлять динамически обновляющуюся базу данных, содержащую расписание для обновления базы данных, и т.п. Модуль 318 памяти может также хранить программное обеспечение, которое исполняется процессорным модулем 316, операционную систему, прикладную программу, предварительные данные, используемые при выполнении программы, или другое приложение.
Модуль 318 памяти может быть соединен с процессорным блоком 316 таким образом, чтобы процессорный блок 316 мог считывать данные с и записывать данные на модуль 318 памяти. Например, процессорный блок 316 может обратиться к модулю 318 памяти для получения доступа к скорости летательного аппарата, положению руля управления полетом, такому как элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, углу атаки, числу Маха, высоте или другим данным.
В качестве примера, процессорный блок 316 и модуль 318 памяти могут быть размещены в соответствующей специализированной интегральной микросхеме (ASIC). Кроме того, модуль 318 памяти может быть встроен в процессорный блок 316. В одном варианте реализации модуль 318 памяти может содержать кэш-память, предназначенную для хранения временных переменных или других промежуточных данных во время исполнения команд, которые должны выполняться процессорным блоком 316.
На фиг. 4 изображен типовой вид 400 в перспективе крыла 402, показывающий более подробно систему 300 приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу (система 300 на фиг. 3), согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 300 содержит крыло 402 в качестве примера гидрогазодинамического корпуса 302, рычажный механизм 304 раскрытия, элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, опускную панель 308, обтекаемую створку 310, поворотный привод 312 и управляющее устройство 314. На фиг. 4 могут быть представлены функции, материал и структуры, которые подобны вариантам реализации, показанным на фиг. 3. Поэтому общие признаки, функции и элементы могут быть не раскрыты в настоящем описании.
Согласно приведенному выше описанию поворотный привод 312 выполнен с возможностью создания поворотного движения или вращающего момента. Поворотный привод 312 обеспечивает возможность размещения высокой оси 418 шарнира выше и вовнутрь относительно нижней поверхности 524 (фиг. 5) свода 526 задней кромки (фиг. 4). Расположение высокой оси 418 шарнира выше и вовнутрь относительно нижней поверхности 524 свода 526 задней кромки снижает требование для обтекаемой формы. Такое расположение отличается от традиционно приводимых в действие элеронов, которые ограничены в обеспечении большой подъемной силы ввиду размеров обтекателя.
Кроме того, поворотный привод 312 размещается таким образом, чтобы элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, оставался относительно коротким. Согласно приведенному выше описанию поддержание элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, относительно небольшим обеспечивает возможность установки элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, у концевой области 420 совместно с поворотными приводами 312. Установка на конце элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, обеспечивает возможность свободного протекания текучей среды по размаху 404 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, что существенно снижает закупоривание низкоскоростного щелевого отверстия по размаху 404 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу. Такого рода установка отличается от традиционно приводимых в действие элеронов с зазором, которые ограничены в обеспечении большой подъемной силы вследствие закупоривания щелевого отверстия.
Элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, в ответ на поворотное воздействие поворотного привода 312 обеспечивает возможность протекания потока 708 воздуха/текучей среды от нижней части 706 (фиг. 7) крыла 402, обтекаемого потоком воздуха тела 302 по передней кромке 406 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, через щель 528 (фиг. 5) при отклонении элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, вниз совместно с задней кромкой 410. Элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, содержит пластинчатое соединительное плечо 516 (фиг. 5), соединяющее элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, с поворотным приводом 312.
Обтекаемая створка 310 размещена под высокой осью 418 шарнира элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, с крылом 402 и выполнена с возможностью обеспечения большего потока воздуха.
Опускная панель 308 расположена поверх высокой оси 418 шарнира элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, с крылом 402 и выполнена с возможностью повышения эффекта большой подъемной силы элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу.
Практически, приводимый в действие поворотом элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, на крыле 402 обеспечивает возможность протекания потока 708 воздуха/текучей среды от нижней части 706 (фиг. 7) крыла 402 по передней кромке 406 приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, через щель 528 при отклоненной вниз задней кромки 410 приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу. Обтекаемая створка 310 обеспечивает больший поток текучей среды, и опускная панель 308 увеличивает связанный эффект большой подъемной силы приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу. Кроме того, расположение высокой оси 418 шарнира внутри нижней поверхности 524 свода 526 задней кромки снижает необходимость в обтекаемой форме, и размещение поворотного привода 312 в концевой области 420 приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, снижает существенное закупоривание щелевого отверстия по размаху 404.
На фиг. 5 изображен типовой вид 500 поперечного сечения системы 300 приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм 502 раскрытия в положении маневра по крену согласно варианту реализации настоящего изобретения. Рычажный механизм 502 раскрытия соединен с приводимым в действие поворотом элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и обтекаемым телом 302.
Узел 320 (фиг. 3) может быть раскрыт рычажным механизмом 502 раскрытия (304 на фиг. 3) от обтекаемого тела 302 через множество положений. Такие положения могут начаться с установки элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в сложенное положение и/или в положение 604 крейсерского полета (показано на фиг. 6), и перемещаться по промежуточным положениям в раскрытое положение. Раскрытое положение может содержать расположение элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, например, без ограничения, в положение 704 приземления (показано на фиг. 7), положение 804 взлета (показано на фиг. 8) или другое раскрытое положение. Рычажный механизм 502 раскрытия может содержать рычажный элемент 506 обтекаемой створки и рычажный элемент 512 опускной панели.
Рычажный элемент 506 обтекаемой створки соединен с плечом 504 обтекаемой створки, пластиной 510 поворота и пластинчатым соединительным плечом 508. Плечо 504 обтекаемой створки соединено с обтекаемой створкой 310 и поворотным приводом 312. Плечо 504 обтекаемой створки выполнено с возможностью поворота обтекаемой створки 310 в ответ на вращение поворотной пластины 510.
Рычажный элемент 506 обтекаемой створки соединен с пластинчатым соединительным плечом 508 и поворотной пластиной 510 и выполнен с возможностью вращения/перемещения/выдвижения/отклонения элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в ответ на команду приведения в действие поворотом от поворотного привода 312. Поворотная пластина 510 соединена с обтекаемым телом 302 посредством шарнира 518. Пластинчатое соединительное плечо 516 соединяет элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, с поворотным приводом 312.
Рычажный элемент 512 опускной панели соединен с поворотной пластиной 510, поворотным приводом 312 и плечом 514 опускной панели и выполнен с возможностью вращения/перемещения/выдвижения/отклонения опускной панели 308 через плечо 514 опускной панели в ответ на команду приведения в действие поворотом от поворотного привода 312.
На фиг. 6 изображен типовой вид 600 поперечного сечения системы 300 приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм 602 раскрытия с элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, в положении 604 крейсерского полета согласно варианту реализации настоящего изобретения. В положении 604 крейсерского полета узел 320 (фиг. 3) сложен для обеспечения условия низкого аэродинамического лобового сопротивления во время крейсерского полета. Согласно приведенному выше описанию при расположении поворотного привода 312 в концевой области 420 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, закупоривание щелевого отверстия по размаху 404 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, значительно ограничивается. Такие особенности способствуют обеспечению элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, который обладает меньшим лобовым сопротивлением при крейсерском полете, чем обычный элерон, линейно приводимый в действие, а также преимуществом обеспечения очень эффективной большой подъемной силы.
На фиг. 7 изображен типовой вид 700 поперечного сечения системы 300 приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм 702 раскрытия с элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, в положении 704 приземления согласно варианту реализации настоящего изобретения. Узел 320 (фиг. 3) расположен ниже относительно обтекаемого тела 302 для увеличения величины создаваемой подъемной силы и увеличения торможения, которое может быть предпочтительным во время захода на посадку и приземления, так как такое торможение замедляет летательный аппарат. Согласно приведенному выше описанию элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, обеспечивает возможность протекания потока 708 воздуха/текучей среды от нижней части 706 обтекаемого тела 302 по передней кромке 406 элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, через щелевое отверстие 528 при отклонении вниз элерона 306, установленного с зазором и создающим большую подъемную силу, совместно с задней кромкой 410 (фиг. 4).
На фиг. 8 изображен типовой вид 800 поперечного сечения системы 300 приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, показывающий рычажный механизм 802 раскрытия совместно с элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, в положении 804 взлета согласно варианту реализации настоящего изобретения. Узел 320 (фиг. 3) может быть расположен в поднятом положении относительно обтекаемого тела 302 таким образом, чтобы увеличить величину созданной подъемной силы, уменьшить пробег по земле и скороподъемность.
На фиг. 9 изображена типовая блок-схема, показывающая способ 900 обеспечения системы 300 приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, согласно варианту реализации настоящего изобретения. Различные задачи, выполняемые применительно к способу 900, могут быть выполнены механически, посредством программного обеспечения, аппаратных средств, программируемым оборудованием, машиночитаемым программным обеспечением, машиночитаемым носителем данных или любой их комбинацией. Следует понимать, что способ 900 может содержать любое число дополнительных или альтернативных задач, причем задачи, показанные на фиг. 9, необязательно должны быть выполнены в показанном порядке, и способ 900 может быть объединен в комплексную процедуру или процесс, имеющий дополнительную функциональность, подробно не раскрытую в настоящем описании.
В качестве примера приведенное ниже описание способа 900 может ссылаться на элементы, упомянутые в приведенном выше описании в отношении фиг. 1-8. В практических вариантах реализации части способа 900 могут быть выполнены различными элементами системы 300, такими как: гидрогазодинамический корпус 302, рычажный механизм 304 раскрытия, элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, опускная панель 308, обтекаемая створка 310, поворотный привод 312, управляющее устройство 314 и т.д. Следует понимать, что способ 900 может содержать любое число дополнительных или альтернативных задач, при этом задачи, показанные на фиг. 9, необязательно должны быть выполнены в показанном порядке, и способ 900 может быть вовлечен в комплексную процедуру или процесс, имеющий дополнительную функциональность, подробно не раскрытую в настоящем описании.
Способ 900 может начинаться с соединения приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, такого как приводимый в действие поворотом элерон 306, установленный с зазором и создающий большую подъемную силу, с гидрогазодинамическим корпусом, таким как гидрогазодинамический корпус 302, в высокой оси шарнира, такой как высокая ось 418 шарнира приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу (задача 902).
Способ 900 может продолжаться расположением поворотного привода, такого как поворотный привод 312, в конце, таком как концевая область 420 приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, (задача 904).
Способ 900 может продолжаться заданием конфигурации приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, для изменения кривизны, такой как кривизна 416, гидрогазодинамического корпуса 302 при его раскрытии в ответ на приведение в действие поворотом поворотного привода 312 (задача 906). Изменение кривизны 416 изменяет коэффициент подъемной силы гидрогазодинамического корпуса 302, который изменяет подъемную силу, произведенную гидрогазодинамическим корпусом 302.
Способ 900 может продолжаться соединением обтекаемой створки, такой как обтекаемая створка 310, под высокой осью 418 шарнира для обеспечения большего потока воздуха по приводимому в действие поворотом элерону 306, установленному с зазором и создающему большую подъемную силу (задача 908).
Способ 900 может продолжаться соединением опускной панели, такой как опускная панель 308, поверх высокой оси 418 шарнира для увеличения эффекта большой подъемной силы приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, (задача 910).
Способ 900 может продолжаться соединением рычажного элемента опускной панели, такого как рычажный элемент 512 опускной панели рычажного механизма раскрытия, такого как рычажный механизм 304 раскрытия, с поворотным приводом 312 и опускной панелью 308 (задача 912).
Способ 900 может продолжаться заданием конфигурации рычажного элемента опускной панели 512 для перемещения опускной панели 308 в ответ на приведение в действие поворотом (задача 914).
Способ 900 может продолжаться соединением рычажного элемента обтекаемой створки, такого как рычажный элемент 506 обтекаемой створки рычажного механизма 304 раскрытия, с поворотным приводом 312, поворотной пластиной, такой как поворотная пластина 510, приводимым в действие поворотом элероном 306, установленным с зазором и создающим большую подъемную силу, и обтекаемой створкой 310 (задача 916).
Способ 900 может продолжаться заданием конфигурации рычажного элемента 506 обтекаемой створки для поворота обтекаемой створки 310 в ответ на приведение в действие поворотом (задача 918).
Способ 900 может продолжаться соединением рычажного элемента обтекаемой створки 506 рычажного механизма 304 раскрытия с поворотным приводом 312 и пластинчатым соединительным плечом, таким как пластинчатое соединительное плечо 516 приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу (задача 920).
Способ 900 может продолжаться заданием конфигурации рычажного элемента 506 обтекаемой створки для перемещения приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в ответ на поворотное приведение в действие (задача 922).
Способ 900 может продолжаться заданием конфигурации щелевого отверстия, такого как щелевое отверстие 528, которое должно быть обеспечено путем отклонения вниз задней кромки, такой как задняя кромка 410 приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу (задача 924).
Способ 900 может продолжаться установкой щелевого отверстия 528 для обеспечения возможности протекания текучей среды, такой как поток 708 текучей среды, от нижней части, такой как нижняя часть 706, гидрогазодинамического корпуса 302 по передней кромке, такой как передняя кромка 406, приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу (задача 926).
Способ 900 может продолжаться установкой оси шарнира, такой как высокая ось 418 шарнира, приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, выше и вовнутрь относительно нижней поверхности, такой как нижняя поверхность 524, свода задней кромки, такого как свод 526 задней кромки (задача 928).
Способ 900 может продолжаться установкой приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в положение крейсерского полета, такое как положение 604 крейсерского полета (задача 930).
Способ 900 может продолжаться установкой приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в положение приземления, такое как положение 704 приземления (задача 932).
Способ 900 может продолжаться установкой приводимого в действие поворотом элерона 306, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, в положение взлета, такое как положение 804 взлета (задача 934).
Таким образом, варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают функциональность большой подъемной силы для элерона с зазором, тем самым, снижая размах концевого закрылка и упрощая закрылок, а также снижая количество интерцепторов вследствие использования поворотного привода, размещения поворотного привода и пластинчатой соединяющей геометрии элерона.
Термины и фразы, использование в настоящей заявке, а также их разновидности, если иное явно не оговорено, должны быть рассмотрены как неограничивающие. В качестве примеров приведенного выше описания: термин «содержащий» должен пониматься как означающий «содержащий, без ограничения» и т.п.; термин «пример» использован для обеспечения типовых примеров рассматриваемого объекта, и не является исчерпывающим или ограничивающим списком; и прилагательные, такие как «условный», «традиционный», «нормальный», «стандартный», «известный» и термины подобного значения не должны быть истолкованы как ограничивающие описанный объект по отношению к данному периоду времени или к объекту, доступному на данный период времени, а вместо этого должны быть истолкованы как охватывающие условные, традиционные, нормальные или стандартные технологии, которые могут быть доступны или известны сейчас или в любое время в будущем.
Подобным образом, группа объектов, связанных союзом «и», не должна быть истолкована как требующая, чтобы каждый из этих объектов присутствовал в группе, а скорее должна быть истолкована как «и/или» пока иное явно не оговорено. Аналогичным образом, группа объектов, связанных союзом «или», не должна быть истолкована как требующая взаимного исключения среди данной группы, а скорее должна быть также истолкована как «и/или» пока иное явно не оговорено. Кроме того, не смотря на то, что объекты, элементы или компоненты настоящего описания могут быть представлены или заявлены в единственном числе, тем не менее, множественное число подразумевается в пределах объема настоящего изобретения, пока явно не установлено ограничение в отношении единственного числа. Наличие расширяющихся слов и фраз таких как «по меньшей мере один», «по меньшей мере», «не ограниченный» или других подобных фраз в некоторых случаях не должно пониматься как необходимость или преднамеренность ограниченной ситуации в случаях, когда такие расширяющиеся фразы могут отсутствовать.
В приведенном выше описании сделаны ссылки на элементы, узлы или детали, «соединенные» или «связанные» вместе. При использовании в настоящем описании, если иное явно не оговорено, «соединенный» означает, что один элемент/узел/деталь напрямую присоединен (или непосредственно взаимодействует с) к другому элементу/узлу/детали, и не обязательно механически. Аналогичным образом, если иное явно не оговорено, «связанный» означает, что один элемент/узел/деталь напрямую или опосредованно присоединен (или непосредственно или опосредованно взаимодействует с) к другому элементу/узлу/детали, и не обязательно механически. Таким образом, хотя на фиг. 1-8 изображены типовые компоновки элементов, в некотором варианте реализации настоящего описания могут присутствовать дополнительные промежуточные элементы, устройства, детали или компоненты.
В настоящей заявке выражения «компьютерный программный продукт», «машиночитаемый носитель», «машиночитаемый носитель хранения данных» и т.п. может, в общем, может быть использован для указания носителя данных, такого как, например, память, запоминающие устройства или бок хранения данных. Эти и другие формы машиночитаемых носителей могут быть вовлечены в хранение по меньшей мере одной инструкции для использования процессорным блоком 316 с тем, чтобы предписывать процессорному блоку 316 выполнять определенные операции. Такие инструкции, в общем именуемые «кодом компьютерной программы» или « программный код» (которые могут быть сгруппированы в форме компьютерных программ или других групп), при исполнении, запускают систему 300.
При использовании в настоящем описании, если иное явно не оговорено, термин «выполненный с возможностью» означает возможность использования, приспосабливаемость или готовность к использованию или обслуживанию, пригодный для конкретной цели и способный к выполнению упомянутой или необходимой функции, представленной в настоящем описании. В отношении систем и устройств термин «выполненный с возможностью» означает, что система и/или устройство полностью функционально и откалибровано, содержит элементы и соответствует действующим требованиям работоспособности для выполнения указанной функции при активации. В отношении систем и схем термин «выполненный с возможностью» означает, что система и/или схема полностью функциональна и калибрована, содержит логическую схему и соответствует действующим требованиям работоспособности для выполнения указанной функции при активации.
Реферат
Изобретение относится к гидрогазодинамическим поверхностям и касается конструкции гидрогазодинамических поверхностей управления. Система приводимого в действие поворотом элерона, установленного с зазором и создающего большую подъемную силу, содержит элерон, поворотный привод, опускную панель, обтекаемую створку и рычажный механизм раскрытия. Элерон соединен с аэродинамическим профилем на оси шарнира. Поворотный привод соединен с элероном на оси шарнира и выполнен с возможностью создания поворотного движения для поворота элерона относительно оси шарнира в ответ на команду приведения в действие. Опускная панель расположена поверх оси шарнира. Обтекаемая створка расположена под осью шарнира. Рычажный механизм раскрытия соединен с элероном и выполнен с возможностью установки в заданное положение опускной панели и обтекаемой створки в ответ на поворотное движение. Достигается обеспечение большой подъемной силы, упрощение конструкции в целом. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
