專利名稱：前緣對(duì)齊的飛機(jī)翼尖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛機(jī)機(jī)翼的翼尖裝置。
背景技術(shù)：
飛機(jī)維持正常飛行時(shí)所需的升力是靠機(jī)翼上下表面的壓力差產(chǎn)生的，由于上下表面壓差的存在，翼尖附近機(jī)翼下表面空氣會(huì)繞流到上表面，形成翼尖渦，致使翼尖附近區(qū)域機(jī)翼上下表面的壓差降低，從而導(dǎo)致這一區(qū)域產(chǎn)生的升力降低。針對(duì)上述問題，通常在飛機(jī)機(jī)翼翼尖上再設(shè)置翼尖小翼(winglet)，該小翼的主要作用是在不增大機(jī)翼展長(zhǎng)的前提下，提高有效的展弦比。這樣機(jī)翼的二維效應(yīng)增強(qiáng)，誘導(dǎo)阻力減小，升力增加，升阻比提高。其次，翼梢小翼還能耗散翼尖渦，減少對(duì)尾隨飛行的小飛機(jī)的威脅。然而，飛機(jī)機(jī)翼一旦加裝了翼尖小翼，增加了翼尖小翼的重量。機(jī)翼翼端結(jié)構(gòu)為了組裝翼尖小翼會(huì)變得比較復(fù)雜，也會(huì)增加一些額外的重量。翼尖小翼使機(jī)翼翼根彎矩和剪切載荷增大，還要導(dǎo)致機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量的增加。而且，翼尖小翼設(shè)計(jì)得不好，飛機(jī)的分離特性、 顫振特性也會(huì)隨之變差。近幾十年來，世界各個(gè)航空工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在為研制翼尖裝置而不懈努力，并設(shè)計(jì)出了各種不同類型的翼尖裝置。根據(jù)翼尖裝置的形狀，目前國際上有幾類一種是翼尖帆，或稱上反式翼尖小翼。 這種式樣的翼尖小翼一般具有三段式的結(jié)構(gòu)，即具有安裝段、圓弧過渡段和直板段，這種翼尖裝置有比較明顯的彎曲翼片，在實(shí)際應(yīng)用中，波音公司(Boeing)生產(chǎn)的747-400型飛機(jī)和空中客車(AIRBUS)的A330和A340系列飛機(jī)都使用了這樣的翼尖裝置。另外在如波音 727、波音757和波音767飛機(jī)進(jìn)行改裝時(shí)，也會(huì)安裝這種翼尖裝置。另一種是三角形翼尖帆，這種形式的翼尖帆在空中客車A320系列、A310和A380中運(yùn)用，這種類型的翼尖裝置也可說是空中客車飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)形式。另外，波音新設(shè)計(jì)的客機(jī)如波音777、波音787、波音747-8都以特殊的鯊魚鰭式翼尖裝置(raked winglet)來代替翼尖帆。雖然上反式翼尖小翼和翼尖帆都有明顯的減阻效果，但是無論是翼尖小翼還是翼尖帆，它們翼根的彎矩都較大，這就增加了其自身的結(jié)構(gòu)重量，并對(duì)飛機(jī)的顫振特性產(chǎn)生一定影響。因此，人們希望能在保持翼尖裝置氣動(dòng)特性的同時(shí)，減少翼尖裝置的重量，降低因安裝翼尖裝置所帶來的彎矩重量增加和對(duì)顫振特性的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種翼尖裝置，其能夠在在保持翼尖裝置氣動(dòng)特性的同時(shí)，減少翼尖裝置的重量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種飛機(jī)翼尖裝置，所述飛機(jī)翼尖裝置包括過渡部和翼尖部，所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部與飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端連接，所述過渡部的外側(cè)端部與所述翼尖部的連接，其中，所述翼尖部包括多個(gè)翼尖段，每個(gè)翼尖段都分別包括翼尖和翼根，所述第一個(gè)翼尖段的翼根與所述過渡部的外側(cè)端部連接，并且與所述過渡部外側(cè)端部的前緣對(duì)齊，所述第n+1個(gè)翼尖段的翼根位于第η個(gè)翼尖段的翼尖上，并且所述第η+1個(gè)翼尖段的翼根弦長(zhǎng)短于第η個(gè)翼尖段的翼尖弦長(zhǎng)，其中η > 0。在本發(fā)明中，將飛機(jī)每個(gè)翼尖段中的頂部稱作為“翼尖”，將飛機(jī)每個(gè)翼尖段的底部稱作為“翼根”。特別地，所述第η+1個(gè)翼尖段的厚度薄于所述第η個(gè)翼尖段。特別地，所述每個(gè)翼尖段的翼尖的弦長(zhǎng)都小于其翼根的弦長(zhǎng)。更特別地，所述每個(gè)翼尖段都為弦長(zhǎng)漸縮的翼尖段。特別地，所述第一個(gè)翼尖段的翼根的弦長(zhǎng)小于等于所述過渡部的外側(cè)端部的弦長(zhǎng)。特別地，所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部弦長(zhǎng)大于所述過渡部的外側(cè)端部弦長(zhǎng)。特別地，所述過渡部為弦長(zhǎng)漸縮的過渡部。特別地，所述過渡部的上曲面和下曲面為光滑曲面。特別地，所述過渡部與所述飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端光滑連接。特別地，所述飛機(jī)翼尖裝置與所述飛機(jī)機(jī)翼一體成型。特別地，所述翼尖部的后緣線和所述過渡部的后緣線對(duì)齊。特別地，所述翼尖裝置的過渡部的起始端位于所述機(jī)翼沿展向的展長(zhǎng)的 85% -100%。特別地，所述翼尖部的第一段翼根的弦長(zhǎng)為所述過渡部外側(cè)端部弦長(zhǎng)的 10% -100%。特別地，所述翼尖部的每個(gè)翼尖段的前緣線是圓錐曲線線段、樣條線、直線或折線段。更特別地，所述圓錐曲線線段是拋物線、雙曲線或橢圓。另外，本發(fā)明還提供一種飛機(jī)翼尖裝置，所述飛機(jī)翼尖裝置包括過渡部和翼尖部， 所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部與飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端連接，所述過渡部的外側(cè)端部與所述翼尖部連接，其特征在于，所述翼尖部包括翼根和翼尖，所述翼尖部的翼根與所述過渡部的外側(cè)端面連接，并且與所述過渡部外側(cè)端部的前緣對(duì)齊，所述翼根的弦長(zhǎng)小于所述過渡部外側(cè)端面的弦長(zhǎng)。特別地，所述翼尖部的厚度薄于所述過渡部。特別地，所述翼尖部的翼尖弦長(zhǎng)小于其翼根弦長(zhǎng)。更特別地，所述翼尖部為弦長(zhǎng)漸縮的翼尖部。特別地，所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部弦長(zhǎng)大于所述過渡部的外側(cè)端部弦長(zhǎng)。更特別地， 所述過渡部為弦長(zhǎng)漸縮的過渡部。特比地，所述過渡部的上曲面和下曲面為光滑曲面。特別地，所述過渡部與所述飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端光滑連接。特別地，所述飛機(jī)翼尖裝置與所述飛機(jī)機(jī)翼一體成型。特別地，所述翼尖部的后緣線和所述過渡部的后緣線對(duì)齊。特別地，所述翼尖裝置的過渡部的起始端位于所述機(jī)翼沿展向的展長(zhǎng)的85% -100%。特別地，所述翼尖部的翼根的弦長(zhǎng)為所述過渡部外側(cè)端部弦長(zhǎng)的10% -100%。特別地，所述翼尖部的前緣線是圓錐曲線線段、樣條線、直線或折線段。更特別地， 所述圓錐曲線線段是拋物線、雙曲線或橢圓。由于本發(fā)明的翼尖裝置呈階梯狀設(shè)置，所以其翼尖上增加了一個(gè)以上的間斷面， 從而使翼尖誘導(dǎo)出的翼尖渦互相抑制，減弱了渦流強(qiáng)度，從而達(dá)到了減阻效果，另外，本發(fā)明的翼根彎矩增量較小，從而減輕了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，對(duì)顫振特性影響也較小。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)后緣對(duì)齊的小翼實(shí)施例的主視圖；圖2是本發(fā)明另一個(gè)后緣對(duì)齊小翼實(shí)施例的示意圖；圖3是本發(fā)明的一個(gè)前緣對(duì)齊的小翼實(shí)施例的主視圖；圖4是本發(fā)明另一個(gè)前緣對(duì)齊的小翼實(shí)施例的示意圖；圖5是本發(fā)明另一個(gè)小翼實(shí)施例的主視圖，在該實(shí)施例中，所述階梯狀翼尖部設(shè)置在中間；圖6是如圖5所示的小翼的示意圖；圖7示出了本發(fā)明另一個(gè)后緣對(duì)齊小翼的實(shí)施例，在該實(shí)施例中，第n+1個(gè)翼尖段的翼根弦長(zhǎng)和第η個(gè)翼尖段的翼尖弦長(zhǎng)相等。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，飛機(jī)翼尖裝置呈多階梯形狀，其包括過渡部1和翼尖部2，所述過渡部1的內(nèi)側(cè)端部與飛機(jī)機(jī)翼6的遠(yuǎn)端連接，所述過渡部1 的外側(cè)端部與所述翼尖部2的連接，其中，所述翼尖部包括多個(gè)翼尖段&，每個(gè)翼尖段都分別包括翼尖4η和翼根\，所述第一個(gè)翼尖段S1的翼根S1與所述過渡部1的外側(cè)端部連接， 并且與所述過渡部1外側(cè)端部的后緣對(duì)齊，所述第n+1個(gè)翼尖段3n+1的翼根S1位于第η個(gè)翼尖段I的翼尖4η上，并且所述第n+1個(gè)翼尖段L1的翼根S1弦長(zhǎng)小于第η個(gè)翼尖段的翼尖4η弦長(zhǎng)，其中η > 0。另外，如圖1所示，所述翼尖部2的后緣線和所述過渡部1的后緣線對(duì)齊。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述第n+1個(gè)翼尖部3n+1的厚度薄于所述第η個(gè)翼尖部1。所述每個(gè)翼尖段3的翼尖4的弦長(zhǎng)都小于其翼根5的弦長(zhǎng)，并形成弦長(zhǎng)漸縮的翼尖段3。所述第一個(gè)翼尖段S1的翼根S1的弦長(zhǎng)小于等于所述過渡部1的外側(cè)端部的弦長(zhǎng)。所述過渡部1的內(nèi)側(cè)端部弦長(zhǎng)大于所述過渡部1的外側(cè)端部弦長(zhǎng)，并形成弦長(zhǎng)漸縮的過渡部 1。所述過渡部1的上曲面和下曲面為光滑曲面。所述過渡部1與所述飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端光滑連接。所述飛機(jī)翼尖裝置與所述飛機(jī)機(jī)翼一體成型。另外，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述翼尖裝置的過渡部1的起始端位于所述機(jī)翼沿展向的展長(zhǎng)的85% -100%，所述翼尖部2的第一段翼根S1的弦長(zhǎng)為所述過渡部1 的外側(cè)端部弦長(zhǎng)的10% -100%。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述翼尖裝置也可以呈單階梯形狀，包括過渡部1和翼尖部2，所述過渡部1的內(nèi)側(cè)端部與飛機(jī)機(jī)翼6的遠(yuǎn)端連接，所述過渡部1的外側(cè)端部與所述翼尖部連接，其特征在于，所述翼尖部2包括翼根5和翼尖4，所述翼尖部2的翼根5與所述過渡部1的外側(cè)端面連接，并且與所述過渡部1外側(cè)端部的后緣對(duì)齊，并且所述翼根5 的弦長(zhǎng)小于所述過渡部1外側(cè)端面的弦長(zhǎng)。另外，所述翼尖部2的每個(gè)翼尖段3的前緣線是圓錐曲線線段、樣條線、直線或折線段。更特別地，所述圓錐曲線線段是拋物線、雙曲線或橢圓。如圖1所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中所述翼尖部2每個(gè)翼尖段3的前緣是圓錐曲線線段。如圖3和圖4所示，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述第一個(gè)翼尖段S1的翼根S1 還可以與所述過渡部1外側(cè)端部的前緣對(duì)齊。此時(shí)，所述翼尖部2的前緣線和所述過渡部 1的前緣線對(duì)齊。另外，所述翼尖部2的每個(gè)翼尖段3的后緣線是圓錐曲線線段、樣條線、直線或折線段。更特別地，所述圓錐曲線線段是拋物線、雙曲線或橢圓。而如圖3所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述翼尖部2的每個(gè)翼尖段3的后緣線是直線。另外，如圖5和圖6所示，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述翼尖部2可以設(shè)置在所述過渡部1外側(cè)端部的中間，即所述第一個(gè)翼尖段S1的翼根S1既不與所述過渡部1外側(cè)端部的前緣對(duì)齊，也不與所述過渡部1外側(cè)端部的后緣對(duì)齊。此時(shí)，所述翼尖部2的每個(gè)翼尖段的前緣線和后緣線可以分別是圓錐曲線線段、 樣條線、直線或折線段，更特別地，所述圓錐曲線線段是拋物線、雙曲線或橢圓。所述前緣線和后緣線可以采用同一種類型的線段，也可以采用不同類型的線段。而如圖5和圖6所示， 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中所述翼尖部2的翼尖段3的后緣線是直線，前緣線是圓錐曲線段。上述如圖3-6所述的設(shè)置方式也可以用于單階梯狀的小翼，其設(shè)置方法與上述多階梯狀小翼的類似，在此不再贅述。此外，如圖7所示，在一個(gè)實(shí)施例中，第n+1個(gè)翼尖段3n+1的翼根5n+1弦長(zhǎng)和第η個(gè)翼尖段I的翼尖4η弦長(zhǎng)相等，在這種情況中，在每個(gè)翼尖段的連接處將弦長(zhǎng)切割，所以其還是可以產(chǎn)生階梯的形狀。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而可以理解，在本發(fā)明的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)作各種變化和改進(jìn)，但都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。上述實(shí)施例的描述是例示性的而不是限制性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求所確定。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)翼尖裝置，所述飛機(jī)翼尖裝置包括過渡部和翼尖部，所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部與飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端連接，所述過渡部的外側(cè)端部與所述翼尖部的連接，其特征在于，所述翼尖部包括多個(gè)翼尖段，每個(gè)翼尖段都分別包括翼尖和翼根，所述第一個(gè)翼尖段的翼根與所述過渡部的外側(cè)端部連接，并且與所述過渡部外側(cè)端部的前緣對(duì)齊，所述第n+1個(gè)翼尖段的翼根位于第η個(gè)翼尖段的翼尖上，并且所述第n+1個(gè)翼尖段的翼根弦長(zhǎng)小于等于第η 個(gè)翼尖段的翼尖弦長(zhǎng)，其中η > 0。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述第n+1個(gè)翼尖段的厚度薄于所述第η個(gè)翼尖段。
3.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述每個(gè)翼尖段的翼尖的弦長(zhǎng)都小于其翼根的弦長(zhǎng)。
4.如權(quán)利要求3所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述每個(gè)翼尖段都為弦長(zhǎng)漸縮的翼尖段。
5.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述第一個(gè)翼尖段的翼根的弦長(zhǎng)小于等于所述過渡部的外側(cè)端部的弦長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部弦長(zhǎng)大于所述過渡部的外側(cè)端部弦長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求5所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部為弦長(zhǎng)漸縮的過渡部。
8.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部的上曲面和下曲面為光滑曲面。
9.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部與所述飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端光滑連接。
10.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述飛機(jī)翼尖裝置與所述飛機(jī)機(jī)翼一體成型。
11.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部的前緣線和所述過渡部的前緣線對(duì)齊。
12.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖裝置的過渡部的起始端位于所述機(jī)翼沿展向的展長(zhǎng)的85%-100%。
13.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部的第一個(gè)翼尖段的翼根的弦長(zhǎng)為所述過渡部外側(cè)端部弦長(zhǎng)的10% -100%。
14.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部每個(gè)翼尖段的后緣線是圓錐曲線線段、樣條線、直線或折線段。
15.如權(quán)利要求14所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述圓錐曲線線段是拋物線、雙曲線或橢圓。
16.一種飛機(jī)翼尖裝置，所述飛機(jī)翼尖裝置包括過渡部和翼尖部，所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部與飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端連接，所述過渡部的外側(cè)端部與所述翼尖部連接，其特征在于，所述翼尖部包括翼根和翼尖，所述翼尖部的翼根與所述過渡部的外側(cè)端面連接，并且所述翼尖部與所述過渡部的前緣對(duì)齊，并且所述翼根的弦長(zhǎng)小于等于所述過渡部外側(cè)端面的弦長(zhǎng)。
17.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部的厚度薄于所述過渡部。
18.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部的翼尖弦長(zhǎng)小于其翼根弦長(zhǎng)。
19.如權(quán)利要求18所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部為弦長(zhǎng)漸縮的翼尖部。
20.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部的內(nèi)側(cè)端部弦長(zhǎng)大于所述過渡部的外側(cè)端部弦長(zhǎng)。
21.如權(quán)利要求20所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部為弦長(zhǎng)漸縮的過渡部。
22.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部的上曲面和下曲面為光滑曲面。
23.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述過渡部與所述飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端光滑連接。
24.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述飛機(jī)翼尖裝置與所述飛機(jī)機(jī)翼一體成型。
25.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部的前緣線和所述過渡部的前緣線對(duì)齊。
26.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖裝置的過渡部的起始端位于所述機(jī)翼沿展向的展長(zhǎng)的85% -100%。
27.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部的翼根的弦長(zhǎng)為所述過渡部外側(cè)端部弦長(zhǎng)的10% -100%。
28.如權(quán)利要求16所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述翼尖部的后緣線是圓錐曲線線段、樣條線、直線或折線段。
29.如權(quán)利要求觀所述的飛機(jī)翼尖裝置，其特征在于，所述圓錐曲線線段是拋物線、雙曲線或橢圓。
全文摘要
一種飛機(jī)翼尖裝置，其包括過渡部和翼尖部，過渡部的內(nèi)側(cè)端部與飛機(jī)機(jī)翼的遠(yuǎn)端連接，過渡部的外側(cè)端部與所述翼尖部的連接，所述翼尖部包括多個(gè)翼尖段，每個(gè)翼尖段都分別包括翼尖和翼根，第一個(gè)翼尖段的翼根與所述過渡部的外側(cè)端部連接，并且與過渡部外側(cè)端部的前緣對(duì)齊，第n+1個(gè)翼尖段的翼根位于第n個(gè)翼尖段的翼尖上，并且第n+1個(gè)翼尖段的翼根弦長(zhǎng)小于等于第n個(gè)翼尖段的翼尖弦長(zhǎng)，其中n＞0。由于本發(fā)明的翼尖裝置呈階梯狀設(shè)置，所以其翼尖上增加了一個(gè)以上的間斷面，從而使翼尖誘導(dǎo)出的翼尖渦互相抑制，減弱了渦流強(qiáng)度，從而達(dá)到了減阻效果，另外，本發(fā)明的翼根彎矩增量較小，從而減輕了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，對(duì)顫振特性影響也較小。
文檔編號(hào)B64C3/36GK102167152SQ20111005942
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者于哲慧, 劉鐵軍, 周峰, 張冬云, 張淼, 張美紅, 汪君紅, 薛飛, 陳迎春, 馬涂亮 申請(qǐng)人:中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院