在飛行器組件中使用的壓力均衡通風(fēng)孔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)大體涉及飛行器組件，并且更具體地涉及在飛行器組件中使用的壓力均衡通風(fēng)孔。
【背景技術(shù)】
[0002]至少一些已知的飛行器包括機(jī)翼-機(jī)身/翼身(wing-to-body)整流罩以增加氣動(dòng)效率。在飛行器的加速/減速期間和/或隨著飛行器升高/降低海拔，未加壓的飛行器體積(即，不是座艙)經(jīng)歷顯著的壓力變化。例如，未加壓的體積經(jīng)受壓力變化。在至少一些已知的飛行器中，這樣的壓力變化通過(guò)使用位于整流罩中的簡(jiǎn)易通風(fēng)孔被均衡。已知的通風(fēng)孔通常類似于家常的通風(fēng)孔而存在。然而，已知的通風(fēng)孔通過(guò)它們僅有的存在可以對(duì)飛行器產(chǎn)生相當(dāng)大的阻力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一方面，提供了在飛行器組件中使用的壓力均衡通風(fēng)孔。壓力均衡通風(fēng)孔包括具有第一端和與第一端相對(duì)的第二端以及第一側(cè)面和與第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面的開(kāi)口。通風(fēng)孔進(jìn)一步包括定位在開(kāi)口內(nèi)的多個(gè)百葉窗。每個(gè)百葉窗被定位在離相鄰百葉窗預(yù)定的距離以在它們之間形成間隙。每個(gè)百葉窗包括被配置以增加穿過(guò)通風(fēng)孔的氣流效率的翼型橫截面。
[0004]在另一方面，提供了一種制造飛行器組件中的壓力均衡通風(fēng)孔的方法。該方法包括形成具有第一端和與第一端相對(duì)的第二端以及第一側(cè)面和與第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面的開(kāi)口。該方法進(jìn)一步包括在開(kāi)口內(nèi)定位多個(gè)百葉窗。每個(gè)百葉窗定位在離相鄰百葉窗預(yù)定的距離以在它們之間形成間隙。每個(gè)百葉窗包括被配置以增加穿過(guò)通風(fēng)孔的氣流效率的翼型橫截面。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是示例性飛行器生產(chǎn)和使用方法的流程圖。
[0006]圖2是示例性飛行器的方框圖。
[0007]圖3是可以與圖2中所示的飛行器一起使用的示例性機(jī)翼-機(jī)身整流罩的底部透視圖。
[0008]圖4是沿線3-3所截取的圖3中所示飛行器的局部剖視圖。
[0009]圖5是可以與圖3和圖4中所示的機(jī)翼-機(jī)身整流罩一起使用的壓力管理系統(tǒng)的透視圖。
[0010]圖6是可以與圖3-圖5中所示的壓力均衡通風(fēng)孔一起使用的示例性百葉窗的側(cè)面透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本文的方法和系統(tǒng)在飛行器制造與使用方法100(圖1所示)和飛行器102(圖2所示)的背景中描述。飛行器102在本文中也可以被稱為“飛行器組件”。替代地，本文所描述的方法和系統(tǒng)可以在涉及液體分配系統(tǒng)的任何背景中和/或在任何環(huán)境中被實(shí)施。在預(yù)生產(chǎn)期間，方法100可以利用飛行器102的規(guī)格和設(shè)計(jì)104和/或材料采購(gòu)106。在生產(chǎn)期間，進(jìn)行飛行器102的部件和子組件制造108和系統(tǒng)集成110。此后，飛行器102在投入使用114之前可以經(jīng)歷認(rèn)證和交付112。當(dāng)由客戶使用時(shí)，飛行器102例行進(jìn)行日常維護(hù)和檢修116(例如，包括修改、重新配置和/或翻新)。
[0012]方法100的每個(gè)過(guò)程都可以通過(guò)系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如，客戶)而執(zhí)行或者實(shí)行。為了本公開(kāi)的目的，系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任意數(shù)量的飛行器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括但不限于任意數(shù)量的廠商、分包商和供應(yīng)商；以及操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織等等。
[0013]如圖2所示，使用方法100生產(chǎn)的飛行器102可以包括具有多個(gè)系統(tǒng)120的機(jī)身118和內(nèi)部122。高水平系統(tǒng)120的示例可以包括推進(jìn)系統(tǒng)124、電氣系統(tǒng)126、液壓系統(tǒng)128和/或環(huán)境系統(tǒng)130中的一個(gè)或更多個(gè)?？梢园ㄈ我鈹?shù)量的其它系統(tǒng)。雖然示出航空航天示例，但是本發(fā)明的原理可以適用于其它行業(yè)，如汽車行業(yè)、機(jī)械、重型設(shè)備以及供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HAVC)應(yīng)用。
[0014]本文所體現(xiàn)的裝置和方法可以在生產(chǎn)和使用方法100的任何一個(gè)或更多個(gè)階段期間被采用。例如，對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)過(guò)程108的部件或子組件可以以類似于當(dāng)飛行器102投入使用時(shí)生產(chǎn)的部件或子組件的方法被生產(chǎn)或制造。同樣，一個(gè)或更多個(gè)裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或它們的組合可以在生產(chǎn)階段108和110期間被利用，例如，通過(guò)充分加快飛行器102的組裝或降低其成本。類似地，裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或它們的組合中的一個(gè)或更多個(gè)可以在飛行器102投入使用中時(shí)被利用，例如但不限于維護(hù)和檢修116。
[0015]如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“飛行器”可以包括，但不限于僅包括飛機(jī)、無(wú)人駕駛飛機(jī)(UAV)、滑翔機(jī)、直升機(jī)和/或行進(jìn)通過(guò)空域的任何其它實(shí)體。此外，在替代的實(shí)施方式中，本文所描述的飛行器制造和使用方法可以被用于任何制造和/或使用操作中。
[0016]圖3是可以與飛行器102 (圖2中所示)一起使用的示例性機(jī)翼-機(jī)身整流罩300的底部透視圖。在示例性實(shí)施方式中，飛行器102包括第一機(jī)翼302和第二機(jī)翼304，兩者都耦接到機(jī)身306。機(jī)翼-機(jī)身整流罩300從第一機(jī)翼302的第一部分310延伸跨過(guò)機(jī)身306的底部表面308到第二機(jī)翼304的第一部分312。在示例性實(shí)施方式中，機(jī)翼-機(jī)身整流罩300也包括壓力均衡通風(fēng)孔314，該通風(fēng)孔用于均衡飛行器102的未加壓區(qū)域和外部空氣之間的壓力變化。本文所描述的壓力均衡通風(fēng)孔不限于與機(jī)翼-機(jī)身整流罩一起使用。相反，壓力均衡通風(fēng)孔可以與確保壓力均衡通風(fēng)孔起到如本文所描述的作用的任何類型的整流罩一起使用。
[0017]圖4是沿線3-3所截取的飛行器102(圖3中所示)的局部剖視圖。在示例性實(shí)施方式中，機(jī)翼-機(jī)身整流罩300包括鄰近機(jī)身306的外表面402的內(nèi)表面400。整流罩內(nèi)表面400和機(jī)身外表面402限定在它們之間的腔404，該腔具有第一內(nèi)部壓力。機(jī)翼-機(jī)身整流罩300外側(cè)的外部區(qū)域406具有第二外部壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，外部區(qū)域406在飛行期間可以包括飛行器102外側(cè)的大氣空氣。外部區(qū)域406的外部壓力可以大于或小于腔404內(nèi)的內(nèi)部壓力。壓力均衡通風(fēng)孔314被配置為使內(nèi)部壓力和外部壓力均衡。
[0018]圖5是可以與機(jī)翼-機(jī)身整流罩300(圖3和圖4中所示)一起使用的壓力均衡通風(fēng)孔314的透視圖。在示例性實(shí)施方式中，通風(fēng)孔314在飛行器102的操縱期間和在其它飛行狀況期間被配置為均衡外部壓力和腔404內(nèi)的內(nèi)部壓力之間的壓差。相比于已知的設(shè)計(jì)，通風(fēng)孔314對(duì)飛行器102產(chǎn)生較小的阻力。
[0019]在示例性實(shí)施方式中，通風(fēng)孔314大體為矩形形狀并且限定開(kāi)口 500。開(kāi)口 500被限定在通風(fēng)孔314的主體501中，其被配置為安裝在開(kāi)口中(未示出)，該開(kāi)口被限定在飛行器102的蒙皮中。替代地，開(kāi)口 500可以被直接地限定在機(jī)翼-機(jī)身整流罩300中。通風(fēng)孔開(kāi)口 500具有第一端502和與第一端502相對(duì)的第二端504。通風(fēng)孔開(kāi)口 500還具有第一側(cè)面506和與第一側(cè)面506相對(duì)的第二側(cè)面508。通風(fēng)孔開(kāi)口 500在第一端502和第二端504之間具有預(yù)定的通風(fēng)孔長(zhǎng)度VL并且在第一側(cè)面506和第二側(cè)面508之間具有預(yù)定的通風(fēng)孔寬度VW。通風(fēng)孔314還包括耦接到主體501或直接地耦接到飛行器蒙皮的多個(gè)百葉窗510。百葉窗510被定向成大體垂直于通風(fēng)孔長(zhǎng)度VL。每個(gè)百葉窗510跨越通風(fēng)孔開(kāi)口 500并且具有從第一側(cè)面506到第二側(cè)面508的寬度VW。此外，百葉窗510彼此被隔開(kāi)預(yù)定的距離d以在相鄰百葉窗510之間形成間隙512。
[0020]圖6是可以與壓力均衡通風(fēng)孔314 (圖3-圖5中所示)一起使用的示例性百葉窗510的側(cè)面透視圖。在示例性實(shí)施方式中，百葉窗510具有長(zhǎng)度L和寬度VW。百葉窗510具有翼型橫截面，包括前表面600和后表面602。前表面600具有高度Hl并且是梯形形狀，并且包括多個(gè)平面表面。更具體地，前表面600包括至少第一平面表面604、第二平面表面606和第三平面表面608。第一平面表面604被定向成使得它相對(duì)于χ-y坐標(biāo)平面上的參考軸線Xl具有正角度α。更具體地，第一平面表面604從前表面600到后表面602成角度的朝向外部區(qū)域406(圖4中所示)遠(yuǎn)離機(jī)身外表面402(圖4中所示)。角度α確保第一平面表面604使流經(jīng)通風(fēng)孔314的空氣612偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離飛行器102以減少被迫進(jìn)入飛行器102內(nèi)的空氣量。減少被迫進(jìn)入飛行器102內(nèi)的空氣可以減小阻力并且增加飛行器102的總效率。
[0021]第二平面表面606在豎直方向上被定向成大體垂直于x-y坐標(biāo)平面上的水平軸線Xlo第三平面表面608被定向成使得它相對(duì)于x-y坐標(biāo)平面上的參考軸線X2具有負(fù)角度β。更具體地，第三平面表面608從前表面600到后表面602成角度的朝向機(jī)身外表面402遠(yuǎn)離外部區(qū)域406。角度β確保相鄰百葉窗510被定位在通風(fēng)孔314內(nèi)，并允許足夠的空間用于在壓力均衡期間使空氣進(jìn)入和/或離開(kāi)通風(fēng)孔314。后表面602包括豎直表面610并且具有高度Η2。豎直表面610大體垂直x-y坐標(biāo)平面上的軸線Xl和Χ2。前表面高度Hl大于后表面高度H2。百葉窗510進(jìn)一步包括耦接在第一平面表面604和豎直表面610之間的表面614。該表面被定向成使得它相對(duì)于x-y坐標(biāo)平面上的參考軸線X3具有負(fù)角度γ。更具體地，表面614從前表面600到后表面602成角度的朝向機(jī)身外表面402遠(yuǎn)離外部區(qū)域406?角度γ被配置為使空氣612偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離第二平面表面606以降低對(duì)第二平面表面606的沖擊。角度γ也被配置為改變空氣612的方向使得該方向更加相切于飛行器102的飛行方向。
[0022]在示例性實(shí)施方式中，除了每個(gè)百葉窗510的形狀之外，百葉窗510的長(zhǎng)度L和寬度VW結(jié)合每個(gè)百葉窗510之間的距離d進(jìn)一步確保機(jī)翼-機(jī)身整流罩300的合適的通風(fēng)并且減小氣動(dòng)阻力。更具體地，在示例性實(shí)施方式中，通風(fēng)孔開(kāi)口 500具有預(yù)定的長(zhǎng)度VL與寬度VW比和百葉窗510之間的預(yù)定的距離d與百葉窗510的數(shù)目比。長(zhǎng)度VL與寬度VW比和百葉窗510之間的距離d與百葉窗510的數(shù)目比的值取決于與從腔404有待移除的空氣量相關(guān)聯(lián)的飛行器102的典型飛行速度。
[0023]關(guān)于長(zhǎng)度VL與寬度VW比，最接近第一端502(圖5中所示)的百葉窗510相對(duì)于其它百葉窗510被暴露于流經(jīng)通風(fēng)孔314的最大空氣量。因?yàn)樽罱咏谝欢?02的百葉窗510的第一平面表面604使空氣偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離飛行器102，所以接觸剩余百葉窗510的空氣量基本被減小。如果長(zhǎng)度VL與寬度VW比太大，通風(fēng)孔314將不會(huì)暴露于均衡壓力的足夠的空氣量。替代地，如果長(zhǎng)度VL與寬度VW比太小，通風(fēng)孔314在第一端502處將具有暴露于空氣的較大表面，導(dǎo)致對(duì)飛行器102的阻力增加。
[0024]此外，在示例性實(shí)施方式中，通風(fēng)孔開(kāi)口 500具有百葉窗510之間的預(yù)定的距離d與百葉窗510的數(shù)目比。如果每個(gè)百葉窗510之間的距離d太大，由第一平面表面604產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)影響將不會(huì)使下游百葉窗510免于空氣的流動(dòng)。因此，每個(gè)百葉窗510可以接觸較大的空氣量，增加對(duì)通風(fēng)孔314的阻力。替代地，如果每個(gè)百葉窗510之間的距離d太小，由第一平面表面604偏轉(zhuǎn)的空氣量將被減小，導(dǎo)致空氣朝向下游百葉窗510被偏轉(zhuǎn)，而不是遠(yuǎn)離飛行器102。隨著百葉窗510之間的距離d增加，百葉窗510的數(shù)目