技术领域

本发明涉及一种飞机机翼的翼尖装置。 背景技术

飞机维持正常飞行时所需的升力是靠机翼上下 表面的压力差产生的，由 于上下表面压差的存在， 翼尖附近机翼下表面空气会绕流到上表面， 形成翼 尖涡， 致使翼尖附近区域机翼上下表面的压差降低， 从而导致这一区域产生 的升力降低。

针对上述问题， 通常在飞机机翼翼尖上再设置翼尖小翼（wingle t ) , 该 小翼的主要作用是在不增大机翼展长的前提下 ， 提高有效的展弦比。 这样机 翼的二维效应增强， 诱导阻力减小， 升力增加， 升阻比提高。 其次， 翼梢小 翼还能耗散翼尖涡， 减少对尾随飞行的小飞机的威胁。

然而， 飞机机翼一旦加装了翼尖小翼， 增加了翼尖小翼的重量。 机翼翼 端结构为了组装翼尖小翼会变得比较复杂， 也会增加一些额外的重量。 翼尖 小翼使机翼翼根弯矩和剪切载荷增大，还要导 致机翼结构重量的增加。而且， 翼尖小翼设计得不好， 飞机的分离特性、 颤振特性也会随之变差。

近几十年来，世界各个航空工业发达国家都在 为研制翼尖装置而不懈努 力， 并设计出了各种不同类型的翼尖装置。

根据翼尖装置的形状， 目前国际上有几类： 一种是翼尖帆， 或称上反式 翼尖小翼。 这种式样的翼尖小翼一般具有三段式的结构， 即具有安装段、 圆 弧过渡段和直板段， 这种翼尖装置有比较明显的弯曲翼片， 在实际应用中， 波音公司 ( Boeing )生产的 747-400型飞机和空中客车 ( Airbus )的 A330和 A340系列飞机都使用了这样的翼尖装置。 另外在如波音 727、 波音 757和波 音 767飞机进行改装时， 也会安装这种翼尖装置。

另一种是三角形翼尖帆，这种形式的翼尖帆在 空中客车 A320系列、 A310 和 A380中运用， 这种类型的翼尖装置也可说是空中客车飞机的 标准形式。

另外， 波音新设计的客机如波音 777、 波音 787、 波音 747-8都以特殊的 鲨鱼鰭式翼尖装置 （ raked winglet ) 来代替翼尖帆。

虽然上反式翼尖小翼和翼尖帆都有明显的减阻 效果，但是无论是翼尖小 翼还是翼尖帆， 它们翼根的弯矩都较大， 这就增加了其自身的结构重量， 并 对飞机的颤振特性产生一定影响。

因此， 人们希望能在保持翼尖装置气动特性的同时， 减少翼尖装置的重 量， 降低因安装翼尖装置所带来的弯矩重量增加和 对颤振特性的影响。 发明内容

本发明的目的在于提供一种翼尖装置，其能够 在保持翼尖装置气动特性 的同时， 减少翼尖装置的重量。

为实现上述目的， 本发明提供一种飞机翼尖装置， 所述飞机翼尖装置包 括过渡部和翼尖部， 所述过渡部的内侧端部与飞机机翼的远端连接 ， 所述过 渡部的外侧端部与所述翼尖部连接， 其中， 所述翼尖部包括多个翼尖段， 每 个翼尖段都分别包括翼尖和翼根， 所述第一个翼尖段的翼根与所述过渡部的 外侧端部连接， 第 n+1个翼尖段的翼根位于第 n个翼尖段的翼尖上， 并且所 述第 n+1个翼尖段的翼根弦长小于等于第 n个翼尖段的翼尖弦长，其中 n>0。

在本发明中， 将飞机每个翼尖段中的顶部称作为 "翼尖" ， 将飞机每个 翼尖段的底部称作为 "翼根" 。 另外， 在本发明中， 所述翼尖段可以设置在 过渡部外侧的任何位置， 例如可以与所述过渡部外侧端部的后缘对齐， 或者 与所述过渡部外侧端部的前缘对齐， 或者设置在所述过渡部外侧端部的前缘 和后缘之间。

特别地， 所述第 n+1个翼尖段的厚度薄于所述第 n个翼尖段。

特別地，所述每个翼尖段的翼尖的弦长都小于 其翼根的弦长。更特别地， 所述每个翼尖段都为弦长渐缩的翼尖段。

特别地， 所述第一个翼尖段的翼根的弦长小于等于所述 过渡部的外侧端 部的弦长。

特别地， 所述过渡部的内侧端部弦长大于所述过渡部的 外侧端部弦长。 特别地， 所述过渡部为弦长渐缩的过渡部。

特别地， 所述过渡部的上曲面和下曲面为光滑曲面。

特别地， 所述过渡部与所述飞机机翼的远端光滑连接。

特别地， 所述飞机翼尖装置与所述飞机机翼一体成型。

特别地， 所述翼尖部的后缘线和所述过渡部的后缘线对 齐。 特别地， 所述翼尖装置的过渡部的起始端位于所述机翼 沿展向的展长的

85%- 100%。

特别地， 所述翼尖部的第一段翼根的弦长为所述过渡部 外侧端部弦长的 10%- 100%。

特别地， 所述翼尖部的每个翼尖段的前缘线是圓锥曲线 线段、 样条线、 直线或折线段。 更特别地， 所述圆锥曲线线段是抛物线、 双曲线或椭圆。

另外， 本发明还提供一种飞机翼尖装置， 所述飞机翼尖装置包括过渡部 和翼尖部， 所述过渡部的内侧端部与飞机机翼的远端连接 ， 所述过渡部的外 侧端部与所述翼尖部连接， 其特征在于， 所述翼尖部包括翼根和翼尖， 所述 翼尖部的翼根与所述过渡部的外侧端面连接， 所述翼根的弦长小于等于所述 过渡部外侧端面的弦长。

特别地， 所述翼尖部的厚度薄于所述过渡部。

特别地， 所述翼尖部的翼尖弦长小于其翼根弦长。 更特别地， 所述翼尖 部为弦长渐缩的翼尖部。 ' 更特别地， 所述过渡部为弦长渐缩的过渡部。

特比地， 所述过渡部的上曲面和下曲面为光滑曲面。

特别地， 所述过渡部与所述飞机机翼的远端光滑连接。

特别地， 所述飞机翼尖装置与所述飞机机翼一体成型。

特别地， 所述翼尖部的后缘线和所述过渡部的后缘线对 齐。

特别地， 所述翼尖装置的过渡部的起始端位于所述机翼 沿展向的展长的

85%- 100%。

特别地， 所述翼尖部的翼根的弦长为所述过渡部外侧端 部弦长的

10%- 100%。

特别地， 所述翼尖部的前缘线是圓锥曲线线段、样条线 、直线或折线段。 更特别地， 所述圆锥曲线线段是抛物线、 双曲线或椭圓。

由于本发明的翼尖装置呈阶梯状设置， 所以其翼尖上增加了一个以上的 间断面， 从而使翼尖诱导出的翼尖涡互相抑制， 减弱了涡流强度， 从而达到 了减阻效果， 另外， 本发明的翼根弯矩增量较小， 从而减轻了飞机的结构重 量， 对颤振特性影响也较小。 附图说明

图 1是本发明的一个后缘对齐的小翼实施例的主� �图；

图 2是如图 1所示小翼的示意图；

图 3是本发明的一个前缘对齐的小翼实施例的主� �图；

图 4是如图 3所示小翼的示意图；

图 5是本发明另一个小翼实施例的主视图， 在该实施例中， 所述阶梯状 翼尖部设置在中间；

图 6是如图 5所示的小翼的示意图；

图 7示出了本发明另一个后缘对齐小翼的实施例� � 在该实施例中， 第 n+1个翼尖段的翼根弦长和第 n个翼尖段的翼尖弦长相等。 具体实施方式

如图 1和图 2所示， 在本发明的一个实施例中， 飞机翼尖装置呈多阶梯 形状， 其包括过渡部 1和翼尖部 2 , 所述过渡部 1的内侧端部与飞机机翼 6 的远端连接， 所述过渡部 1的外侧端部与所述翼尖部 2的连接， 其中， 所述 翼尖部包括多个翼尖段 3 _n ， 每个翼尖段都分别包括翼尖 4„和翼根 5 _n , 所述 第一个翼尖段 3 ,的翼根 5,与所述过渡部 1的外侧端部连接， 并且与所述过 渡部 1外侧端部的后缘对齐， 第 n+1个翼尖段 3 _n+I 的翼才艮 5 _n+I 位于第 n个翼 尖段 3 _n 的翼尖 4 _n 上， 并且所述第 n+1个翼尖段 3 ₁₁₊₁ 的翼根 5 _n+1 弦长小于第 n 个翼尖段 3 _n 的翼尖 4 _n 弦长， 其中 n>0。 另外， 如图 1所示， 所述翼尖部 2 的后缘线和所述过渡部 1的后缘线对齐。 （图 2中需要增加标示 3„和 3 _n+1 ) 在本发明的优选实施例中， 所述第 n+1个翼尖部 3 _n+1 的厚度薄于所述第 n个翼尖部 3 _n 。 所述每个翼尖段 3的翼尖 4的弦长都小于其翼根 5的弦长， 并形成弦长渐缩的翼尖段 3。所述第一个翼尖段 3 ,的翼根 5 ,的弦长小于等于 所述过渡部 1的外侧端部的弦长。 所述过渡部 1的内侧端部弦长大于所述过 渡部 1的外侧端部弦长， 并形成弦长渐缩的过渡部 1。 所述过渡部 1的上曲 面和下曲面为光滑曲面。 所述过渡部 1与所述飞机机翼的远端光滑连接。 所 述飞机翼尖装置与所述飞机机翼一体成型。

另外， 在本发明的一个优选实施例中， 所述翼尖装置的过渡部 1的起始 端位于所述机翼沿展向的展长的 85%-100% , 所述翼尖部 2的第一段翼根 5, 的弦长为所述过渡部 1的外侧端部弦长的 10%-100%。

在本发明的另一实施例中， 所述翼尖装置也可以呈单阶梯形状， 包括过 渡部 1和翼尖部 2 , 所述过渡部 1的内侧端部与飞机机翼 6的远端连接， 所 述过渡部 1的外侧端部与所述翼尖部连接， 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与所述过渡部 1的外侧端面连接， 并且与所述过渡部 1外侧端部的后缘对齐， 并且所述翼根 5的弦长小于所述 过渡部 1外侧端面的弦长。

另夕卜，所述翼尖部 2的每个翼尖段 3的前缘线是圆锥曲线线段、样条线、 直线或折线段。 更特别地， 所述圓锥曲线线段是抛物线、 双曲线或椭圆。 如 图 1所示， 在本发明的一个实施例中所述翼尖部 2每个翼尖段 3的前缘是圓 锥曲线线段。

如图 3和图 4所示， 在本发明的另一个实施例中， 所述第一个翼尖段 3 t 的翼根 5t还可以与所述过渡部 1外侧端部的前缘对齐。 此时， 所述翼尖部 2 的前缘线和所述过渡部 1的前缘线对齐。

另外，所述翼尖部 2的每个翼尖段 3的后缘线是圆锥曲线线段、样条线、 直线或折线段。 更特别地， 所述圓锥曲线线段是抛物线、 曲线或椭圓。 而 如图 3所示， 在本发明的一个实施例中， 所述翼尖部 2的每个翼尖段 3的后 缘线是直线。

另外， 如图 5和图 6所示， 在本发明的另一个实施例中， 所述翼尖部 2 可以设置在所述过渡部 1外侧端部的中间， 即所述第一个翼尖段 3 !的翼根 5,既不与所述过渡部 1外侧端部的前缘对齐， 也不与所述过渡部 1外侧端部 的后缘对齐。

此时， 所述翼尖部 2的每个翼尖段的前缘线和后缘线可以分别是� �锥曲 线线段、 样条线、 直线或折线段， 更特别地， 所述圆锥曲线线段是抛物线、 双曲线或椭圓。 所述前缘线和后缘线可以采用同一种类型的线 段， 也可以采 用不同类型的线段。 而如图 5和图 6所示， 在本发明的一个实施例中所述翼 尖部 2的翼尖段 3的后缘线是直线， 前缘线是圆锥曲线段。

上述如图 3-6所述的设置方式也可以用于单阶梯状的小翼 ， 其设置方法 与上述多阶梯状小翼的类似， 在此不再赘述。

此外， 如图 7所示 （图中需要增加 ⁴ n ) , 在一个实施例中， 第 n+1个翼尖段 3 _n+1 的翼根 5 _n+1 弦长和第 n个翼尖段 3 _n 的翼尖 4 _n 弦长相等，在 这种情况中， 在每个翼尖段的连接处将弦长切割， 所以其还是可以产生阶梯 的形状。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上， 然而可以理解， 在本发明的 创作思想下， 本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化 和改进， 但都属 于本发明的保护范围。 上述实施例的描述是例示性的而不是限制性的 ， 本发 明的保护范围由权利要求所确定。