專利名稱：密封飛行器飛行面的第一部件和第二部件之間間隙的密封件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛行面密封件(flight surface seal)。更具體地說，本發(fā)明涉及 一種位于飛行器的兩個(gè)操縱面部件之間用于密封其間的可變間隙的密封件。
背景技術(shù)：
在航天航空設(shè)計(jì)中，希望將飛行面的部件之間的任何間隙密封以便為經(jīng)過的氣流 提供光滑的表面。這減小了損耗并且防止了諸如邊界層分離等的不期望的流體流效應(yīng)以及 隨后的升力損失，并且防止機(jī)翼的上表面與下表面之間的壓力差的漏失。諸如機(jī)翼、水平安定面(tail plane)、垂直安定面(f in)、起落架艙門以及操縱面 (例如襟翼(flap)、縫翼(slat)、方向舵、副翼和擾流板)等的飛行器飛行面的部件，在使用 中往往響應(yīng)于控制輸入(就操縱面而言)而有意地移動(dòng)以及由于使用中所受到的熱膨脹和 收縮以及應(yīng)力而無意地移動(dòng)。因而，部件之間的待密封的間隙的寬度根據(jù)部件的相對位置而改變。已知的密封 技術(shù)利用了這樣的彈性密封件，該彈性密封件安裝到第一部件以密封在相鄰的第二部件并 且隨著密封間隙變化而相對密封間隙彈性地變形。在飛行器機(jī)翼后緣的可變曲度的襟翼之間觀察到這種間隙寬度的變化。機(jī)翼與襟 翼之間的間隙寬度不僅由于控制輸入而改變，而且該間隙寬度也由于機(jī)翼和襟翼隨著由于 工作溫度的變化以及受到一定范圍的應(yīng)力的飛行周期期間的變化而產(chǎn)生的熱膨脹和收縮 而改變。已經(jīng)提出了 λ或V形密封件，在這些密封件中將襟翼容納在λ或V形密封件的 腿部中。這種密封件的一個(gè)問題是單個(gè)腿部獨(dú)立地?fù)锨⑶乙蚨鴷?huì)由于很小的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剛 性而擴(kuò)展并且變形。因此，能夠觀察到諸如密封件顫振的現(xiàn)象，其中密封件腿部中的一個(gè)腿 部與在下面的襟翼分離(即，分開或脫離)。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的飛行面密封件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了用于密封飛行器飛行面的第一部件和第二部件之 間的間隙的飛行面密封件，該密封件具有密封件本體，該密封件本體包括安裝部以及第一 腿部和第二腿部，所述安裝部用于安裝到所述第一部件，所述第一腿部和所述第二腿部從 所述安裝部突出并且間隔開以在該第一腿部和第二腿部之間接收所述第二部件，其中，所 述密封件還包括第一加強(qiáng)構(gòu)件，該第一加強(qiáng)構(gòu)件構(gòu)造成至少部分地抑制所述第一腿部和所 述第二腿部的相對運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種飛行器飛行面密封件的制造方法，該方法包 括步驟提供模具；
在所述模具中設(shè)置至少一個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件；將密封材料引入所述模具中以至少部分地圍繞所述加強(qiáng)構(gòu)件；使所述密封材料固化；將所述密封件從所述模具移除。


現(xiàn)在將參照附圖描述示例性密封件，在附圖中圖1是飛行器的俯視圖；圖2是襟翼的運(yùn)動(dòng)范圍的沿著圖1中的II-II線的的側(cè)面剖視圖；圖3是第一已知襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；圖如是第二已知襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；圖4b是處于變形和非變形狀態(tài)下的圖如的襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；圖如是圖如的襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；圖fe是根據(jù)本發(fā)明的襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；圖恥是圖fe的襟翼密封件的一部分的側(cè)面剖視圖；圖5c是處于非變形狀態(tài)下的圖fe中的襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；圖5d是處于變形狀態(tài)下圖fe中的襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；圖k是圖fe中的襟翼密封件的立體圖；圖5f是沿著圖k中的F-F的圖fe的襟翼密封件的側(cè)面剖視圖；以及圖5g是圖fe的襟翼密封件的在圖5f的區(qū)域G中的部分的側(cè)面剖視圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，飛行器100包括機(jī)身102和機(jī)翼104、106。機(jī)翼104包括位于機(jī)翼后緣 下方面板后緣110處的襟翼108。襟翼108能被移動(dòng)以改變機(jī)翼104的空氣動(dòng)力特性。參見圖2，襟翼108的前緣112被示為出處于相對于機(jī)翼后緣110的多種操作位 置。襟翼108在使用中作弓形運(yùn)動(dòng)，并且能夠看出襟翼108的前緣112與所述后緣110之 間的距離變化很大(L1、L2、L3)。還應(yīng)該注意的是，襟翼108的豎直位置也相對于后緣110 變化，然而該變化與L1、L2、L3所描繪的水平運(yùn)動(dòng)相比較小。因此，襟翼108的前緣112與 機(jī)翼104的后緣110之間存在可變間隙114。出于空氣動(dòng)力學(xué)的原因，希望將間隙114密封。參見圖3，本領(lǐng)域所公知的大致平 面的密封件200通過緊固件202而附接到后緣110。平面密封件由彈性體密封材料構(gòu)成并 且在襟翼108的下表面109處與襟翼108接觸。密封件200由于與襟翼108接觸而輕微變 形并且因而有彈性地壓在表面109上。盡管這種接觸在靜止時(shí)密封了間隙114，但是由于氣流10所施加到襟翼上的力能 夠使密封件200從表面109脫離并且使密封件“顫振”。由于隨后空氣能夠穿過間隙114因 此這是不期望的。還應(yīng)該注意的是，因此當(dāng)襟翼108隨著供密封件抵靠表面109的力的值 減小(該密封件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剛性較小)而遠(yuǎn)離邊緣110運(yùn)動(dòng)時(shí)，密封件200的效果降低。參見圖4a，示出了已知的密封件300，該密封件300包括附接裝置302、第一腿部 304以及第二腿部306，該第一腿部304平行于邊緣110突出，該第二腿部306沿著與第一
4腿部相同的方向但是與第一腿部大約成45度角的角A而突出。第一腿部304抵靠襟翼108 的表面109，并且第二腿部306抵靠襟翼108的前緣112。參見圖4b，示出了襟翼位置X、Y、Z。如所觀察到的，在位置X和Y處，第二腿部306 抵靠襟翼108的前緣112以提供輔助密封來防止氣流10進(jìn)入?？梢宰⒁獾降氖牵谖恢肸 處未提供輔助密封。參見圖如，腿部304、306完全獨(dú)立地起作用，并且即使當(dāng)?shù)诙炔?06與襟翼108 的前緣112相接處時(shí)，也能觀察到第一腿部304的分離與顫振。盡管第二腿部306的輔助 密封效應(yīng)有助于減少空氣進(jìn)入，但是氣流10的顫振作用與瓦解引起阻滯和其它不期望的 空氣動(dòng)力效應(yīng)。圖如示出了根據(jù)本發(fā)明的密封件500。密封件500包括由彈性材料(例如聚氨酯 或硅酮)構(gòu)成的彈性本體502。該本體與密封件300的形狀相似，該本體包括附接部504、 第一腿部506和第二腿部508、以及它們之間的中央部510。附接部504和第一腿部506是 大致平面的、平行的并且通過中央部510連接。第二腿部508大致沿著與第一腿部506相 同的方向以角度A從中央部510突出。密封件500由此形成蘭姆達(dá)“ λ ”形狀。在第二腿部508的離中央部510最遠(yuǎn)的端部定位有面向第一腿部506的三個(gè)抗靜 摩擦肋512。所述肋512設(shè)計(jì)成提供對于襟翼的前緣的很小的接觸面積以避免第二腿部508 由于靜態(tài)摩擦(靜摩擦)而捕獲在襟翼上。密封件500還包括第一插入部514和第二插入部516。插入部514、516隨著密封 件逐漸變細(xì)而沿著機(jī)翼的后緣逐漸變細(xì)，以便符合機(jī)翼幾何學(xué)與動(dòng)力學(xué)。插入件514、516 由諸如碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)等的彈性材料構(gòu)成。第一插入件514包括附接部518、彎曲部520以及第一剪切部522。參見圖恥，彎 曲部是波狀的并且包括半徑為Rl的第一弓形部和半徑為R2的第二弓形部，該第二弓形部 連至半徑為R3的第一剪切部522。第二插入部516包括分別位于第一腿部506與第二腿部508中第一平面部5Μ和 第二平面部526。平面部524、526由半徑為R4的弓形的第二剪切部5 連接。R3與R4具 有相同的圓心0。因而在剪切部522、5觀之間的最短距離是恒定的以限定大致弓形的剪切 密封部5四。參見圖5c，密封件500利用如將在下文所述的固定裝置530安裝至所述后緣110。 在如圖5c中所示的密封件500的位置處，第一腿部506抵靠襟翼108的表面109并且第二 腿部抵靠襟翼108的前緣112。第二插入件516將第一腿部506和第二腿部508聯(lián)接起來以使它們的運(yùn)動(dòng)被相對 地抑制。因而，當(dāng)襟翼108推動(dòng)第二腿部508時(shí)，腿部506、508被沿著當(dāng)觀察圖5c時(shí)的逆 時(shí)針方向推動(dòng)，并且第一腿部被推動(dòng)而與表面109牢固接合。這在圖5d中示出，當(dāng)襟翼108 移動(dòng)到虛線位置處時(shí)，第一腿部506被沿方向R推動(dòng)。密封件500的剛性能夠通過改變剪切部522、5觀之間的距離而變化。由于襟翼 108支承在密封件500，因此較短的距離和/或較硬的材料將在腿部506、508與后緣110之 間提供更剛性的鉸鏈運(yùn)動(dòng)。圖^3示出了具有固定裝置530的密封件500。圖5f和圖5g詳細(xì)地示出了固定裝 置530。固定裝置530包括在密封附接區(qū)域504中嵌入的墊圈532和箍圈534。箍圈534穿過第一插入部514的附接部518。箍圈534和墊圈532包括開口 536，該開口 536供插入螺栓以將密封件500附接到 機(jī)翼104的后緣110。應(yīng)該注意的是箍圈534和墊圈532的結(jié)合厚度是密封件504的厚度 的大約87%。因此，當(dāng)用螺栓將箍圈534和墊圈532緊固到邊緣110時(shí)，箍圈和墊圈被推到 一起以便將密封件附接區(qū)域504壓縮和夾緊到位。通過提供呈密封外部的形狀的密封件模具，將第一插入部514和第二插入部516 定位在模具中，將液態(tài)密封材料注入到模具中以圍繞插入件并且使密封材料固化，來制造 密封件500。最后一旦密封材料固化就把密封件500從模具中移除。上述實(shí)施方式的以下變型落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。密封件可以由任何合適的柔性密封材料制成。插入件可由任何適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)材料制 成，只要該加強(qiáng)材料比密封材料更有剛性即可。插入件可以包含孔以便在密封件的制造期間提高與密封材料的結(jié)合?？梢允褂猛獠渴┘?例如結(jié)合的)的加強(qiáng)構(gòu)件來替代插入件。同樣地，剪切部522、5觀之間的最短距離可以是可變化的以形成期望的密封性 能。
權(quán)利要求
1.一種用于密封飛行器飛行面的第一部件和第二部件之間的間隙的飛行面密封件， 該密封件具有密封件本體，該密封件本體包括安裝部以及第一腿部和第二腿部，所述安裝 部用于安裝到所述第一部件，所述第一腿部和所述第二腿部從所述安裝部突出并且間隔開 以在所述第一腿部和所述第二腿部之間接收所述第二部件，其中，所述密封件還包括第一 加強(qiáng)構(gòu)件，該第一加強(qiáng)構(gòu)件構(gòu)造成至少部分地抑制所述第一腿部和所述第二腿部的相對運(yùn) 動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封件，其中，所述加強(qiáng)構(gòu)件是整體式的并且包括第一加強(qiáng) 臂和第二加強(qiáng)臂，其中所述第一加強(qiáng)臂位于所述第一腿部中或者靠近所述第一腿部并且所 述第二加強(qiáng)構(gòu)件位于所述第二腿部中或靠近所述第二腿部，以使得通過所述加強(qiáng)構(gòu)件至少 部分地抑制所述第一腿部和所述第二腿部的相對運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封件，其中，所述第一加強(qiáng)臂和所述第二加強(qiáng)臂是大致平 面的并且通過第一弓形部連接。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封件，其中，所述密封件包括接近所述安裝部 定位的第二加強(qiáng)構(gòu)件，其中所述第一加強(qiáng)構(gòu)件和所述第二加強(qiáng)構(gòu)件被所述密封件本體的剪 切部分離。
5.根據(jù)從屬于權(quán)利要求3的權(quán)利要求4所述的密封件，其中，所述第二加強(qiáng)構(gòu)件包括與 所述第一弓形部間隔開的第二弓形部，以便在所述密封件本體中限定大致弓形的剪切部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的密封件，其中，所述第二加強(qiáng)構(gòu)件包括用于安裝 到所述第一部件的安裝部。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封件，其中，所述第一腿部布置成與所述第一 部件平行地突出，所述第二腿部布置成與所述第一腿部成角度地突出，并且所述第二腿部 限定至少一個(gè)被定位成與所述第二部件相接觸的突出部。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封件，其中，所述第一加強(qiáng)構(gòu)件和/或所述第 二加強(qiáng)構(gòu)件由CFRP構(gòu)成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封件，其中，所述第一加強(qiáng)構(gòu)件和/或所述第 二加強(qiáng)構(gòu)件至少部分地嵌入所述密封件本體內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的密封件，其中，所述第一加強(qiáng)構(gòu)件和/或所述第二加強(qiáng)構(gòu)件 全部嵌入所述密封件本體內(nèi)。
11.一種制造飛行器飛行面密封件的方法，該方法包括步驟提供模具；在所述模具中設(shè)置至少一個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件；將密封材料引入所述模具中以至少部分地圍繞所述加強(qiáng)構(gòu)件；使所述密封材料固化；將所述密封件從所述模具移除。
全文摘要
一種密封件(500)，該密封件包括密封件本體(502)，該密封件本體包括安裝部、第一腿部(506)和第二腿部(508)、被弓形剪切密封部(529)分開的第一加強(qiáng)構(gòu)件(516)和第二加強(qiáng)構(gòu)件(516)，其中所述第一腿部(506)和所述第二腿部(508)的運(yùn)動(dòng)被所述第二加強(qiáng)構(gòu)件(516)相對地抑制。
文檔編號B64C9/02GK102137792SQ200980133713
公開日2011年7月27日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者埃里克·懷爾德曼, 西蒙·約翰·帕克 申請人:空中客車操作有限公司