本申請(qǐng)要求2014年9月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?2/055,174的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容特此以引用的方式并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于飛機(jī)的變形蒙皮的構(gòu)造和操作。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于飛機(jī)機(jī)翼的變形蒙皮，其中機(jī)翼的形狀可在飛行期間有所改變以便改變飛機(jī)的飛行特性。變形蒙皮調(diào)整其構(gòu)型以適應(yīng)機(jī)翼的變化形狀。

現(xiàn)有技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)包括飛機(jī)機(jī)翼的一些實(shí)例，所述實(shí)例是針對(duì)與機(jī)翼相關(guān)的許多不同問題。

應(yīng)指出的是，現(xiàn)有技術(shù)包括許多實(shí)例，其中可沿飛機(jī)的縱向軸線改變飛機(jī)的機(jī)翼以便改變與飛機(jī)相關(guān)的升力性質(zhì)。

例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2011/0001018(下文中稱為“‘018申請(qǐng)”)描述一種用于幾何變形機(jī)翼的復(fù)合材料。圖4和圖5A-5D示出‘018申請(qǐng)中描述的設(shè)備所包括的各種機(jī)翼形態(tài)。

美國(guó)專利號(hào)7,909,292(下文中稱為“‘292專利”)描述一種機(jī)翼單元，具體來(lái)說(shuō)描述一種形成空氣動(dòng)力學(xué)有效表面的翼梁箱(spar box)。根據(jù)‘292專利的一個(gè)方面，機(jī)翼表面的形狀是可改變的。(‘292專利第3欄，第7-16行。)

美國(guó)專利號(hào)7,108,231(下文中稱為“‘231專利”)描述一種用于可變機(jī)翼形狀的調(diào)整機(jī)構(gòu)。多個(gè)渦流室WK被提供來(lái)改變機(jī)翼的一部分的形狀。(參見，例如‘231專利第8欄，第32-46行。)

在另一個(gè)實(shí)例中，美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2011/0038727(下文中稱為“‘727申請(qǐng)”)描述一種為飛機(jī)提供在縱向方向上變形的機(jī)翼的方法和設(shè)備。‘727申請(qǐng)描述自適應(yīng)技術(shù)，可依賴于所述自適應(yīng)技術(shù)來(lái)改變機(jī)翼的形狀。具體來(lái)說(shuō)，‘727申請(qǐng)描述一種蜂窩材料，其中所述材料的剛度可基于巢室(cell)壓差而變化。(‘727申請(qǐng)第[0086]段。)在一個(gè)實(shí)施方案中，環(huán)境壓力改變蜂窩材料的剛度。(‘727申請(qǐng)第[0087]段。)在另一個(gè)實(shí)施方案中，飛機(jī)的引氣可用于控制巢室壓差，并且因此控制蜂窩材料的剛度。(‘727申請(qǐng)第[0088]段。)

美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2011/0017876(下文中稱為“‘876申請(qǐng)”)描述一種用于控制飛機(jī)的控制表面的縱向形狀的方法和設(shè)備，所述控制表面諸如副翼、升降機(jī)、轉(zhuǎn)子、調(diào)整片、方向舵、擾流板等。(‘876申請(qǐng)第[0006]段。)控制表面由支撐于肋片410、412上的柔性蒙皮428制成。(‘876申請(qǐng)第[0073]段。)由許多連桿438-452制成的組件連接到柔性蒙皮428。(‘876申請(qǐng)第[0075]段。)致動(dòng)器478、479與連接構(gòu)件453、457配合，以改變?nèi)嵝悦善?28的形狀。(‘876申請(qǐng)第[0079]-[0081]段。)

美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2009/0302168(下文中稱為“‘168申請(qǐng)”)描述一種允許諸如轉(zhuǎn)子葉片的翼型的前緣變形的順應(yīng)性結(jié)構(gòu)。(‘168申請(qǐng)第[0079]段。)

美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2007/0120011(下文中稱為“‘011申請(qǐng)”)描述由亞穩(wěn)材料制成的翼型，當(dāng)經(jīng)受某些條件時(shí)所述亞穩(wěn)材料的形狀會(huì)變化。(‘011申請(qǐng)第[0006]段。)壓電材料、形狀記憶合金、磁阻材料、鐵電材料、形狀記憶聚合物或電活性聚合物是可采用的一些可能的材料。(‘011申請(qǐng)第[0018]段。)

美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2006/0157623(下文中稱為“‘623申請(qǐng)”)還描述一種具有可在縱向方向上變形的形狀的翼型。

美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2006/0145029(下文中稱為“‘029申請(qǐng)”)描述一種具有可適應(yīng)型面的機(jī)翼。具體來(lái)說(shuō)，‘029申請(qǐng)描述一種具有柔性區(qū)域15的機(jī)翼，所述柔性區(qū)域15具有可在翼弦方向5(即氣流方向)和翼展方向10(即橫流方向，垂直于翼弦方向)上變化的型面。(‘029申請(qǐng)第[0017]-[0018]段。)柔性區(qū)域15包括許多致動(dòng)器60，所述致動(dòng)器60作用于抗扭箱53上以改變機(jī)翼的形狀。(‘029申請(qǐng)第[0021]-[0022]段。)

美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2002/0100842(下文中稱為“‘842申請(qǐng)”)描述一種用于區(qū)域性地調(diào)整翼型的曲率的機(jī)構(gòu)。所述機(jī)構(gòu)允許對(duì)前緣區(qū)域11和后緣區(qū)域12的調(diào)整。(‘842申請(qǐng)第[0025]段。)所述機(jī)構(gòu)還允許整個(gè)機(jī)翼1的曲率有所變化。(‘842申請(qǐng)第[0025]段。)

美國(guó)專利號(hào)7,883,060(下文中稱為“‘060專利”)描述一種用于扭轉(zhuǎn)機(jī)翼以增大飛機(jī)的升力的設(shè)備和方法。具體來(lái)說(shuō)，‘060專利討論了機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)，如例如圖17和圖18所示。(‘060專利第21欄第33-36行。)

美國(guó)專利號(hào)7,607,617(下文中稱為“‘617專利”)描述一種用于空氣動(dòng)力學(xué)有效表面的翼梁箱，所述空氣動(dòng)力學(xué)有效表面諸如飛機(jī)的翼型、水平尾翼單元或方向舵。翼梁箱允許空氣動(dòng)力學(xué)有效表面的上表面與下表面之間的表面形狀變化。

如根據(jù)前述討論應(yīng)明白的是，已將很多注意力集中在改變飛機(jī)機(jī)翼的縱向形狀上，以便在不同飛行條件下利用不同的形狀。

然而，很少發(fā)明會(huì)集中在橫向方向上(例如，沿機(jī)翼的跨度)的機(jī)翼形態(tài)。

此外，很少發(fā)明會(huì)集中在應(yīng)用于機(jī)翼的具有可調(diào)整形態(tài)的蒙皮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中已知與應(yīng)用于機(jī)翼的蒙皮相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)缺陷。

本發(fā)明提供一種用于飛機(jī)的蒙皮。蒙皮包括第一剛性構(gòu)件，所述第一剛性構(gòu)件具有用于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)框架的至少一部分。蒙皮還包括第二剛性構(gòu)件，所述第二剛性構(gòu)件具有用于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)框架的至少一部分。第二剛性構(gòu)件可相對(duì)于第一剛性構(gòu)件移動(dòng)，并且在第一剛性構(gòu)件與第二剛性構(gòu)件之間限定距離。變形構(gòu)件在第一剛性構(gòu)件與第二剛性構(gòu)件之間延伸。變形構(gòu)件補(bǔ)償?shù)谝粍傂詷?gòu)件與第二剛性構(gòu)件之間的距離變化和取向變化中的至少一個(gè)。

在一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，變形構(gòu)件包括限定頂表面、底表面、第一橫向邊緣和第二橫向邊緣的柔性膜。第一橫向邊緣連接到第一剛性構(gòu)件，并且第二橫向邊緣連接到第二剛性構(gòu)件。

預(yù)期的是，柔性膜可包括彈性纖維織物和涂敷到彈性纖維織物的乳膠。

在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，柔性膜可由彈性纖維織物和浸漬到彈性纖維織物中的膠乳制成。

預(yù)期的是，變形構(gòu)件可具有附接到第一剛性構(gòu)件的第一多個(gè)區(qū)段和附接到第二剛性構(gòu)件的第二多個(gè)區(qū)段。如果是這樣，預(yù)期第一多個(gè)區(qū)段可相對(duì)于彼此移動(dòng)。預(yù)期第二多個(gè)區(qū)段也可相對(duì)于彼此移動(dòng)。

在又一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，第一多個(gè)區(qū)段中的相鄰區(qū)段與第二多個(gè)區(qū)段中的對(duì)應(yīng)區(qū)段配準(zhǔn)，第一多個(gè)區(qū)段中的相鄰區(qū)段滑動(dòng)地設(shè)置成與第二多個(gè)區(qū)段中的對(duì)應(yīng)區(qū)段相鄰，并且第一多個(gè)區(qū)段中的相鄰區(qū)段與第二多個(gè)區(qū)段中的對(duì)應(yīng)區(qū)段重疊。

對(duì)于另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案，第一多個(gè)區(qū)段中的所述區(qū)段中的每一個(gè)可包括中心通道，并且第二多個(gè)區(qū)段中的所述對(duì)應(yīng)區(qū)段中的每一個(gè)可滑動(dòng)地設(shè)置在第一多個(gè)區(qū)段中的所述區(qū)段的中心通道中。

關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，第一多個(gè)區(qū)段和第二多個(gè)區(qū)段包含鋁、鋁合金、鈹、鈹合金、鎂、鎂合金、鐵、鐵合金、聚合物、塑料、橡膠、陶瓷以及復(fù)合材料中的至少一種。

本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種變形構(gòu)件，其具有成行布置的多個(gè)區(qū)段，所述多個(gè)區(qū)段中的每一個(gè)在第一端處連接到第一剛性構(gòu)件并且在第二端處連接到第二剛性構(gòu)件。彈性材料將所述多個(gè)區(qū)段彼此連接。

所述多個(gè)區(qū)段可彼此重疊。

所述多個(gè)區(qū)段可由鋁、鋁合金、鈹、鈹合金、鎂、鎂合金、鐵、鐵合金、聚合物、塑料、橡膠、陶瓷和/或復(fù)合材料制成。

在蒙皮包含彈性材料的情況下，彈性材料可呈現(xiàn)為彈性條。

如果采用彈性條，那么彈性條可包括彈性纖維織物和涂敷到彈性纖維織物的乳膠。

可替代地，彈性條可由彈性纖維織物制成，其中膠乳浸漬到彈性纖維織物中。

蒙皮可由彼此相鄰設(shè)置的若干行的區(qū)段制成。

變形構(gòu)件可由連接到第一剛性構(gòu)件的第一蒙皮元件、可移動(dòng)地連接到第一蒙皮元件的第二蒙皮元件、將第一蒙皮元件連接到第二蒙皮元件的至少一個(gè)連接器以及設(shè)置在第一蒙皮元件與第二蒙皮元件之間的第三蒙皮元件制成。

第一蒙皮元件和第二蒙皮元件可由剛性材料制成。

預(yù)期的是，第一蒙皮元件和第二蒙皮元件可由鋁、鋁合金、鈹、鈹合金、鎂、鎂合金、鐵、鐵合金、聚合物、塑料、橡膠、陶瓷以及復(fù)合材料中的一種或多種制成。

第三蒙皮元件可以是柔性材料。

第三蒙皮元件可由彈性纖維織物制成，其中膠乳涂敷到彈性纖維織物?？商娲?，第三蒙皮元件可以是彈性纖維織物，其中膠乳浸漬到彈性纖維織物中。

在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，連接器可具有剪式千斤頂構(gòu)造。

根據(jù)本文的附圖和討論，本發(fā)明的另外一些特征可以顯而易見。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將結(jié)合本發(fā)明的附圖來(lái)描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1是本發(fā)明的變形蒙皮所針對(duì)的四種類型的機(jī)翼運(yùn)動(dòng)的圖形圖解；

圖2是用于飛機(jī)的機(jī)翼工程全尺寸模型(mock-up)的透視圖形圖解，圖中示出機(jī)翼的跨度運(yùn)動(dòng)；

圖3是用于飛機(jī)的機(jī)翼工程全尺寸模型的透視圖形圖解，圖中示出機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

圖4是用于飛機(jī)的機(jī)翼工程全尺寸模型的透視圖形圖解，圖中示出機(jī)翼的掠掃運(yùn)動(dòng)；

圖5是用于飛機(jī)的機(jī)翼工程全尺寸模型的透視圖形圖解，圖中示出機(jī)翼的二面角運(yùn)動(dòng)；

圖6是允許可調(diào)整機(jī)翼形態(tài)的模塊的透視圖；

圖7是變形機(jī)翼的一個(gè)模塊的透視圖解；

圖8是變形機(jī)翼的兩個(gè)相鄰模塊的透視圖形圖解；

圖9是依賴于多個(gè)模塊的處于二面角方式變形條件下的變形機(jī)翼的圖形圖解；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮的第一實(shí)施方案(在本文中稱為“柔性蒙皮”)的透視圖形圖解；

圖11是本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮的第一實(shí)施方案的透視圖形圖解，其示出處于與圖10所示取向不同的取向的變形飛機(jī)蒙皮；

圖12是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮的第二實(shí)施方案(在本文中稱為“滑動(dòng)蒙皮”)的透視圖形圖解；

圖13是圖12所示的滑動(dòng)蒙皮的端視圖和側(cè)視圖的透視圖解，其示出了通過(guò)跨度形態(tài)改變之后的滑動(dòng)蒙皮；

圖14是圖12所示的滑動(dòng)蒙皮的端視圖和側(cè)視圖的透視圖解，其示出了通過(guò)扭轉(zhuǎn)形態(tài)改變之后的滑動(dòng)蒙皮；

圖15是圖12所示的滑動(dòng)蒙皮的端視圖和側(cè)視圖的透視圖解，其示出了通過(guò)掠掃形態(tài)改變之后的滑動(dòng)蒙皮；

圖16是圖12所示的滑動(dòng)蒙皮的端視圖和側(cè)視圖的透視圖解，其示出了通過(guò)二面角形態(tài)改變之后的滑動(dòng)蒙皮；

圖17是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮的第三實(shí)施方案(在本文中稱為“平行混合蒙皮”)的透視圖解；

圖18是圖17所示的平行混合蒙皮的一部分的圖形頂視圖；

圖19是圖18所示的平行混合蒙皮的所述部分的圖形底視圖；

圖20是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮的第四實(shí)施方案(在本文中稱為“串行混合蒙皮”)的透視圖形圖解；并且

圖21是圖20所示的串行混合蒙皮的透視圖形圖解，其中串行混合蒙皮的一部分已移除以便暴露其下面的細(xì)節(jié)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將結(jié)合一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案描述本發(fā)明。任何一個(gè)特定實(shí)施方案的討論旨在說(shuō)明本發(fā)明的廣度和范圍。換句話說(shuō)，雖然注意力集中在具體實(shí)施方案上，但是這些實(shí)施方案并不旨在限制本發(fā)明的范圍。相反，在理解本文所呈現(xiàn)的討論和附圖之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)易于理解所描述和說(shuō)明的實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)變型和等效物。這些變型和等效物旨在由本發(fā)明涵蓋，如同它們?cè)诒疚谋幻枋瞿菢印?/p>

作為一個(gè)約定點(diǎn)，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的，飛機(jī)包括限定縱向軸線的前端和后端。從飛機(jī)的機(jī)身向外延伸的機(jī)翼限定橫向軸線。因此，在以下討論中，提及縱向軸線旨在指代與飛機(jī)的縱向軸線平行的軸線。類似地，提及橫向軸線旨在指代與飛機(jī)的橫向軸線平行的軸線。

作為另一個(gè)約定點(diǎn)，術(shù)語(yǔ)“前”、“后”、“上”、“下”、“右”、“左”、“右舷”和“左舷”旨在指代與常規(guī)飛機(jī)的行進(jìn)方向一致的方向。然而，這些慣例的使用并非旨在限制本發(fā)明。相反，這些術(shù)語(yǔ)僅用來(lái)促進(jìn)討論本發(fā)明的相當(dāng)大的廣度和范圍。

在隨后的整個(gè)討論中，將結(jié)合飛機(jī)的機(jī)翼討論本發(fā)明。雖然本發(fā)明的討論集中在飛機(jī)的機(jī)翼，但是不應(yīng)將本發(fā)明視為限于“機(jī)翼”。相反，本發(fā)明可適用于任何飛機(jī)表面，包括但不限于對(duì)飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)提供控制的飛機(jī)表面，諸如水平穩(wěn)定器、垂直穩(wěn)定器、方向舵、發(fā)動(dòng)機(jī)掛架或小翼。類似地，雖然結(jié)合飛機(jī)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明可適用于其他運(yùn)載工具類型，包括但不限于諸如潛水艇的潛水運(yùn)載工具。

另外，結(jié)合本發(fā)明在商用飛機(jī)上的應(yīng)用描述本發(fā)明，所述商用飛機(jī)包括客機(jī)和私人或商務(wù)噴氣機(jī)。雖然在這種情形下描述本發(fā)明，但是應(yīng)注意的是，本發(fā)明不應(yīng)理解為只限于商業(yè)實(shí)施方案。相反，預(yù)期本發(fā)明可適用于任何類型的飛機(jī)。

除了在設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)會(huì)考慮的其他變量之外，航空工程師面臨的挑戰(zhàn)是創(chuàng)造比現(xiàn)有技術(shù)中的前代飛機(jī)具有更佳燃料效率的飛機(jī)。這是由于以下幾個(gè)原因。第一，如果飛機(jī)使用較少的燃料，那么可降低其操作成本。第二，更大的燃料效率可允許飛機(jī)飛行更長(zhǎng)的距離，因?yàn)槠浜叫忻亢＠锸褂玫娜剂细佟５谌?，更大的燃料效率產(chǎn)生較少的污染。

為了實(shí)現(xiàn)更大的燃料效率，航空工程師專注在包括飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)效率、飛機(jī)的重量和機(jī)體的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的變量上。如應(yīng)當(dāng)明白的，如果發(fā)動(dòng)機(jī)本身更具燃料效率，那么飛機(jī)將更為高效。如果飛機(jī)的重量更輕，那么飛機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)更大的燃料效率，這不過(guò)是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)要推動(dòng)的重量更少。最后，可改變機(jī)體的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)(諸如空氣動(dòng)力學(xué)阻力)以提高燃料效率。

本發(fā)明集中在以上確認(rèn)的三個(gè)參數(shù)中的第三個(gè)。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供具有改進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)(profile)的飛機(jī)，所述改進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)尤其產(chǎn)生更為高效的飛機(jī)以及其他益處。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供用于變形機(jī)翼的變形蒙皮，所述變形蒙皮調(diào)整在飛行中機(jī)翼形狀的變化。蒙皮因此幫助優(yōu)化在可變條件下的飛機(jī)性能。

通常，飛機(jī)在飛行時(shí)經(jīng)歷三種不同的操作模式以及其他操作模式。第一種操作模式涉及與起飛和爬升期間的飛機(jī)相關(guān)聯(lián)的飛行特性。第二種操作模式涉及與在巡航高度處飛行時(shí)的飛機(jī)相關(guān)聯(lián)的飛行特性。第三種操作模式涉及當(dāng)飛機(jī)降落、接近機(jī)場(chǎng)以便著陸時(shí)的飛行特性。雖然本文中討論這三種操作模式，但是本發(fā)明不旨在僅僅限于這三種操作模式。存在旨在由本發(fā)明涵蓋的許多其他操作模式。

這三種操作模式中的每一種都使飛機(jī)經(jīng)受不同的動(dòng)態(tài)、飛行條件。為了使飛機(jī)在這三種模式中的每一種中以最佳方式執(zhí)行，飛機(jī)必須改變其飛行特性。在大多數(shù)現(xiàn)代飛機(jī)中，這包括改變機(jī)翼上空氣動(dòng)力學(xué)表面(諸如襟翼)中的一個(gè)或多個(gè)的位移和/或角度。襟翼還被稱為“高升力”表面或“控制”表面，這取決于空氣動(dòng)力學(xué)表面的具體操作。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白的，高升力表面增強(qiáng)由機(jī)翼產(chǎn)生的升力。也如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白的，控制表面通常是指操縱飛機(jī)的那些表面。應(yīng)注意的是，這些術(shù)語(yǔ)可互換使用。取決于飛機(jī)的設(shè)計(jì)和取向，可能的是：高升力表面可提供控制，或控制表面可提供升力。

雖然改變飛機(jī)機(jī)翼上的高升力表面(例如，襟翼和縫翼)的構(gòu)型是用于改變飛機(jī)在飛行期間的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的合適解決方案，但是這些類型的改變并不完全利用與飛機(jī)機(jī)翼相關(guān)聯(lián)的空氣動(dòng)力學(xué)原理。更具體來(lái)說(shuō)，這些類型的調(diào)整并不利用可在飛行期間改變飛機(jī)的機(jī)翼以改變飛機(jī)的飛行特性(例如，縱向形狀改變和橫向形狀改變的組合)的方式。

自然地，當(dāng)機(jī)翼被設(shè)計(jì)成改變形狀時(shí)，由此在那些機(jī)翼上的蒙皮也需改變形狀。關(guān)于本發(fā)明，首先呈現(xiàn)對(duì)變形機(jī)翼的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的討論。應(yīng)注意的是，本發(fā)明的變形蒙皮預(yù)期適用于任何變形機(jī)翼，并且因此不限于以下呈現(xiàn)的具體構(gòu)造。

作為參考點(diǎn)，參考圖1，存在四種可改變飛機(jī)的機(jī)翼的主要方式。四種方式在本文中稱為機(jī)翼形態(tài)。指示飛機(jī)10從初始狀態(tài)12開始的機(jī)翼形狀改變的四種機(jī)翼形態(tài)為：(1)跨度形態(tài)14、(2)扭轉(zhuǎn)形態(tài)16、(3)掠掃形態(tài)18以及(4)二面角形態(tài)20。

跨度形態(tài)14是指飛機(jī)10的總體機(jī)翼跨度22的改變。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白的，機(jī)翼跨度22通常是指從一個(gè)機(jī)翼24的尖端到相對(duì)機(jī)翼26的尖端測(cè)量出的尺寸。在多機(jī)翼飛機(jī)中，機(jī)翼跨度22是飛機(jī)10的最大跨度尺寸。出于本討論的目的，術(shù)語(yǔ)機(jī)翼跨度(或跨度)還用于描述單個(gè)機(jī)翼24、26從它的根部28到它的尖端30的長(zhǎng)度。

參考跨度形態(tài)14，能夠改變其跨度22的機(jī)翼24、26具有沿機(jī)翼24、26的跨度22擴(kuò)張或縮緊的能力。箭頭32指示這個(gè)運(yùn)動(dòng)。

參考扭轉(zhuǎn)形態(tài)16，能夠沿跨度22的長(zhǎng)度改變其形狀的機(jī)翼24、26將根據(jù)箭頭34移動(dòng)。如應(yīng)明白的，扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是圍繞軸線36的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述軸線36沿機(jī)翼24、26的跨度22延伸。

參考掠掃形態(tài)18，能夠沿跨度22改變其形狀的機(jī)翼24、26將根據(jù)箭頭38移動(dòng)。換句話說(shuō)，機(jī)翼24、26能夠相對(duì)于軸線36向前或向后移動(dòng)。

參考二面角形態(tài)20，能夠沿跨度22改變其形狀的機(jī)翼24、26將根據(jù)箭頭40移動(dòng)。換句話說(shuō)，機(jī)翼相對(duì)于起始位置向上或向下移動(dòng)。這與機(jī)翼24、26的拍打(flapping)運(yùn)動(dòng)類似。

圖2是具有如上定義的跨度22的機(jī)翼26的工程全尺寸模型的圖形描繪。在這個(gè)圖解中，相對(duì)于機(jī)翼26限定點(diǎn)42。如果根據(jù)跨度形態(tài)14改變跨度22，那么點(diǎn)42將如箭頭44所示從飛機(jī)10的機(jī)身向外移動(dòng)，或如箭頭46所示向內(nèi)朝向飛機(jī)10的機(jī)身移動(dòng)。

作為參考，機(jī)翼26具有根部48、尖端50、前緣52和后緣54。機(jī)翼26還包括向飛機(jī)10提供升力(以及其他性質(zhì))的上表面和下表面。

圖3是具有跨度22的機(jī)翼26的工程全尺寸模型的圖形描繪。在這個(gè)圖解中，相對(duì)于機(jī)翼26限定點(diǎn)56。如果機(jī)翼26根據(jù)扭轉(zhuǎn)形態(tài)16改變其形狀，那么點(diǎn)56將沿上箭頭58向上移動(dòng)，或沿下箭頭60向下移動(dòng)，這取決于扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向。

圖4是具有跨度22的機(jī)翼26的工程全尺寸模型的圖形描繪。在這個(gè)圖解中，相對(duì)于機(jī)翼26限定點(diǎn)62。如果機(jī)翼26根據(jù)掠掃形態(tài)18改變其形狀，那么點(diǎn)62將沿箭頭64向前移動(dòng)，或沿箭頭66向后移動(dòng)。

圖5是具有跨度22的機(jī)翼26的工程全尺寸模型的圖形描繪。在這個(gè)圖解中，相對(duì)于機(jī)翼26限定點(diǎn)68。如果機(jī)翼26根據(jù)二面角形態(tài)20改變其形狀，那么點(diǎn)68將沿箭頭70向上移動(dòng)，或沿箭頭72向下移動(dòng)。如以上所指出，這個(gè)運(yùn)動(dòng)與拍打運(yùn)動(dòng)類似。

參考圖2-5，應(yīng)理解的是，點(diǎn)42、56、62、68將不會(huì)遵循所確認(rèn)的確切軌跡。對(duì)于實(shí)際機(jī)翼來(lái)說(shuō)，應(yīng)理解的是，點(diǎn)42、56、62、68還將在其他方向上移動(dòng)，這取決于所采用的形態(tài)。然而，圖2-5被提供來(lái)示出本文描述的四種形態(tài)14、16、18、20所隱含的基本概念。

圖6示出允許可調(diào)整機(jī)翼形態(tài)14、16、18、20的模塊74的一個(gè)實(shí)施方案。模塊74應(yīng)理解成被并入飛機(jī)10的機(jī)翼26中，以使得機(jī)翼26可根據(jù)所確認(rèn)的形態(tài)14、16、18、20中的一個(gè)或多個(gè)改變其形狀。

模塊74包括第一肋片76和第二肋片78。(應(yīng)指出的是，術(shù)語(yǔ)“翼梁”、“板”或“結(jié)構(gòu)板”可替代術(shù)語(yǔ)“肋片”，因?yàn)樵诒景l(fā)明的上下文中，這些術(shù)語(yǔ)被視為是可互換的。)如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到的，飛機(jī)機(jī)翼26將包括多個(gè)肋片76、78，所述肋片76、78垂直地布置在機(jī)翼26內(nèi)的預(yù)定結(jié)構(gòu)位置處。肋片76、78被理解成相對(duì)于機(jī)翼垂直定向，并且從機(jī)翼26的前緣52延伸到后緣54。肋片76、78是形成機(jī)翼26的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白的，肋片76、78被理解成由鋁或其合金制成。雖然這是用于肋片76、78的可能材料，但是肋片76、78可由任何合適的材料制成。例如，肋片76、78可由鐵、鋼、或合金或鐵或鋼制成?？商娲兀咂?6、78可由包括諸如鎂的輕質(zhì)金屬和其相關(guān)聯(lián)合金的材料制成。

在其他預(yù)期實(shí)施方案中，肋片76、78可由諸如復(fù)合材料的非金屬材料制成。復(fù)合材料可包括由諸如碳纖維等的樹脂浸漬纖維制成的材料。用于肋片76、78的精確材料對(duì)于模塊74的操作來(lái)說(shuō)不是關(guān)鍵的。因此，如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白的是，可以采用任何合適的材料。

圖6所示的模塊74包括總計(jì)八個(gè)構(gòu)件。這些構(gòu)件中的四個(gè)是被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86。這些構(gòu)件中的四個(gè)是主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94。所有八個(gè)構(gòu)件連接在肋片76、78之間。雖然示出了八個(gè)構(gòu)件，但是模塊74可包括任何數(shù)量的主動(dòng)或被動(dòng)構(gòu)件。

被動(dòng)構(gòu)件80在肋片76上的位置96至肋片78上的位置98之間延伸。被動(dòng)構(gòu)件82在肋片76上的位置100至肋片78上的位置102之間延伸。被動(dòng)構(gòu)件84在肋片76上的位置104至肋片78上的位置106之間延伸。被動(dòng)構(gòu)件86在肋片76上的位置108至肋片78上的位置110之間延伸。

類似地，主動(dòng)構(gòu)件88在肋片76上的位置112至肋片78上的位置114之間延伸。主動(dòng)構(gòu)件90在肋片76上的位置116至肋片78上的位置118之間延伸。主動(dòng)構(gòu)件92在肋片76上的位置120至肋片78上的位置122之間延伸。主動(dòng)構(gòu)件94在肋片76上的位置124至肋片78上的位置126之間延伸。

預(yù)期主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94是能夠在沿主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94的縱向軸線的方向上、在肋片76、78之間施加力的構(gòu)件。具體來(lái)說(shuō)，預(yù)期的是：主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94將是伸縮式構(gòu)件，所述伸縮式構(gòu)件將可取決于對(duì)其提供的輸入信號(hào)而擴(kuò)展或收縮。主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94可被液壓?jiǎn)?dòng)、氣動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)電啟動(dòng)、由SMA啟動(dòng)等。

預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86會(huì)響應(yīng)于由主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)通過(guò)肋片76、78傳遞到被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86。并不預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86將主動(dòng)地對(duì)肋片76、78施加任何力。相反，預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86會(huì)對(duì)由于主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94的啟動(dòng)而引起的肋片76、78的取向變化作出響應(yīng)。

如根據(jù)圖6中對(duì)模塊74的描繪應(yīng)明白的，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94被設(shè)置成使得它們相對(duì)于由機(jī)翼的跨度22所限定的橫向軸線128定向成一個(gè)角度，和/或相對(duì)于機(jī)翼26的前緣52與后緣54之間所限定的縱向軸線130定向成一個(gè)角度。預(yù)期所述角度落在相與橫向軸線成0°±90°的范圍內(nèi)。應(yīng)指出的是，橫向軸線128平行于飛機(jī)10的橫向軸線?？v向軸線130平行于飛機(jī)10的縱向軸線。雖然為清楚起見采用這種約定，但是橫向軸線128和縱向軸線130無(wú)需以相對(duì)于飛機(jī)10的任何具體方式定向。就此而言，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94的取向?qū)τ跈C(jī)翼24、26的構(gòu)造和/或操作來(lái)說(shuō)不視作關(guān)鍵的。

被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86被設(shè)置成使得它們基本上平行于橫向軸線128(例如，相對(duì)于橫向軸線成0°角)。被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86也基本上彼此平行。應(yīng)指出的是，雖然被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86被示出為平行于橫向軸線128，但是機(jī)翼26的構(gòu)造和/或操作并不需要這種布置?？商娲?，預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可相對(duì)于橫向軸線128和/或縱向軸線130中的一個(gè)或兩個(gè)成角度。

在模塊74中，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86連接在肋片76、78之間，以使得附接點(diǎn)以特定方式分組。如圖所示，連接點(diǎn)在肋片76、78中的每一個(gè)上形成矩形的轉(zhuǎn)角。雖然這種布置與示出的實(shí)施方案一致，但是在替代方案中可采用其他布置。例如，在對(duì)所采用的模塊74適當(dāng)時(shí)，連接點(diǎn)可建立梯形、平行四邊形或其他多邊形的轉(zhuǎn)角。

參考圖6所示的模塊74，被動(dòng)構(gòu)件80、84限定由肋片76上的連接點(diǎn)96、104限定的矩形的轉(zhuǎn)角中的兩個(gè)。肋片76上的矩形的另外兩個(gè)轉(zhuǎn)角由三個(gè)連接點(diǎn)占據(jù)，每個(gè)相關(guān)聯(lián)主動(dòng)構(gòu)件一個(gè)連接點(diǎn)并且每個(gè)相關(guān)聯(lián)被動(dòng)構(gòu)件一個(gè)連接點(diǎn)。

如應(yīng)明白的，由肋片76上的連接點(diǎn)限定的矩形的轉(zhuǎn)角中的每一個(gè)由被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86與肋片76之間的連接點(diǎn)96、100、104、108有效地確認(rèn)。類似地，由肋片78上的連接點(diǎn)限定的矩形的轉(zhuǎn)角中的每一個(gè)由被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86與肋片78之間的連接點(diǎn)98、102、106、110有效地確認(rèn)。

如圖所示，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94被定向成使得主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94在肋片76上限定的矩形的相對(duì)轉(zhuǎn)角處彼此相鄰地連接。肋片78也是相同情況，例外之處在于轉(zhuǎn)角與肋片76上確認(rèn)的那些轉(zhuǎn)角相對(duì)。如以上指出的，這種特定的部件布置反映出圖6所示的模塊74的預(yù)期實(shí)施方案。預(yù)期主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可以不同的布置來(lái)定位。

如根據(jù)圖6所示的模塊74應(yīng)明白的，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94與肋片76、78之間的橫跨連接允許主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94將肋片76、78在任何方向上相對(duì)于彼此傾斜。此外，當(dāng)改變主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94的相應(yīng)取向時(shí)，它們不會(huì)彼此機(jī)械地干擾。

預(yù)期圖6所示的實(shí)施方案中的主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94為線性致動(dòng)器，所述線性致動(dòng)器的操作使用磁力或電磁力來(lái)控制。然而，如以上所指示，在替代方案中可采用任何其他類型的控制。例如，控制可為液壓控制、氣動(dòng)控制和/或通過(guò)SMA控制。

預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86是線性軸承或某種其他合適的伸縮式構(gòu)件。預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件為加強(qiáng)裝置。具體來(lái)說(shuō)，預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件在與主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94配合調(diào)整之后保持在固定的靜止取向上。

繼續(xù)參考圖6，現(xiàn)將描述模塊74的操作。

預(yù)期主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94是受機(jī)電致動(dòng)的線性致動(dòng)器。換句話說(shuō)，預(yù)期對(duì)主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94施加電信號(hào)、磁信號(hào)或電磁信號(hào)會(huì)指導(dǎo)主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94改變其長(zhǎng)度。具體來(lái)說(shuō)，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94接收作為輸入的信號(hào)，所述信號(hào)指導(dǎo)主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94延伸或回縮至所需長(zhǎng)度。這種運(yùn)動(dòng)繼而將引起肋片76、78的相應(yīng)取向的變化。

如圖6所示，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94相對(duì)于橫向軸線128和縱向軸線130成對(duì)角定位。主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94施加適當(dāng)?shù)牧?lái)改變肋片76、78相對(duì)于彼此的角位置。

另一方面，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86未被啟動(dòng)來(lái)使得它們主動(dòng)地對(duì)肋片76、78施加任何力。替代地，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86只是隨著肋片76、78的移動(dòng)而延伸或收縮，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94對(duì)所述肋片76、78進(jìn)行操作?？商娲?，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可保持在靜止位置，這取決于肋片76、78之間的位置關(guān)系。

利用主動(dòng)構(gòu)件和被動(dòng)構(gòu)件的這種布置，有可能改變肋片76、78相對(duì)于彼此的取向。當(dāng)模塊被安裝在機(jī)翼26中時(shí)，則有可能根據(jù)以上討論的形狀形態(tài)14、16、28、20中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)改變機(jī)翼26的形狀，因?yàn)闄C(jī)翼26并入有模塊74，所述模塊74根據(jù)提供到主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94的輸入來(lái)改變機(jī)翼26的形狀。

為了使模塊在主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94失去接收信號(hào)的能力的情況下保持剛性形狀，預(yù)期至少被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86將并入有一種機(jī)構(gòu)，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、85通過(guò)所述機(jī)構(gòu)鎖定在剛性狀態(tài)。

在一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可包括自循環(huán)閥。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方案，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可以是具有兩個(gè)內(nèi)部腔室的液壓活塞，所述兩個(gè)內(nèi)部腔室通過(guò)自循環(huán)閥彼此流體連接。當(dāng)自循環(huán)閥打開時(shí)，允許流體在被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86內(nèi)的兩個(gè)腔室之間自由流動(dòng)。因此，當(dāng)自循環(huán)閥打開時(shí)，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86為順應(yīng)的并且將經(jīng)歷長(zhǎng)度的改變，這取決于所述被動(dòng)構(gòu)件所附接的肋片76、78的構(gòu)型的相關(guān)聯(lián)變化。

然而，當(dāng)自循環(huán)閥關(guān)閉時(shí)，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86內(nèi)的兩個(gè)腔室中的流體無(wú)法循環(huán)。因此，當(dāng)自循環(huán)閥關(guān)閉時(shí)，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86變?yōu)閯傂怨潭ǖ?。換句話說(shuō)，當(dāng)自循環(huán)閥關(guān)閉時(shí)，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86的長(zhǎng)度無(wú)法變化。以這種方式，通過(guò)關(guān)閉自循環(huán)閥，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86轉(zhuǎn)變成機(jī)翼26內(nèi)的剛性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因而，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可鎖定在特定位置，以便將機(jī)翼26固定在預(yù)定取向。被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可通過(guò)任何裝置來(lái)鎖定，所述任何裝置包括但不限于自循環(huán)閥或機(jī)械制動(dòng)器。

應(yīng)指出的是，一個(gè)實(shí)施方案還預(yù)期主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94可包括自循環(huán)閥，以使得主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94可以與被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86相同的方式鎖定到特定取向。

被動(dòng)構(gòu)件90、82、84、86(可替代地，以及主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94)的可鎖定性是模塊74的操作所需要的。因?yàn)槟K74將被并入機(jī)翼26中，所以重要的是，確保操作期間機(jī)翼26將保持剛性構(gòu)型。如果主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86失去所有動(dòng)力，那么這就是特別重要的。在失去動(dòng)力的情況下，被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86(以及主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94中的一些或全部)的可鎖定性將會(huì)使機(jī)翼26維持處于剛性取向。

非限制性地，應(yīng)指出的是，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94可替代地受機(jī)電操作、液壓操作、氣動(dòng)操作和/或通過(guò)形狀記憶合金(“SMA”)操作。類似地，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94可被機(jī)電地、液壓地、氣動(dòng)地鎖定和/或通過(guò)SMA鎖定。類似地，預(yù)期被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可替代地被機(jī)電地、液壓地、氣動(dòng)地操作和鎖定和/或通過(guò)SMA操作和鎖定。

繼續(xù)參考圖6，現(xiàn)討論主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94與被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86之間的連接。具體來(lái)說(shuō)，如圖6所示，主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86中的每一個(gè)利用合適的緊固件連接在肋片76、78之間。例如，緊固件可以是螺釘和螺母型緊固件?？商娲兀鲃?dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86可通過(guò)諸如軸承、球形接頭或其他承載機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)械接頭附接到肋片76、78。預(yù)期機(jī)械接頭附接到被連接(諸如通過(guò)焊接)至肋片76、78的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，肋片76、78可被加工或成形，以便包括連接主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86的附接點(diǎn)和/或與所述附接點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的任何機(jī)械接頭。因此，在這個(gè)實(shí)施方案中，提供附接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與肋片76、78成一體。然而，如應(yīng)明白的，形成連接的緊固件和接頭的類型不是關(guān)鍵的，并且可采用任何合適的替代緊固件和/或接頭。

圖7是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的機(jī)翼132的透視圖形圖解。機(jī)翼132包括沿機(jī)翼132的內(nèi)部間隔的五個(gè)肋片134、136、138、140、142。模塊74設(shè)置在相鄰肋片136與138之間。如以上指出的，當(dāng)操作主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94時(shí)，肋片136、138將改變它們相應(yīng)的取向。這將引起機(jī)翼132的形狀根據(jù)所確認(rèn)的形態(tài)14、16、18、20中的一個(gè)或多個(gè)的變化。

圖8是機(jī)翼144的一部分中并排間隔的兩個(gè)模塊74的透視圖解。在這個(gè)圖解中，存在三個(gè)肋片146、148、150。兩個(gè)模塊74共享中央肋片146。當(dāng)模塊74以這種方式連接時(shí)，有可能增強(qiáng)機(jī)翼144的變形條件。在這個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)模塊74對(duì)機(jī)翼144的形狀產(chǎn)生增量變化。因而，從機(jī)翼144的根部到尖端的較大總體形狀改變是可能的。

圖9是機(jī)翼152的圖形圖解。機(jī)翼152限定根部154、尖端156、前緣158和后緣160。在機(jī)翼152的根部154與尖端156之間設(shè)置有八個(gè)單獨(dú)的模塊162、164、166、168、170、172、174、176。相鄰模塊與其鄰近模塊共享一個(gè)共用肋片。

關(guān)于圖9，應(yīng)指出的是，每個(gè)模塊162、164、166、168、170、172、174、176在機(jī)翼152中可具有稍微不同的大小和取向。

重新參考圖2，預(yù)期在跨度形態(tài)14中，一個(gè)或模塊74的操作允許機(jī)翼24、26在其最短長(zhǎng)度的0-25％的范圍內(nèi)改變其跨度22。換句話說(shuō)，預(yù)期跨度22可增加高達(dá)原始(最短)跨度22的25％。在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，預(yù)期機(jī)翼跨度22的變化落在0-20％的范圍內(nèi)。另外，所述范圍可以是0-15％。此外，所述范圍可以是0-10％。最后，預(yù)期機(jī)翼跨度22的變化可落在0-5％的范圍內(nèi)。在其他預(yù)期實(shí)施方案中，所述范圍的下限可以是5％、10％或15％。因而，例如，通過(guò)采用一個(gè)或多個(gè)模塊74使之成為可能的機(jī)翼跨度22的一個(gè)預(yù)期變化范圍為5％-10％的范圍。

參考示出扭轉(zhuǎn)形態(tài)16的圖3，預(yù)期從機(jī)翼24、26的初始位置開始的扭轉(zhuǎn)角度的度數(shù)落在±45°的范圍內(nèi)。在其他預(yù)期實(shí)施方案中，所述范圍為±40°、±35°、±30°、±25°、±20°、±15°、±10°和/或±5°。還預(yù)期這些范圍的其他排列。例如，可允許機(jī)翼24、26在-10°至+25°的范圍內(nèi)扭轉(zhuǎn)。

參考示出掠掃形態(tài)18的圖4，預(yù)期一個(gè)或多個(gè)模塊74的操作使機(jī)翼24、26的尖端50的位置從初始位置開始在±45°的范圍內(nèi)改變(即“掠掃”)。換句話說(shuō)，預(yù)期機(jī)翼24、26的尖端50可在±45°的范圍內(nèi)向前(正角)或向后(負(fù)角)移動(dòng)。在其他預(yù)期實(shí)施方案中，所述范圍為±40°、±35°、±30°、±25°、±20°、±15°、±10°和/或±5°。還預(yù)期這些范圍的其他排列。例如，可允許機(jī)翼24、26的尖端50在+10°至-15°的范圍內(nèi)掠掃。

參考示出二面角形態(tài)20的圖5，預(yù)期機(jī)翼24、26從初始位置開始的偏轉(zhuǎn)角度的度數(shù)落在±45°的范圍內(nèi)。正變化是指機(jī)翼從初始位置向上的移動(dòng)。負(fù)變化是指機(jī)翼從初始位置向下的移動(dòng)。在其他預(yù)期實(shí)施方案中，所述范圍為±40°、±35°、±30°、±25°、±20°、±15°、±10°和/或±5°。還預(yù)期這些范圍的其他排列。例如，可允許機(jī)翼24、26進(jìn)行在+10°至-20°的范圍內(nèi)的二面角變化。

繼續(xù)參考圖6，示出控制器C。預(yù)期控制器C以一種方式電連接到主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86，所述方式提供對(duì)所述構(gòu)件中的每一個(gè)的獨(dú)立控制。控制器C被理解成從飛機(jī)10的機(jī)載飛行計(jì)算機(jī)接收命令。飛行計(jì)算機(jī)被理解成對(duì)飛機(jī)18的飛行條件進(jìn)行分析，并且計(jì)算機(jī)翼24、26在以上討論的四種形態(tài)14、16、18、20中的任何形態(tài)中的最佳構(gòu)型。

飛行計(jì)算機(jī)隨后將向控制器C提供特定機(jī)翼構(gòu)型的參數(shù)?？刂破鰿接著將計(jì)算用于主動(dòng)構(gòu)件88、90、92、94和被動(dòng)構(gòu)件80、82、84、86的構(gòu)型，所述構(gòu)型滿足從飛行計(jì)算機(jī)提供的輸出條件。

應(yīng)指出的是，并不需要單獨(dú)的控制器C?？刂破鰿可被并入飛行計(jì)算機(jī)或飛機(jī)10上可利用的任何其他處理器中。

在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，機(jī)翼24、26可使用線路引導(dǎo)致動(dòng)系統(tǒng)(routed actuation system)來(lái)變形，所述系統(tǒng)并入有例如電纜、支柱和滑輪。這與以上描述的嵌入式致動(dòng)有所不同。

如應(yīng)明白的，機(jī)翼24、26還將需要設(shè)置在其上的外部蒙皮178，如圖9所指示。因?yàn)闄C(jī)翼24、26變形，所以預(yù)期蒙皮178由允許不同形態(tài)14、16、18、20的材料制成。

在一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，變形飛機(jī)蒙皮178可以是柔性的。預(yù)期蒙皮178可由金屬材料、復(fù)合材料和/或SMA制成。

在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，變形飛機(jī)蒙皮178可由以重疊方式提供的許多剛性鱗片(類似于魚鱗)制成。鱗片被理解成相對(duì)于彼此移動(dòng)，同時(shí)維持機(jī)翼24、26的連續(xù)外表面，以使得機(jī)翼24、26提供足夠的升力。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，變形飛機(jī)蒙皮178可由許多縫翼制成，所述縫翼類似軟百葉簾中的百葉窗片來(lái)布置，以使得這些縫翼彼此重疊并且相對(duì)于彼此移動(dòng)。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮180的第一實(shí)施方案的一部分的透視圖解。變形飛機(jī)蒙皮180的這個(gè)實(shí)施方案也稱為“柔性蒙皮”。

關(guān)于變形飛機(jī)蒙皮180的這個(gè)第一實(shí)施方案，預(yù)期變形飛機(jī)蒙皮180將應(yīng)用于機(jī)翼24、26的表面或其他變形控制表面。然而，應(yīng)指出的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可在飛機(jī)10的任何表面上采用變形飛機(jī)蒙皮180。

在這個(gè)第一實(shí)施方案中，變形飛機(jī)蒙皮180在相鄰肋片182、184之間拉伸。預(yù)期變形飛機(jī)蒙皮180由柔性材料制成，因此替代地稱作“柔性蒙皮”。在所示的實(shí)施方案中，預(yù)期柔性蒙皮180由用乳膠涂敷和/或浸漬的氨綸材料制成。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白的，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可采用柔性材料的其他組合。

氨綸和膠乳都是柔性且可拉伸的材料。氨綸在工業(yè)上也稱為彈性纖維。彈性纖維是合成的彈性纖維材料，也就是聚氨酯-聚脲共聚物。乳膠是天然或合成材料，也稱為橡膠。合成材料包括但不限于苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠、丙烯酸聚合物和聚乙酸乙烯酯等。彈性纖維預(yù)期形成織物，乳膠沉積到所述織物上或者乳膠浸漬到所述織物中。

預(yù)期的是，由彈性纖維和乳膠的組合制成的柔性蒙皮180可能不足以調(diào)整所有機(jī)翼形態(tài)14、16、18、20。具體地說(shuō)，而是預(yù)期柔性蒙皮180特別適合于張緊和壓縮情況。這包括柔性蒙皮經(jīng)受跨度形態(tài)14和/或二面角形態(tài)20的情況。然而，在柔性蒙皮180經(jīng)受扭轉(zhuǎn)形態(tài)16和/或掠掃形態(tài)18的情況下，存在柔性蒙皮180可能起褶皺的可能性。褶皺是應(yīng)當(dāng)避免的，因?yàn)樗鼈兛赡懿焕赜绊戯w機(jī)10的空氣動(dòng)力性質(zhì)。

為了解決柔性蒙皮180的褶皺問題，預(yù)期將彈性體加強(qiáng)構(gòu)件或條185添加到柔性蒙皮180。彈性體條185可并入柔性蒙皮180中或附接到柔性蒙皮180的表面。在圖10所示的實(shí)施方案中，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185附接到柔性蒙皮180的后表面?？商娲?，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185可附接到柔性蒙皮180的頂表面。此外，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185可夾在柔性蒙皮180的兩個(gè)層之間。

將彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185附接到柔性蒙皮180的確切方式對(duì)于本發(fā)明的操作來(lái)說(shuō)不是特別重要的。如以上指出的，4個(gè)彈性體加強(qiáng)條185可通過(guò)縫合附接到柔性蒙皮180?？商娲?，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185可結(jié)合到柔性蒙皮180。例如，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185可膠合到柔性蒙皮180。此外，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185可通過(guò)超聲焊接等結(jié)合到柔性蒙皮180。在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185可由柔性蒙皮180形成，以使得加強(qiáng)構(gòu)件185是柔性蒙皮180的整體部分。如從前述內(nèi)容應(yīng)明白的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185并入柔性蒙皮180中的確切方式可以改變。

關(guān)于彈性體加強(qiáng)構(gòu)件185，還預(yù)期它們可由與用來(lái)穿過(guò)網(wǎng)球拍的線繩類似的線繩制成，諸如彈性體線繩。在另一個(gè)實(shí)施方案中，加強(qiáng)構(gòu)件185可包括彈簧。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可采用另外其他類型的彈性加強(qiáng)構(gòu)件185。

圖11是圖10所示的變形飛機(jī)蒙皮180的第一實(shí)施方案的透視圖解。在這個(gè)視圖中，變形飛機(jī)蒙皮180被示出處于不同取向。具體來(lái)說(shuō)，處于肋片182、184之間的角取向已改變。然而，如圖所示，變形飛機(jī)蒙皮180維持兩個(gè)肋片182、184之間的連續(xù)連接，這與柔性蒙皮180的行為一致。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮186的第二實(shí)施方案的透視圖解。變形飛機(jī)蒙皮186也稱為“滑動(dòng)蒙皮”186。與變形飛機(jī)蒙皮180一樣，變形飛機(jī)蒙皮186可應(yīng)用于飛機(jī)10的任何外表面。然而，如以上指出的，預(yù)期變形飛機(jī)蒙皮186將應(yīng)用于飛機(jī)10的機(jī)翼24、26的表面或飛機(jī)10上的其他控制表面。

在這個(gè)第二實(shí)施方案中，變形飛機(jī)蒙皮186在相鄰肋片188、190之間延伸。變形飛機(jī)蒙皮186具有沿接縫196彼此分離的第一部分192和第二部分194。預(yù)期第一部分連接到肋片188。預(yù)期第二部分194連接到肋片190。

如圖12所示，第一部分192與第二部分194重疊。第一部分192的底部邊緣限定接縫196。如應(yīng)明白的，在不脫離本發(fā)明的情況下，第二部分194可與第一部分192重疊。如果第二部分194與第一部分192重疊，那么第二部分194的頂部邊緣將限定接縫196。

第一部分192和第二部分194中的每一個(gè)包括多個(gè)單獨(dú)的區(qū)段、鱗片或段板198、200、202、204、206、208。預(yù)期區(qū)段198、200、202、204、206、208中的每一個(gè)獨(dú)立于彼此移動(dòng)。具體地說(shuō)，預(yù)期區(qū)段198、200、202、204、206、208獨(dú)立于與其直接相鄰的那些區(qū)段198、200、202、204、206、208來(lái)移動(dòng)。此外，預(yù)期組成第一部分192的區(qū)段198、200、202、204、206、208獨(dú)立于組成第二部分194的區(qū)段198、200、202、204、206、208來(lái)移動(dòng)。

如從圖12應(yīng)明白的是，區(qū)段198、200、202、204、206、208具有不同的寬度，這取決于肋片188、190之間的位置布局。出于本發(fā)明的目的，區(qū)段198、200、202、204、206、208可全部具有不同大小，區(qū)段198、200、202、204、206、208全部可具有相同大小，或者區(qū)段198、200、202、204、206、208可包括單獨(dú)元件的混合，所述單獨(dú)元件中的一些具有相同大小并且所述單獨(dú)元件中的一些具有不同大小。

預(yù)期的是，區(qū)段198、200、202、204、206、208可由金屬材料構(gòu)造成，所述金屬材料諸如鋁、鋁合金、鈹、鈹合金、鎂、鎂合金、鐵、鐵合金、聚合物、塑料、橡膠、陶瓷以及復(fù)合材料。復(fù)合材料包括但不限于碳纖維復(fù)合材料、包含芳族聚酰胺纖維的復(fù)合材料等。所有區(qū)段198、200、202、204、206、208可由相同材料制成。在替代實(shí)施方案中，所有區(qū)段198、200、202、204、206、208可由不同材料制成。換句話說(shuō)，預(yù)期區(qū)段198、200、202、204、206、208的組成不限于任何特定的材料或材料組合。

此外，預(yù)期區(qū)段198、200、202、204、206、208將由剛性或至少半剛性的材料制成。以上列出的材料中的任何一種適用于這個(gè)目的

進(jìn)一步預(yù)期的是，上部分192中的區(qū)段198、200、202、204、206、208將接合到下部分中的區(qū)段198、200、202、204、206、208。一個(gè)可能的接頭包括夾層結(jié)構(gòu)和通道設(shè)計(jì)，如圖12所示。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，上部分192中的區(qū)段198、200、202、204、206、208可包括中空的矩形通道。預(yù)期組成下部分194的區(qū)段198、200、202、204、206、208插入到矩形通道中。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可采用其他互鎖/互連方法和方式，諸如在機(jī)場(chǎng)行李傳送帶上使用的那些。

應(yīng)指出的是，預(yù)期區(qū)段198、200、202、204、206、208附接到肋片188、190，以使得區(qū)段198、200、202、204、206、208相對(duì)于所述肋片188、190樞轉(zhuǎn)。為此，預(yù)期樞轉(zhuǎn)連接209設(shè)置在區(qū)段198、200、202、204、206、208的與肋片188、190相鄰的端部處。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可采用任何合適的連接器。

圖13是圖12所示的變形飛機(jī)蒙皮186的第二實(shí)施方案的透視端視圖和側(cè)視圖。在圖13所示的兩個(gè)視圖中，滑動(dòng)蒙皮186的部分的形狀已經(jīng)根據(jù)跨度形態(tài)14而改變。

圖14是圖12所示的變形飛機(jī)蒙皮186的第二實(shí)施方案的透視端視圖和側(cè)視圖。在圖14所示的兩個(gè)視圖中，滑動(dòng)蒙皮186的部分的形狀已經(jīng)根據(jù)扭轉(zhuǎn)形態(tài)16而改變。

圖15是圖12所示的變形飛機(jī)蒙皮186的第二實(shí)施方案的透視端視圖和側(cè)視圖。在圖15所示的兩個(gè)視圖中，滑動(dòng)蒙皮186的部分的形狀已經(jīng)根據(jù)掠掃形態(tài)18而改變。

圖16是圖12所示的變形飛機(jī)蒙皮186的第二實(shí)施方案的透視端視圖和側(cè)視圖。在圖16所示的兩個(gè)視圖中，滑動(dòng)蒙皮186的部分的形狀已經(jīng)根據(jù)二面角形態(tài)20而改變。

圖17是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮210的第三實(shí)施方案的一部分的透視圖解。這個(gè)實(shí)施方案也稱為“平行混合蒙皮”210。

對(duì)于所示的部分，變形飛機(jī)蒙皮210在第一肋片212與第二肋片214之間延伸。變形飛機(jī)蒙皮210呈現(xiàn)由彼此相鄰定位的多個(gè)區(qū)段216組成的表面。

在這個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)期柔性蒙皮180的各方面和滑動(dòng)蒙皮186的各方面可組合在一起以形成平行混合蒙皮210。因此，預(yù)期平行混合蒙皮210提供更可接受的柔性與剛性之間的平衡。

如圖17所示，組成變形飛機(jī)蒙皮210的區(qū)段216是矩形形狀的，并且由剛性和/或半剛性材料制成。區(qū)段216可由金屬材料構(gòu)造成，所述金屬材料諸如鋁、鋁合金、鈹、鈹合金、鎂、鎂合金、鐵、鐵合金、聚合物、塑料、橡膠、陶瓷以及復(fù)合材料。復(fù)合材料包括但不限于碳纖維復(fù)合材料、包含芳族聚酰胺纖維的復(fù)合材料等。所有區(qū)段216可由相同材料制成。在替代實(shí)施方案中，所有區(qū)段216可由不同材料制成。換句話說(shuō)，預(yù)期區(qū)段216的組成不限于任何特定的材料或材料組合。

在變形飛機(jī)蒙皮210的一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，區(qū)段可放置在柔性蒙皮180上或者附接到柔性蒙皮180。預(yù)期任何合適的附接落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖18提供圖17所示的變形飛機(jī)蒙皮210的一部分的圖形頂視圖。此處，單獨(dú)的區(qū)段216連接到彈性條218。彈性條218可具有與以上討論的柔性蒙皮180相同的性質(zhì)。具體地說(shuō)，預(yù)期彈性條218是彈性的，并且因此允許改變圖17所示的變形飛機(jī)蒙皮210的形狀。

如圖18所示，預(yù)期各個(gè)行的區(qū)段216連接到單獨(dú)的彈性條218。然而，在替代實(shí)施方案中，區(qū)段216可附接到一系列條218。此外，區(qū)段216可附接到柔性織物180的連續(xù)片材。在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，區(qū)段216可附接到由柔性織物180制成的網(wǎng)狀物。預(yù)期其他變型也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖19是圖18所示的變形飛機(jī)蒙皮210的部分的底視圖。此處，區(qū)段216清楚地示出為附接到彈性條218的頂側(cè)和底側(cè)。在替代方案中，區(qū)段216可僅僅附接到彈性條218的頂表面和彈性條218的底表面。

關(guān)于變形飛機(jī)蒙皮210，預(yù)期區(qū)段216可通過(guò)粘合劑(諸如，環(huán)氧樹脂)附接到彈性條218。可替代地，區(qū)段216可通過(guò)合適的連接器(諸如，緊固件)附接到彈性條218。此外，預(yù)期區(qū)段216可縫合到彈性條218上。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白的，將區(qū)段216附接到彈性條218的確切方法不應(yīng)被視為限制本發(fā)明，因?yàn)榭刹捎迷S多替代方案。

圖20是根據(jù)本發(fā)明的變形飛機(jī)蒙皮220的第四實(shí)施方案的圖形透視圖解。這個(gè)實(shí)施方案也稱為“串行混合蒙皮”220。

串行混合蒙皮220包括第一蒙皮元件222和第二蒙皮元件224。第三蒙皮元件226夾在第一蒙皮元件222與第二蒙皮元件224之間

如圖20和圖21所示，連接器228在第一蒙皮元件222與第二蒙皮元件224之間延伸。在圖21中，第三蒙皮元件226已移除以便更好地示出連接器228。

在所示的實(shí)施方案中，預(yù)期第一蒙皮元件222和第二蒙皮元件224由剛性和/或半剛性材料制成。蒙皮元件222、224可由金屬材料構(gòu)造成，所述金屬材料諸如鋁、鋁合金、鈹、鈹合金、鎂、鎂合金、鐵、鐵合金、聚合物、塑料、橡膠、陶瓷以及復(fù)合材料。復(fù)合材料包括但不限于碳纖維復(fù)合材料、包含芳族聚酰胺纖維的復(fù)合材料等。蒙皮元件222、224可由相同材料制成。在替代實(shí)施方案中，蒙皮元件222、224可由不同材料制成。換句話說(shuō)，預(yù)期蒙皮元件222、224的組成不限于任何特定的材料或材料組合。

在所示的實(shí)施方案中，預(yù)期第三蒙皮元件226由與針對(duì)柔性蒙皮180所述材料相同的材料制成。可替代地，第三蒙皮元件226可以是滑動(dòng)蒙皮186、平行混合蒙皮210或任何其他合適的替代物。

預(yù)期連接器228也由剛性和/或半剛性材料制成。連接器228可由金屬材料構(gòu)造成，所述金屬材料諸如鋁、鋁合金、鈹、鈹合金、鎂、鎂合金、鐵、鐵合金、聚合物、塑料、橡膠、陶瓷以及復(fù)合材料。復(fù)合材料包括但不限于碳纖維復(fù)合材料、包含芳族聚酰胺纖維的復(fù)合材料等。所有連接器228可由相同材料制成。在替代實(shí)施方中，所有連接器228可由不同材料制成。換句話說(shuō)，預(yù)期連接器228的組成不限于任何特定的材料或材料組合。

如圖21所示，預(yù)期連接器228通過(guò)緊固件230連接到第一蒙皮元件222和第二蒙皮元件226。連接器228被示出為具有剪式千斤頂構(gòu)造。然而，這種構(gòu)造旨在僅僅是說(shuō)明性的，而不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。預(yù)期連接器228向具有柔性的第三蒙皮元件226提供足夠的張力，如以上所討論。預(yù)期連接器228將是可鎖定的，以便在變形之后鎖定第一蒙皮元件222、第二蒙皮元件224和第三蒙皮元件226的構(gòu)型。

在這個(gè)第四實(shí)施方案中，預(yù)期第一蒙皮元件222或第二蒙皮元件224中的僅一個(gè)附接到肋片。換句話說(shuō)，預(yù)期第一蒙皮元件222或第二蒙皮元件224中的僅一個(gè)是固定的。其他浮物和連接器228向第三蒙皮元件226提供張力。

關(guān)于變形飛機(jī)蒙皮220，第三蒙皮元件226可以是柔性蒙皮180、滑動(dòng)蒙皮186或平行混合蒙皮210。換句話說(shuō)，第三蒙皮元件226可以是以上討論的變形飛機(jī)蒙皮180、186、210的先前實(shí)施方案中的任何一個(gè)。預(yù)期其他變型和替代物也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

關(guān)于本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施方案，預(yù)期變形飛機(jī)蒙皮180、186、210、220連接到至少一個(gè)剛性構(gòu)件或固定結(jié)構(gòu)，諸如肋片182、184、188、190、212、214中的一個(gè)。預(yù)期剛性構(gòu)件是飛機(jī)10的本質(zhì)上為結(jié)構(gòu)性的元件。如以上指出的，在飛機(jī)的機(jī)翼24、26的上下文中，剛性構(gòu)件是形成機(jī)翼24、26的形狀以及其他參數(shù)的肋片182、184、188、190、212、214。

如從前述內(nèi)容應(yīng)明白的是，剛性構(gòu)件不旨在指代結(jié)構(gòu)是不可移動(dòng)的。關(guān)于機(jī)翼24、26，預(yù)期剛性構(gòu)件會(huì)相對(duì)于彼此移動(dòng)。

還應(yīng)指出，在不限制本發(fā)明的情況下，在本發(fā)明的不同預(yù)期實(shí)施方案中變形飛機(jī)蒙皮可以是主動(dòng)或被動(dòng)的。由金屬合金制成的例如對(duì)溫度活化或電活化不具有大的位移依賴性的變形飛機(jī)蒙皮適合作為主動(dòng)蒙皮。由SMA制成的能夠通過(guò)溫度活化或電活化而使其形狀變化的變形飛機(jī)蒙皮適合作為被動(dòng)蒙皮。

如上所述，本發(fā)明結(jié)合其一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案加以描述。所述實(shí)施方案旨在說(shuō)明本發(fā)明的廣度。對(duì)任何一個(gè)特定實(shí)施方案的關(guān)注并不旨在限制本發(fā)明。因此，本發(fā)明旨在涵蓋如本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的變型和等效物。