手動機翼折疊機構的制作方法
【專利說明】手動機翼折疊機構
[0001]相關申請
[0002]本申請涉及并要求2013年7月26提交的美國臨時專利申請61/858,825和2014年7月18日提交的美國非臨時專利申請14/335,083的優(yōu)先權權益，這兩個申請的全部內(nèi)容出于所有目的通過引用的方式納入本文，如同在這里完全闡述一樣。
【背景技術】
[0003]發(fā)明領域
[0004]本發(fā)明的各實施例總體涉及用于將機翼折疊到飛機上的手動機構，更具體地涉及具有用于飛行載荷和在折疊操作過程中支撐機翼的載荷的獨立載荷路徑的手動機翼折疊機構。
[0005]相關【背景技術】
[0006]盡管航空技術在進步，人們只要花一些時間觀察大自然就得承認，在航空方面，許多挑戰(zhàn)仍然擺在我們面前。很久以前就已經(jīng)認識到在地面上，飛機難以存放。它們天然是尷尬的大航空器。細長的機翼和機身需要巨大的空間來覆蓋和保護飛機的各元件。雖然飛機在空中可能是敏捷的，飛機在地面上的移動是小心笨拙的。
[0007]然而，一只鳥當其從飛行平滑地轉(zhuǎn)換到停在銷上時，可以快速且有效地折疊它的翅膀并能擠過比它的頭大不了多少的孔。因此，長期以來對有效和及時地收起飛機機翼的裝置以幫助運輸和存儲的需求并不令人驚訝。
[0008]已經(jīng)開發(fā)了多種用于折疊飛機的機翼以減小其總體大小的方法。很多現(xiàn)有的飛機，尤其是軍用飛機裝備有可折疊或放置到一位置的機翼部分，當不展開來進行飛行操作時，以有效得多的方式為飛機提供存放和運輸?shù)哪芰?。這種飛機的例子包括艦載機，其中機翼折疊以在甲板下方緊湊地存放和維護。其它例子包括滑翔機，在遠離其正常的運營基地的地點著陸時，其擁有除去機翼使該飛機可以被快速裝載在拖車上運輸?shù)哪芰Α?br>[0009]在其中機翼折疊但仍然附連于機身的飛機中，各機構必須將機翼牢固地鎖定在展開位置來飛行以及將機翼固定在其折疊位置從而不會不利地被陣風損壞等。由于機翼是飛機的重要部件，它們代表顯著的質(zhì)量并設計成將空氣動力學載荷從翼尖傳遞到翼根。這些載荷經(jīng)由一根或多根桿來傳遞，這些桿沿平行于飛機的橫向軸線或俯仰軸線的機翼長度延伸。
[0010]通常，折疊機構利用這些相同的大結(jié)構部件、桿來支撐機翼的折疊和/或旋轉(zhuǎn)。雖然看似有效利用機翼的固有結(jié)構，但是這種結(jié)構的復雜性和所需的牢度以重量為代價。相較于其他的設計標準，諸如用于降落在艦船上或用于執(zhí)行外部條例的結(jié)構要求，在大型軍用飛機中，這種額外的復雜性和增加的重量是最小的。然而，在娛樂性或多用途飛機方面，這樣的折疊機構的重量和復雜性是不可接受的。
[0011]在存放機翼時，最有效的空間使用是以某種方式將機翼與機身對齊。通常，這種機構使用單個運動通過傾斜于機身的軸線樞轉(zhuǎn)機翼。格魯曼公司的艦載機使用這種類型的機翼折疊。然而，單個動作折疊具有一些不理想的特性。例如，這種折疊需要移除并重新定位上機翼表面和下機翼表面的一部分，從而折疊部分不與靜止部分干涉。單個動作折疊還產(chǎn)生了重力中心問題，這使得飛機在地面操作過程中不穩(wěn)定。
[0012]因此，所需要的機翼折疊機構是簡單的、牢固的且重量輕的。此外，將折疊機構與機翼的固有結(jié)構分開是有利的，該固有結(jié)構將空氣動力學載荷從翼尖傳遞到翼根，以及該折疊機構可由單個人來手動操作?，F(xiàn)有技術的這些和其它挑戰(zhàn)由本發(fā)明的一個或多個實施例來解決。
[0013]下面的描述中將部分闡述本發(fā)明的其它優(yōu)點和新穎特征，在閱讀下面的說明時，這些優(yōu)點和新穎特征對于本領域的技術人員來說將變得明顯或可以通過實踐本發(fā)明來學習?？赏ㄟ^所附權利要求書中具體指出的手段、組合、組合物和方法來實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]—種手段機翼折疊機構和相關的方法，其使得單個用戶能夠?qū)C翼的外側(cè)部分斷開、伸出、旋轉(zhuǎn)并樞轉(zhuǎn)至飛機的機身旁的可存放和可運輸位置。本發(fā)明的機翼折疊機構的一個實施例包括機翼，該機翼具有第一機翼部分和第二機翼部分，所述第一機翼部分與翼尖和第一機翼部分翼梁關聯(lián)，所述第二機翼部分與翼根和第二機翼部分翼梁關聯(lián)，以及其中處于飛行形態(tài)的機翼與從所述翼尖延伸至所述翼根的橫向軸線關聯(lián)。該機構進一步包括多個剪切銷，所述多個剪切銷可操作以將第一機翼部分翼梁結(jié)合至第二機翼部分翼梁，其中所述多個剪切銷基本上平行于所述橫向軸線。此外，該機翼折疊機構包括折疊裝置，該折疊裝置結(jié)合第一機翼部分和第二機翼部分，其中該折疊裝置可操作以將第一機翼部分沿所述橫向軸線從第二機翼部分伸出、圍繞所述橫向軸線旋轉(zhuǎn)第一機翼并圍繞垂直于所述橫向軸線的垂直軸線樞轉(zhuǎn)該第一機翼部分，將第一機翼部分翼梁置于基本上垂直于第二機翼部分翼梁并與機身對齊。
[0015]本發(fā)明的一些其它特征包括空氣動力學的傳遞獨立于該折疊裝置。此外，當所述機翼處于飛行形態(tài)時，所述第一機翼翼梁的一部分與所述第二機翼部分翼梁的一部分重疊。將外側(cè)機翼部分結(jié)合至內(nèi)側(cè)機翼部分的剪切銷可操作以將飛行中的空氣動力學載荷從第一機翼部分傳遞到第二機翼部分。本發(fā)明的一個實施例中，剪切銷與機翼的外側(cè)部分關聯(lián)，而接納這些剪切銷的插座與機翼的內(nèi)側(cè)部分關聯(lián)。各剪切銷的每個還包括第一直徑和第二直徑，其中當剪切銷將空氣動力學載荷從一個機翼部分傳遞到另一機翼部分時，剪切載荷分布在第一直徑與第二直徑之間。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，可折疊飛機機翼包括具有第一機翼翼梁的第一機翼部分、具有第二機翼翼梁的第二機翼部分，以及伸出裝置，該伸出裝置將第一機翼部分可樞轉(zhuǎn)地結(jié)合至第二機翼部分。
[0017]當該機翼處于飛行形態(tài)時，第一機翼翼梁結(jié)合至第二機翼翼梁，形成機翼翼梁接合點，該機翼翼梁接合點在第一機翼部分與第二機翼部分之間傳遞空氣動力學載荷。當?shù)谝粰C翼翼梁從第二機翼翼梁解開時，該伸出裝置可操作以沿基本上平行于第一機翼翼梁的橫向軸線將第一機翼部分遠離第二機翼部分伸出、圍繞該橫向軸線旋轉(zhuǎn)該第一機翼部分，以及在于第二機翼部分關聯(lián)的樞轉(zhuǎn)點處樞轉(zhuǎn)至可運輸形態(tài)。
[0018]本發(fā)明的另一實施例中，用于將機翼從可運輸形態(tài)改變至飛行形態(tài)的系統(tǒng)包括:第一機翼翼梁，所述第一機翼翼梁與第一機翼部分關聯(lián)且其中第一機翼部分處于可運輸形態(tài)時，所述第一機翼部分基本上正交于第二機翼部分；以及第二機翼翼梁，所述第二機翼翼梁與所述第二機翼部分關聯(lián)，其中所述第一機翼翼梁可在翼梁接合點處附連于所述第二機翼翼梁。
[0019]該系統(tǒng)還包括折疊裝置，該折疊裝置獨立于第一機翼翼梁和第二機翼翼梁、將第一機翼部分結(jié)合于第二機翼部分以及可操作以將第一機翼部分從可運輸形態(tài)定位至飛行形態(tài)，從而在機翼翼梁接合點處將第一機翼翼梁與第二機翼翼梁關聯(lián)。
[0020]最后，該可折疊飛機機翼包括多個剪切銷，所述多個剪切銷將第一機翼翼梁結(jié)合至第二機翼翼梁。所述多個剪切銷中每個包括第一銷直徑和第二銷直徑以及其中兩個機翼部分之間的剪切載荷分布在所述第一銷直徑和所述第二銷直徑之間。
[0021]本公開中描述和下面詳細描述中的特征和優(yōu)點不是全包式的?？紤]到本發(fā)明的附圖、說明書和權利要求書，對于本領域的技術人員來說，很多其它特征和優(yōu)點將變得明顯。此外，應注意的是，說明書中使用的語言主要是為了閱讀性和說明目的而選擇，不是選擇來描繪或者限制本發(fā)明的主題;需要參考權利要求書來決定這種創(chuàng)新性主題。
【附圖說明】
[0022]通過參考下文結(jié)合附圖描述的一個或多個實施例，本發(fā)明的前述和其它特征和目的以及獲得它們的方式將變得明顯，本發(fā)明本身將最佳地被理解，附圖中:
[0023]圖1是裝備有本發(fā)明的手動機翼折疊機構的飛機的前視立體圖，其中機翼處于飛行形態(tài)；
[0024]圖2是裝備有本發(fā)明的手動機翼折疊機構的飛機的前視立體圖，其中外側(cè)機翼部分已經(jīng)伸出；
[0025]圖3是裝備有本發(fā)明的手動機翼折疊機構的飛機的前視立體圖，其中外側(cè)機翼部分已經(jīng)伸出并旋轉(zhuǎn)90度；
[0026]圖4是裝備有本發(fā)明的手動機翼折疊機構的飛機的側(cè)視立體圖，其中機翼的外側(cè)部分已經(jīng)被折回并與飛機的機身對齊；
[0027]圖5是裝備有本發(fā)明的手動機翼折疊機構的飛機的側(cè)視立體圖，其中機翼的外側(cè)部分已經(jīng)被折回、與飛機的機身對齊并向前定位以存放和運輸；
[0028]圖6A是與本發(fā)明的手動機翼折疊機構關聯(lián)的外側(cè)機翼翼梁和內(nèi)側(cè)機翼翼梁的接合點的剖切圖；
[0029]圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的機翼翼梁接合點和機翼折疊機構的俯視圖；
[0030]圖7是本發(fā)明的機翼折疊機構的一個實施例的右前立體剖切圖，其中外側(cè)機翼處于伸出位置；
[0031]圖8是本發(fā)明的機翼折疊機構的一個實施例的俯視圖，其中外側(cè)機翼處于伸出且部分折疊形態(tài)；
[0032]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的機翼和機翼折疊機構的外側(cè)部分的后側(cè)立體圖；
[0033]圖10是與本發(fā)明的機翼折疊機構的一個實施例結(jié)合使用的翼梁銷的側(cè)剖切圖；
[0034]圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的內(nèi)側(cè)機翼部分的外側(cè)表面和剪切銷鎖定機構的前視下立體圖；
[0035]圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的翼肋和機翼折疊機構浮動導向件的立體圖；
[0036]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的機翼折疊機構浮動導向件的細節(jié)圖；
[0037]圖14是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于定位外側(cè)機翼以存放并與內(nèi)側(cè)機翼部分接合的旋轉(zhuǎn)件的前視上立體圖；
[0038]圖15是使用本發(fā)明的機翼折疊機構的一個實施例來折疊和存放機翼部分的方法的流程圖；以及
[0039]圖16是使用本發(fā)明的機翼折疊機構的一個實施例來展開并將機翼部分變成飛行形態(tài)的方法的流程圖。
[0040]各附圖示出的本發(fā)明的各實施例僅僅是用于說明性目的。從下面的討論中，本領域的技術人員將理解，可以采用本文所示出的結(jié)構和方法的替代實施例而不脫離本文所描述的本發(fā)明的原理。
【具體實施方式】
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