在飛行器組件中使用的壓力均衡通風孔的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開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孔。
【背景技術】
[0002]至少一些已知的飛行器包括機翼-機身/翼身(wing-to-body)整流罩以增加氣動效率。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)經歷顯著的壓力變化。例如，未加壓的體積經受壓力變化。在至少一些已知的飛行器中，這樣的壓力變化通過使用位于整流罩中的簡易通風孔被均衡。已知的通風孔通常類似于家常的通風孔而存在。然而，已知的通風孔通過它們僅有的存在可以對飛行器產生相當大的阻力。

【發明內容】

[0003]在一方面，提供了在飛行器組件中使用的壓力均衡通風孔。壓力均衡通風孔包括具有第一端和與第一端相對的第二端以及第一側面和與第一側面相對的第二側面的開口。通風孔進一步包括定位在開口內的多個百葉窗。每個百葉窗被定位在離相鄰百葉窗預定的距離以在它們之間形成間隙。每個百葉窗包括被配置以增加穿過通風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孔的方法。該方法包括形成具有第一端和與第一端相對的第二端以及第一側面和與第一側面相對的第二側面的開口。該方法進一步包括在開口內定位多個百葉窗。每個百葉窗定位在離相鄰百葉窗預定的距離以在它們之間形成間隙。每個百葉窗包括被配置以增加穿過通風孔的氣流效率的翼型橫截面。
【附圖說明】
[0005]圖1是示例性飛行器生產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翼-機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中所示的機翼-機身整流罩一起使用的壓力管理系統的透視圖。
[0010]圖6是可以與圖3-圖5中所示的壓力均衡通風孔一起使用的示例性百葉窗的側面透視圖。
【具體實施方式】
[0011]本文的方法和系統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可以在涉及液體分配系統的任何背景中和/或在任何環境中被實施。在預生產期間，方法100可以利用飛行器102的規格和設計104和/或材料采購106。在生產期間，進行飛行器102的部件和子組件制造108和系統集成110。此后，飛行器102在投入使用114之前可以經歷認證和交付112。當由客戶使用時，飛行器102例行進行日常維護和檢修116(例如，包括修改、重新配置和/或翻新)。
[0012]方法100的每個過程都可以通過系統集成商、第三方和/或操作者(例如，客戶)而執行或者實行。為了本公開的目的，系統集成商可以包括但不限于任意數量的飛行器制造商和主系統分包商；第三方可以包括但不限于任意數量的廠商、分包商和供應商；以及操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等等。
[0013]如圖2所示，使用方法100生產的飛行器102可以包括具有多個系統120的機身118和內部122。高水平系統120的示例可以包括推進系統124、電氣系統126、液壓系統128和/或環境系統130中的一個或更多個。可以包括任意數量的其它系統。雖然示出航空航天示例，但是本發明的原理可以適用于其它行業，如汽車行業、機械、重型設備以及供暖、通風和空調(HAVC)應用。
[0014]本文所體現的裝置和方法可以在生產和使用方法100的任何一個或更多個階段期間被采用。例如，對應于生產過程108的部件或子組件可以以類似于當飛行器102投入使用時生產的部件或子組件的方法被生產或制造。同樣，一個或更多個裝置實施方式、方法實施方式或它們的組合可以在生產階段108和110期間被利用，例如，通過充分加快飛行器102的組裝或降低其成本。類似地，裝置實施方式、方法實施方式或它們的組合中的一個或更多個可以在飛行器102投入使用中時被利用，例如但不限于維護和檢修116。
[0015]如在本文中所使用的，術語“飛行器”可以包括，但不限于僅包括飛機、無人駕駛飛機(UAV)、滑翔機、直升機和/或行進通過空域的任何其它實體。此外，在替代的實施方式中，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翼-機身整流罩300的底部透視圖。在示例性實施方式中，飛行器102包括第一機翼302和第二機翼304，兩者都耦接到機身306。機翼-機身整流罩300從第一機翼302的第一部分310延伸跨過機身306的底部表面308到第二機翼304的第一部分312。在示例性實施方式中，機翼-機身整流罩300也包括壓力均衡通風孔314，該通風孔用于均衡飛行器102的未加壓區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孔不限于與機翼-機身整流罩一起使用。相反，壓力均衡通風孔可以與確保壓力均衡通風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。在示例性實施方式中，機翼-機身整流罩300包括鄰近機身306的外表面402的內表面400。整流罩內表面400和機身外表面402限定在它們之間的腔404，該腔具有第一內部壓力。機翼-機身整流罩300外側的外部區域406具有第二外部壓力。在一個實施例中，外部區域406在飛行期間可以包括飛行器102外側的大氣空氣。外部區域406的外部壓力可以大于或小于腔404內的內部壓力。壓力均衡通風孔314被配置為使內部壓力和外部壓力均衡。
[0018]圖5是可以與機翼-機身整流罩300(圖3和圖4中所示)一起使用的壓力均衡通風孔314的透視圖。在示例性實施方式中，通風孔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內的內部壓力之間的壓差。相比于已知的設計，通風孔314對飛行器102產生較小的阻力。
[0019]在示例性實施方式中，通風孔314大體為矩形形狀并且限定開口 500。開口 500被限定在通風孔314的主體501中，其被配置為安裝在開口中(未示出)，該開口被限定在飛行器102的蒙皮中。替代地，開口 500可以被直接地限定在機翼-機身整流罩300中。通風孔開口 500具有第一端502和與第一端502相對的第二端504。通風孔開口 500還具有第一側面506和與第一側面506相對的第二側面508。通風孔開口 500在第一端502和第二端504之間具有預定的通風孔長度VL并且在第一側面506和第二側面508之間具有預定的通風孔寬度VW。通風孔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百葉窗510。百葉窗510被定向成大體垂直于通風孔長度VL。每個百葉窗510跨越通風孔開口 500并且具有從第一側面506到第二側面508的寬度VW。此外，百葉窗510彼此被隔開預定的距離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孔314 (圖3-圖5中所示)一起使用的示例性百葉窗510的側面透視圖。在示例性實施方式中，百葉窗510具有長度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于χ-y坐標平面上的參考軸線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域406(圖4中所示)遠離機身外表面402(圖4中所示)。角度α確保第一平面表面604使流經通風孔314的空氣612偏轉遠離飛行器102以減少被迫進入飛行器102內的空氣量。減少被迫進入飛行器102內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于x-y坐標平面上的參考軸線X2具有負角度β。更具體地，第三平面表面608從前表面600到后表面602成角度的朝向機身外表面402遠離外部區域406。角度β確保相鄰百葉窗510被定位在通風孔314內，并允許足夠的空間用于在壓力均衡期間使空氣進入和/或離開通風孔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于x-y坐標平面上的參考軸線X3具有負角度γ。更具體地，表面614從前表面600到后表面602成角度的朝向機身外表面402遠離外部區域406?角度γ被配置為使空氣612偏轉遠離第二平面表面606以降低對第二平面表面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]在示例性實施方式中，除了每個百葉窗510的形狀之外，百葉窗510的長度L和寬度VW結合每個百葉窗510之間的距離d進一步確保機翼-機身整流罩300的合適的通風并且減小氣動阻力。更具體地，在示例性實施方式中，通風孔開口 500具有預定的長度VL與寬度VW比和百葉窗510之間的預定的距離d與百葉窗510的數目比。長度VL與寬度VW比和百葉窗510之間的距離d與百葉窗510的數目比的值取決于與從腔404有待移除的空氣量相關聯的飛行器102的典型飛行速度。
[0023]關于長度VL與寬度VW比，最接近第一端502(圖5中所示)的百葉窗510相對于其它百葉窗510被暴露于流經通風孔314的最大空氣量。因為最接近第一端502的百葉窗510的第一平面表面604使空氣偏轉遠離飛行器102，所以接觸剩余百葉窗510的空氣量基本被減小。如果長度VL與寬度VW比太大，通風孔314將不會暴露于均衡壓力的足夠的空氣量。替代地，如果長度VL與寬度VW比太小，通風孔314在第一端502處將具有暴露于空氣的較大表面，導致對飛行器102的阻力增加。
[0024]此外，在示例性實施方式中，通風孔開口 500具有百葉窗510之間的預定的距離d與百葉窗510的數目比。如果每個百葉窗510之間的距離d太大，由第一平面表面604產生的偏轉影響將不會使下游百葉窗510免于空氣的流動。因此，每個百葉窗510可以接觸較大的空氣量，增加對通風孔314的阻力。替代地，如果每個百葉窗510之間的距離d太小，由第一平面表面604偏轉的空氣量將被減小，導致空氣朝向下游百葉窗510被偏轉，而不是遠離飛行器102。隨著百葉窗510之間的距離d增加，百葉窗510的數目