(57)【要約】      （修正有）【課題】先行技術の困難のうちいくつかを克服するであろうシールプレートを提供する。【解決手段】翼型のような航空機構造の固定部分（３０２）と、スポイラ（３０４）のような可動表面と、の間で連続した空気力学的表面を維持するためのシールプレート（２０１）である。シールプレート（２０１）は、繊維ガラスなどの弾性材料を備え、空気力学的表面を有する。シールプレートは、一縁部に沿って翼型の固定部分（３０２）に取り付けられるように、且つ、第２の縁部（２０７）で操縦翼面と摺動可能にシールするように、構成されている。シールプレート（２０１）は、段差があり、操縦翼面の運動に従ってシールプレートを正確に曲げるとともに連続した空気力学的表面を維持するように操縦翼面の背後で係合するための剛性レバー（２１７）を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気力学的構造物の固定部分と可動表面との間に連続した空気力学的表面を維持するためのシールプレートであって、
前記シールプレートは、第１の弾性材料を備え、前記シールプレート上に前記空気力学的表面を定義し、前記シールプレートの第１の縁に沿って前記固定部分に取り付けられるように且つ第２の遠位縁で前記可動表面に摺動可能に係合するように構成され、
前記遠位縁は、前記可動表面にシール可能に接触するシール面と、前記可動表面から前記シールプレートに曲げモーメントを伝達することによって前記シールプレートを前記可動表面の運動と正確に対応させて曲げるとともに前記連続した空気力学的表面を維持する剛性レバーと、を定義し、
前記シールプレートは、段を定義し、それによって前記剛性レバーは前記空気力学的表面から一段離れて前記可動表面の背後で摺動可能に係合する、シールプレート。
【請求項２】
前記シール面は、前記空気力学的表面と前記段差のある剛性レバーとの間の移行部を形成する、請求項１に記載のシールプレート。
【請求項３】
前記シール面は、フレキシブルシール上に形成される、請求項１又は２に記載のシールプレート。
【請求項４】
前記シール面は、組み立てられたときには、概ね前記可動表面と前記シールプレートとの間の相対運動の方向に伸び、それによって前記相対運動の際のシール接触を維持する、請求項１から３の何れか一項に記載のシールプレート。
【請求項５】
前記第１の弾性材料は、繊維強化複合材料を備える、請求項１から４の何れか一項に記載のシールプレート。
【請求項６】
請求項３に従属するとき、前記フレキシブルシールは、第２の弾性材料の芯を備える、請求項１から５の何れか一項に記載のシールプレート。
【請求項７】
前記第２の弾性材料は、ゴム様の粘度を有する、請求項６に記載のシールプレート。
【請求項８】
前記シール面は、布帛によって覆われる、請求項１から７の何れか一項に記載のシールプレート。
【請求項９】
前記布帛は、低摩擦材料を備える、請求項８に記載のシールプレート。
【請求項１０】
請求項５，６及び８に従属するとき、前記繊維強化複合材料と、前記芯の前記第２の弾性材料と、前記布帛カバーと、は一体硬化された構造物全体を形成する、請求項１から９の何れか一項に記載のシールプレート。
【請求項１１】
翼型の固定部分と、
前記固定部分に取り付けられた請求項１から１０の何れか一項に記載のシールプレートと、
前記シールプレートとシール可能に係合された前記翼型の可動操縦翼面と、
を備える、翼型アセンブリ。
【請求項１２】
前記操縦翼面は、その一縁部に、前記シールプレートの前記シール面と係合するための第２のシール面を定義する、請求項１０に記載の翼型アセンブリ。
【請求項１３】
前記操縦翼面は、前記シールプレートの前記レバーと摺動可能に係合するために、前記操縦翼面の前記空気力学的表面に概ね対向する偏向面を定義する、請求項１１又は１２に記載の翼型アセンブリ。
【請求項１４】
前記偏向面は、前記第２のシール面から、前記第２のシール面に対してある角度で垂れ下がっている、請求項１３に記載の翼型アセンブリ。
【請求項１５】
前記操縦翼面は、スポイラを備える、請求項１１から１４の何れか一項に記載の翼型アセンブリ。
【請求項１６】
請求項１１から１５の何れか一項に記載の翼型アセンブリを含む、翼型。
【請求項１７】
前記操縦翼面は、ドループ可能なスポイラを備え、
前記スポイラの第１の位置は前記翼型の巡航構造を表し、第２の位置は前記翼型の高揚力構造を表す、請求項１６に記載の翼型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機構造の固定部分と翼型（ａｅｒｏｆｏｉｌ）の操縦翼面などの可動表面との間に空気力学的シールを提供するために翼型又は航空機胴体などの航空機構造上に定義される空気力学的表面用のシールプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
「操縦翼面」という用語は航空宇宙産業の専門用語であり、翼上の空気力学的流れを制御する、翼／翼型の固定部分に取り付けられた可動構造を表すために用いられることが理解されるであろう。したがって、「操縦翼面」及び「可動表面」という用語は、本明細書においては、可動構造であってその上に空気力学的流れの操縦翼面が形成されるものを表すために用いられる。そのような操縦翼面は、翼の前縁スラット及びドループ前縁、後縁フラップ、エルロンならびにスポイラを含む。
【０００３】
弾性材料で作製された可撓性のシールプレートを、翼型のような航空機構造の固定部分と、可動要素、例えばスポイラなどの操縦翼面と、の間に延在するように提供することが知られている。そのような構成は、操縦翼面の運動の際に、固定部分と、シールプレートと、操縦翼面と、にわたって連続した空気力学的表面が維持されることを可能にする。
【０００４】
そのようなシールプレートは、典型的には翼型の固定部分に取り付けられ、そこから前方又は後方に、操縦翼面の各前方又は後方回転縁に摺動可能に接触するシールプレートの自由縁まで伸びている。この構成は、操縦翼面が翼型の固定部分に対して回転する間、空気力学的シールが維持されることを可能にする。
【０００５】
操縦翼面は、シールプレートの自由縁によって摺動可能に接触される縁を中心として回転し得るのみならず、上方又は下方へ並進もし得る。
【０００６】
例えば、スポイラは、翼型が、前縁が典型的には回転するとともに水平方向及び垂直方向に並進もして後縁フラップとの接触を維持する高揚力構造であるときには、「ドループ」し得る。シールプレートとそのような運動する操縦翼面との間で空気力学的シールが維持されるべき場合、シールプレートの自由縁は、操縦翼面と共に少なくとも上下に運動することができなくてはならない。
【０００７】
金属、又はより多くの場合ガラスもしくは炭素繊維強化複合材料であり得るシールプレートの可撓性の性質は、そのような限定的な柔軟な運動を可能にするであろう。そのような運動を生じさせるための、シールプレートに対する曲げモーメントは、最も容易には操縦翼面との接触によって提供される。
【０００８】
操縦翼面の回転縁に接触するが、操縦翼面の下向きの運動がフレキシブルシールを通じてシールプレートの自由縁を下方に曲げるべく作用するようにも操縦翼面に接触するシールプレートの自由縁に、フレキシブルシールを提供することが知られている。
【０００９】
そのようなドループ運動の際にシールプレートの自由端と操縦翼面との間で滑らかな空気力学的移行部を維持するためには、シールプレートと操縦翼面との空気力学的表面が整列されたままの状態であるように、フレキシブルシールが操縦翼面の縁に対して非常に注意深く設計及び位置決めされることが必要である。
【００１０】
翼型の固定部分と操縦翼面との位置決めにおける寸法バラつきのため、操縦翼面との連続的なシールに必要な可撓性を提供しつつ同時に操縦翼面との正しい寸法関係を維持して連続した空気力学的表面を保持するであろうシールプレート用のフレキシブルシールを設計することは、可能ではなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、先行技術の困難のうちいくつかを克服するであろうシールプレートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、空気力学的構造物の固定部分と可動表面との間に連続した空気力学的表面を維持するためのシールプレートが提供される。このシールプレートは、第１の弾性材料を備え、シールプレート上に前述の空気力学的表面を定義し、シールプレートの第１の縁に沿って固定部分に取り付けられるように且つ第２の遠位縁で可動表面に摺動可能に係合するように構成されている。遠位縁は、可動表面にシール可能に接触するシール面と、可動表面からシールプレートに曲げモーメントを伝達することによってシールプレートを可動表面の運動と正確に対応させて曲げるとともに前述の連続した空気力学的表面を維持する剛性レバーと、を定義する。シールプレートは段を定義し、それによって剛性レバーは空気力学的表面から一段離れて可動表面の背後で摺動可能に係合する。
【００１３】
この構成は、シールプレートを可動表面にシールする機能と、可動表面からシールプレートに曲げモーメントを印加する機能と、を分離する。運動の際に可動表面に対してシールプレートを位置決めするために、連続した空気力学的表面の維持における制御の欠如を潜在的にもたらすある程度の可撓性又は「弾力性（ｇｉｖｅ）」を有し得るシール面ではなく、剛性レバーが用いられるので、シールプレートの遠位縁及びこれと接触する可動表面のはるかに正確な相対位置決めが可能である。また、シールプレートから段差があることにより、剛性レバーは、可動表面の背後で空気力学的表面から離れて係合し、可動表面とシール係合しつつ、シールプレートを可動表面と共に精密に運動させる適切で空気力学的に効率的な手法を提供する。
【００１４】
好適な一実施形態においては、空気力学的構造物の固定部分は翼型の固定部分を備え、可動表面は翼型の操縦翼面、例えばドループ可能であり得るスポイラを備える。
【００１５】
シール面はフレキシブルシール上に形成されてもよく、それによって、シールプレートと可動表面との相対運動の際に両者の間で効率的なシールが維持されることを保証するのに役立つ。そのようなフレキシブルシールは、シールプレートと可動表面との相対運動にあたり、シール面をシール面に対する可動表面の運動に正確に追従するように形成する必要を軽減する。
【００１６】
シール面は、空気力学的表面と段差のある剛性レバーとの間の移行部を形成してもよく、また、組み立てられたときには、概ね可動表面とシールプレートとの間の相対運動の方向に伸びていてもよく、それによって相対運動の際のシール接触を維持する。この設計は、シールプレートと可動表面との間に比較的一定のシール圧力が確実に存在するようにするのに役立つ。
【００１７】
シールの材料の選択は、シールプレートが動作する環境及び特定の用途によって決まるであろう。したがって、第１の弾性材料は適宜、ガラスもしくは炭素繊維強化複合材などの繊維強化複合材料を備えていてもよく、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）重合体を備えていてもよく、又は金属であってもよい。
【００１８】
シールは、好適にはシリコンのようなゴム様の粘度を有する、第２の弾性材料の芯を備えていてもよい。シール面がフレキシブルシール上に形成されているか否かにかかわらず、シール面は布帛によって覆われ得る。布帛は好適にはポリエステルのような低摩擦材料を備える。
【００１９】
製造するのに便利で且つ運航時に信頼できそうな粘性構造物を提供するために、繊維強化複合材料と、用いられる場合には芯の第２の弾性材料と、布帛カバーと、は一体硬化された（ｃｏ−ｃｕｒｅｄ）一体型構造物を形成するべく、好適にはまとめて一体硬化される。
【００２０】
本発明の第２の態様によれば、航空機構造の固定部分と、そこに取り付けられた第１の態様によるシールプレートと、シールプレートとシール可能に係合された可動表面と、を備える航空機構造アセンブリが提供される。
【００２１】
好適な一実施形態においては、航空機構造は翼型を備え、可動表面は翼型の操縦翼面を備える。
【００２２】
前述の翼型のそのような操縦翼面はドループ可能なスポイラを備えていてもよく、スポイラの第１の位置は翼型の巡航構造を表し、第２のドループした位置は翼型の高揚力構造を表し、第３の上昇位置は翼型の揚力をスポイルするように動作可能である。
【００２３】
可動表面は、その一縁部に、シールプレートのシール面と係合するための第２のシール面を定義してもよい。第２のシール面は、フレキシブルシール上に、シールプレート上のフレキシブルシールに代えて又は加えて形成され得る。
【００２４】
可動表面は、空気力学的表面と対向する側に、シールプレートのレバーと係合するための偏向面を定義してもよく、これによって曲げモーメントをシールプレートに印加する。そして、可動表面の偏向面は、第２のシール面から、この第２のシール面に対してある角度で垂れ下がっていてもよい。
【００２５】
シールプレートのシール面は、空気力学的表面に対してある角度で伸びるとともにそこから垂れ下がっていてもよく、レバーは、空気力学的表面にほぼ平行な方向でシール面から垂れ下がる表面を定義してもよい。
【００２６】
航空機構造が翼型である場合には、操縦翼面は、翼型の固定部分、例えばドループ前縁、前縁スラット、エルロン、フラップ又はスポイラに隣接して動作する任意の翼型飛行操縦翼面を備え得る。他の航空機構造については、可動表面はドア、ハッチ、フラップ又は窓を備え得る。
【００２７】
本発明の第３の態様によれば、第２の態様による航空機構造アセンブリを含む航空機構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
次に本発明を、単なる例として、以下の図面を参照して説明する。
【００２９】
【図１】商用航空機の平面図であり、航空機の翼における高揚力装置及びスポイラのレイアウトを示す。
【図２】本発明によるシールプレートの上方からの等角図である。
【図３】本発明による翼型アセンブリの一方側からの詳細な等角図であり、翼型は巡航構造である。
【図４】図３のアセンブリの側面図である。
【図５】ドループ構造の図４のアセンブリを示し、空気力学的巡航構造に対応する面がゴースト化された輪郭で示されている。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１を参照すると、航空機は、胴体１０５へと整形された翼１０３の形の１対の固定翼型を備える。翼１０３はそれぞれ１つのエンジン１０７を搭載している。航空機はさらに、それぞれ胴体１０５の後部に取り付けられた水平安定板１０９及び垂直尾翼１１１を備える。翼１０３の各々には、ドループ前縁１１３、前縁スラット１１５、エルロン１１７、内側及び外側フラップ１１９ならびにスポイラ１２１という形で、一組の操縦翼面１１３，１１５，１１７，１１９，１２１が設けられている。本発明によれば、各翼１０３の後縁は、スポイラ１２１に隣接する翼長方向の領域に、下記で詳述するように、翼１０３の主平面に対して上方及び下方へ弾性的に可動に配置された一組のシールプレート１２３を備える。
【００３１】
図２を参照すると、本発明によるシールプレート２０１が示されている。シールプレートは、シールプレート上に空気力学的表面２０３を定義し、第１の前縁２０５と第２の遠位縁２０７とを有する。シールプレート２０１はガラス繊維強化複合材料から作製されており、これは、必要なときにシールプレートの少量の曲げ運動を可能にする程度に十分に弾性である。この態様について以下でさらに詳細に考察する。
【００３２】
シールプレート２０１の前縁２０５は、ファスナ３０１によって翼型の固定部分３０２に取り付けられる（図３を参照）。遠位縁２０７はシール面２１１を備えた弾性シール２０９を有する。シール２０９は必要とされる変形能を提供するためにシリコンを備えており、シリコンは耐摩耗性及び摩擦性のためにポリエステル布帛の層２１３で覆われている。シール２０９及び布帛２１３は、シールプレート２０１用の繊維ガラス複合レイアップ上の定位置で一体硬化される。この方法は、シールプレート２０１用のレイアップを硬化し、その後で硬化済みのレイアップにシール２０９及び布帛層２１３を接着剤によって別途適用するよりも速い。また、この方法によれば、シール２０９がシールプレート２０１から分離しにくい、より堅固な構造がもたらされる。
【００３３】
シール２０９はシールプレート２０１の角度をつけられた移行部２１５に形成されており、この移行部はシールプレートの空気力学的表面２０３を定義する部分から鋭角に垂れ下がっている。移行部２１５から垂れ下がり、空気力学的表面２０３から一段離れ且つこれと概ね平行に走っているのは、シールプレート２０１のフランジ２１７の形をとる剛性レバーである。このように、シールプレート２０１は段を定義し、それによってシール面２１１は空気力学的表面２０３と段差のある剛性レバーすなわちフランジ２１７との間の移行部を形成する。
【００３４】
図示されるシールプレートは、翼型への設置に必要な様々な切り欠きを有している。
【００３５】
理解を容易にするために、全体を通じて同じ構成要素には同一の参照番号が付されている。
【００３６】
図３及び４を参照すると、本発明によるシールプレートアセンブリ／翼型アセンブリが示されている。ここでは、シールプレート２０１はファスナ３０１によって、翼の（図示していない）後桁に取り付けられた固定構造物３０２の形をとる翼型の固定部分に取り付けられている。シールプレートのシール面２１１とシール接触するとき、シール２０９は、翼スポイラ３０４の形をとる操縦翼面の第２のシール面３０３である。スポイラ３０４はその外板３１１上に空気力学的上面３０５を定義し、シールプレート２０１及び固定構造物３０２との組み合わせによって、固定構造物とシールプレートとスポイラとにわたる連続した空気力学的表面が形成される。
【００３７】
スポイラ３０４の前縁３０６からは、第２のシール面３０３が、空気力学的表面３０５に対してある角度で下方に垂れ下がるプレート３１３上に形成されている。プレート３１３は、プレートの第２のシール面３０３の下縁３０７からさらに伸び、プレート上に偏向面３０９を定義する。偏向面３０９は、空気力学的表面３０５と概ね平行に、フランジ２１７と摺接して伸びている。シールプレート２０１の段差のある構成は、シールプレート２０１とスポイラ３０４との間の接合部３１５にわたって空気力学的表面２０３，３０５の滑らかな連続を可能にしつつ、同時にレバー又はフランジ２１７が空気力学的表面を横断する気流を脱してスポイラの背後で摺動可能に係合できるようにする。したがって、曲げモーメントは、アセンブリ全体の気流に影響を及ぼすことなく、スポイラ２１７とシールプレート２０１との間で伝達可能である。
【００３８】
図５を参照すると、スポイラ３０４は、スポイラの後部に位置する（図示していない）後縁フラップ又はエルロンと滑らかで連続した空気力学的表面を形成するために、翼の高揚力構造において下方にドループするように配置されている。ドループ運動は、軸４０１を中心とするスポイラ３０４の回転動作によって生じる。ドループ構成のスポイラ３０４及びシールプレート２０１が図示されており、巡航空気力学的表面が点線５０１で示されている。スポイラ３０４が軸４０１を中心として回転し下方に移動しているだけでなく、シールプレート２０１の遠位縁２０７もまた、フランジ２１７に作用しこのフランジを下方に押す偏向面３０９によって、下に移動されている。シール２０９とスポイラのシール面３０３とが僅かに離間したことが観察されるであろう。しかしながら、シール２０９の弾性によって、シールはシール面３０３の方へ伸び、依然としてシール面とシール接触している。
【００３９】
スポイラ３０４がドループした高揚力構造であり、そのスポイラがシールプレートを下方に移動させた状態では、表面２０３及び３０５にわたって連続した空気力学的表面５０１が依然として存在し、接合部３１５が有意に広がってはいないことが観察されるであろう。したがって、本発明のシールプレート及びアセンブリは、レバーとデフレクタ（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）との正確な関係が、シールプレート及び操縦翼面が巡航及び高揚力構造の両方において連続した空気力学的表面を維持することを可能にするのと同時に、シールが両構造において効果的なシールを創出するのに必要な可撓性及び弾性を有することを可能にする。
【００４０】
本明細書に記載された実施形態は、それぞれ、本発明及び本発明の態様がどのように実用化され得るかの非限定的な例である。いずれか一つの実施例に関連して記載された特徴は、単独で用いられてもよいし、又は記載された他の特徴と組み合わせて用いられてもよく、また、実施形態のうち他のものの１つ以上の特徴と組み合わせて、又は実施形態のうち他のものの任意の組み合わせで用いられてもよい。さらに、均等物及び上述されていない変形も、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。
【００４１】
本明細書において用いられる「又は（もしくは）」という語は、別に明記されない限りは、「及び／又は」を意味するものと解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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