用于飞行器的襟翼致动系统的制作方法

本公开总体上涉及飞行器，并且更具体地涉及用于致动耦接到飞行器的机翼的襟翼的系统。

背景技术：

耦接至飞行器机翼的襟翼用于调节由机翼产生的升力。例如，襟翼被伸展以在起飞和降落期间增加阻力和升力，并在巡航速度下缩回。襟翼沿着设定的运动路径伸展和缩回。在顺气流方向上沿着设定运动路径以经济高效、简单且轻量的方式致动襟翼会是困难的，尤其在当今商用飞行器的机翼后掠且相对较薄的情况下。

技术实现要素：

响应于现有技术的状态，并且特别是响应于传统的襟翼致动系统和方法的缺点，开发了本申请的主题。本申请的主题提供了克服了现有技术的上述缺点的用于飞行器的襟翼致动系统和相应方法的示例。

本文公开了一种用于沿顺气流方向致动耦接至飞行器的机翼的襟翼的系统。该系统包括齿轮式旋转致动器，该齿轮式旋转致动器包括可绕第一旋转轴线旋转的驱动齿轮。该系统还包括曲柄轴，该曲柄轴包括与齿轮式旋转致动器的驱动齿轮处于齿轮啮合接合关系的从动齿轮，以使曲柄轴绕第二旋转轴线旋转。第二旋转轴线相对于第一旋转轴线成角度。该系统还包括曲柄臂，该曲柄臂可共同旋转地耦接至曲柄轴并且配置成耦接至襟翼。曲柄轴绕第二旋转轴线的旋转使曲柄臂沿垂直于第二旋转轴线的方向旋转。该段落的前述主题表征了本公开的示例1。

当第二旋转轴线相对于顺气流方向垂直时，第一旋转轴线平行于机翼的翼展方向。该段落的前述主题表征了本公开的示例2，其中示例2还包括根据以上示例1所述的主题。

驱动齿轮包括锥齿轮，并且从动齿轮包括长齿轮(spoolgear)。该段落的前述主题表征了本公开的示例3，其中示例3还包括根据以上示例1-2中任一个所述的主题。曲柄轴包括中心通道，该中心通道与第二旋转轴线同轴并且完全延伸穿过曲柄轴。中心通道的直径沿第二旋转轴线变化。该段落的前述主题表征了本公开的示例4，其中示例4还包括根据以上示例1-3中的任一个所述的主题。

中心通道的直径沿第二旋转轴线减小和增大。该段落的前述主题表征了本公开的示例5，其中示例5还包括根据以上示例4所述的主题。

曲柄轴包括中心部分，该中心部分沿着第二旋转轴线具有恒定的外部尺寸。曲柄轴还包括第一扩口式部分，该第一扩口式部分具有的外部尺寸沿第二旋转轴线远离中心部分而增大。曲柄轴还包括第二扩口式部分，该第二扩口式部分与第一扩口式部分通过中心部分间隔开并且具有沿着第二旋转轴线远离中心部分的增大的外部尺寸。该段落的前述主题表征了本公开的示例6，其中示例6还包括根据以上示例4-5中的任一个所述的主题。

中心通道的直径在中心部分内是恒定的，在第一扩口式部分内远离中心部分增大，并且在第二扩口式部分内远离中心部分增大。该段落的前述主题表征了本公开的示例7，其中示例7还包括根据以上示例6所述的主题。

中心部分沿着垂直于第二旋转轴线的平面具有非圆形的横截面形状。该段落的前述主题表征了本公开的示例8，其中示例8还包括根据以上示例6-7中的任一个所述的主题。

曲柄臂包括围绕曲柄轴的中心部分附接在一起的第一零件和第二零件。第一零件和第二零件限定曲柄孔，该曲柄孔的形状为与中心部分的非圆形横截面形状互补。该段落的前述主题表征了本公开的示例9，其中示例9还包括根据以上示例8所述的主题。

该系统进一步包括穿过齿轮式旋转致动器和曲柄轴的中心通道的扭矩轴。扭矩轴与驱动齿轮可旋转地耦接，以驱动所述驱动齿轮绕第一旋转轴线旋转。扭矩轴穿过曲柄轴的中心通道，而不接触曲柄轴。当扭矩轴穿过中心通道时，扭矩轴相对于第二旋转轴线成一定角度。该段落的前述主题表征了本公开的示例10，其中示例10还包括根据以上示例4-9中的任一个所述的主题。

扭矩轴可绕第一旋转轴线可旋转。该段落的前述主题表征了本公开的示例11，其中示例11还包括根据以上示例10所述的主题。

该系统还包括扭矩管，其围绕扭矩轴并且与扭矩轴同心。扭矩管与扭矩轴共同可旋转地耦接。扭矩管与齿轮式旋转致动器直接齿轮啮合接合，以将扭矩从扭矩轴传递到齿轮式旋转致动器。该段落的前述主题表征了本公开的示例12，其中示例12还包括根据以上示例10-11中的任一个所述的主题。

齿轮式旋转致动器包括壳体。驱动齿轮至少部分地位于壳体内。曲柄轴的至少一部分定位为位于壳体内。该段落的前述主题表征了本公开的示例13，其中示例13还包括根据以上示例1-12中的任一个所述的主题。

该系统还包括第一支撑肋，其垂直于第二旋转轴线并且包括安装表面。该系统还包括第二支撑肋，该第二支撑肋平行于第一支撑肋并与第一支撑肋间隔开。曲柄轴介于第一支撑肋和第二支撑肋之间。齿轮式旋转致动器直接耦接至第二支撑肋。该段落的前述主题表征了本公开的示例14，其中示例14还包括根据以上示例1-13中的任一个所述的主题。

曲柄轴是中空的并且具有线轴形状。该段落的前述主题表征了本公开的示例15，其中示例15还包括根据以上示例1-14中的任一个所述的主题。

本文进一步公开了包括机体的飞行器。该飞行器还包括机翼，该机翼耦接到机体并且沿翼展方向从机体延伸。飞行器还包括襟翼，该襟翼耦接至机翼并且可从机翼延伸。飞行器进一步包括耦接至机翼的系统。该系统包括齿轮式旋转致动器，该齿轮式旋转致动器包括绕第一旋转轴线可旋转的驱动齿轮。该系统还包括曲柄轴，该曲柄轴包括与齿轮式旋转致动器的驱动齿轮处于齿轮啮合接合关系的从动齿轮，以使曲柄轴绕第二旋转轴线旋转。第二旋转轴线相对于第一旋转轴线成角度。该系统还包括曲柄臂，该曲柄臂可共同旋转地耦接至曲柄轴并与襟翼耦接。曲柄轴绕第二旋转轴线的旋转使曲柄臂旋转并使襟翼沿垂直于第二旋转轴线的方向移动。该段落的前述主题表征了本公开的示例16。

第一旋转轴线平行于机翼的翼展方向。垂直于第二旋转轴线的方向是机翼的顺气流方向。该段落的前述主题表征了本公开的示例17，其中示例17还包括根据以上示例16所述的主题。

曲柄轴包括中心通道，该中心通道与第二旋转轴线同轴并且完全延伸穿过曲柄轴。中心通道的直径沿第二旋转轴线变化。该系统进一步包括穿过齿轮式旋转致动器和曲柄轴的中心通道的扭矩轴。该系统还包括扭矩管，该扭矩管与扭矩轴共同可旋转地耦接并且与驱动齿轮可旋转地耦接以驱动所述驱动齿轮绕第一旋转轴线的旋转。扭矩轴穿过曲柄轴的中心通道，而不接触曲柄轴。扭矩轴和扭矩管绕第一旋转轴线可旋转。该段落的前述主题表征了本公开的示例18，其中示例18还包括根据以上示例16-17中的任一个所述的主题。

飞行器还包括第二襟翼，该第二襟翼耦接至机翼并且可从机翼延伸。该飞行器还包括第二系统，该第二系统具有与该系统相同的特征并耦接至机翼。第二系统的曲柄臂耦接至第二襟翼。该系统还包括第二扭矩管，该第二扭矩管与扭矩轴共同可旋转地耦接并且与第二系统的齿轮式旋转致动器的驱动齿轮可旋转地耦接，以驱动第二系统的齿轮式旋转致动器的驱动齿轮绕第一旋转轴线旋转。该段落的前述主题表征了本公开的示例19，其中示例19还包括根据以上示例18所述的主题。

本文另外公开了一种沿相对于机翼的顺气流方向致动耦接到飞行器机翼的襟翼的方法。该方法包括绕平行于机翼的翼展方向的第一旋转轴线旋转齿轮式旋转致动器的驱动齿轮。该方法还包括将扭矩传递到曲柄轴的从动齿轮，以绕第二旋转轴线旋转曲柄轴的从动齿轮，该第二旋转轴线相对于第一旋转轴线成角度并且垂直于顺气流方向。该方法还包括响应于从动齿轮绕第二旋转轴线的旋转而沿顺气流方向旋转曲柄臂。该方法还包括响应于曲柄臂沿顺气流方向移动而沿顺气流方向平移地移动襟翼。该段落的前述主题表征了本公开的示例20。

本公开的主题所描述的特征、结构、优点和/或特性可以在包括实施例和/或实施方式的一个或多个示例中以任何合适的方式组合。在以下描述中，提供了许多具体细节以赋予对本公开的主题的示例的透彻理解。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定示例，实施例或实现方式的特定特征、细节、部件、材料和/或方法中的一个或多个的情况下实践本公开的主题。在其他实例中，在某些示例、实施例和/或实施方式中可能认识到并非在所有示例、实施例或实施方式中都存在的附加特征和优点。此外，在一些情况下，未示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作，以避免使本公开的主题的各方面不清楚。根据以下描述和所附权利要求书，本公开的主题的特征和优点将变得更加完全明显，或者可以通过以下所述的主题的实践来获知。

附图说明

为了可以更容易地理解本主题的优点，将通过参考在附图中示出的特定示例来对以上简要描述的主题进行更具体的描述。理解这些附图仅描绘了主题的典型示例，因此不应将它们视为对本发明范围的限制。通过使用附图，将以附加的特性和细节来描述和解释该主题，其中：

图1是根据本公开的一个或多个示例的飞行器的透视图；

图2是根据本公开的一个或多个示例的襟翼处于缩回位置的飞行器机翼的透视图；

图3是根据本公开的一个或多个示例的襟翼处于伸展位置的图2的机翼的透视图；

图4是根据本公开的一个或多个示例的飞行器的机翼、襟翼和襟翼致动系统的横截面侧视图；

图5是根据本公开的一个或多个示例的从襟翼致动系统的一侧观察的襟翼致动系统的透视图；

图6是根据本公开的一个或多个示例的从襟翼致动系统的另一侧观察的图5的襟翼致动系统的透视图；

图7是根据本公开的一个或多个示例的通过共同的扭矩轴耦接在一起的两个襟翼致动系统的俯视平面图；

图8是根据本公开的一个或多个示例的襟翼致动系统的俯视平面图；

图9是根据本公开的一个或多个示例的襟翼致动系统的截面俯视图；

图10是根据本公开的一个或多个示例的襟翼致动系统的侧视图；

图11是根据本公开的一个或多个示例的襟翼致动系统的齿轮式旋转致动器和曲柄轴的透视图；

图12是根据本公开的一个或多个示例的襟翼致动系统的齿轮式旋转致动器和曲柄轴的透视图；

图13是根据本公开的一个或多个示例的襟翼致动系统的曲柄轴的透视图；

图14是根据本公开的一个或多个示例的襟翼致动系统的曲柄臂的轴接合部的透视图；和

图15是根据本公开的一个或多个示例的致动耦接到飞行器机翼的襟翼的方法。

具体实施方式

在整个说明书中，对“一个示例”、“示例”或类似语言的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个示例中。在整个说明书中，短语“在一个示例中”，“在示例中”和类似语言的出现可以但并非必须全部指代相同的示例。类似地，术语“实施方式”的使用意指具有结合本公开的一个或多个示例描述的特定特征、结构或特性的实施方式，但是，在没有指示明确的关联性的情况下，可以将实施方式与一个或多个示例相关联。

本文公开了一种用于致动耦接至飞行器机翼的襟翼的系统。该系统允许通过齿轮式旋转致动器沿顺气流方向致动襟翼，该齿轮式旋转致动器与在机翼的翼展方向上延伸的扭矩管成一直线。齿轮式旋转致动器有助于沿顺气流方向对襟翼进行致动，同时提供明显的福勒运动范围。此外，齿轮式旋转致动器的紧凑性使其可以适配在当今现代飞行器相对较薄的机翼内。另外，将齿轮式旋转致动器与扭矩管成一直线布置有助于简化系统，减轻重量，并有效地将动力从扭矩管传递到齿轮式旋转致动器，再传递至襟翼。

参照图1，示出了飞行器100的一个实施例。飞行器100可以是各种类型的飞行器中的任何一种，例如用于运送乘客的商用飞行器，用于军事行动的军用飞行器，个人飞行器等。如图所示，飞行器100代表客机。所描绘的飞行器100包括机体112(例如，机身)，耦接至机体112并从机体112延伸的一对机翼114，耦接至机体112的垂直稳定器116以及耦接至机体112和/或垂直稳定器116的一对水平稳定器118。

参照图4，每个机翼114包括外部上表面115和外部下表面117。外部上表面115与外部下表面117相对。此外，外部上表面115和外部下表面117在机翼114的前缘132汇聚。外部上表面115和外部下表面117远离前缘132沿翼弦方向延伸并终止于后缘位置。每个机翼114包括限定在外部上表面115和外部下表面117之间的内部空腔121。如图4所示，每个机翼114在内部空腔121中包括后翼梁164(例如，最向后的翼梁)。后翼梁164在限定外部上表面115的机翼114的上蒙皮和限定外部下表面117的机翼114的下蒙皮之间延伸。此外，后翼梁164沿机翼114的长度或翼展沿翼展方向延伸。换句话说，如本文所定义的，翼展方向172是平行于后翼梁164的方向，鉴于翼114的扫掠，在某些示例中，后翼梁164不垂直于顺气流方向170或飞行器100的机体112的中心线。尽管未示出，但是机翼114可以在内部空腔121内包括其他内部结构，例如桁条、附加的翼梁和肋，这些内部结构使机翼114变硬并保持其形状。

飞行器100还包括多个可调节元件，其可以是可调节的空气动力学表面，该可调节的空气动力学表面是可调节的以改变在该表面上方，该表面周围和该表面后缘的气流的特性。例如，每个机翼114具有与其耦接的副翼124、襟翼126、扰流板128和缝翼130。另外，垂直稳定器116包括方向舵122，并且每个水平稳定器118包括升降舵120。在飞行器100的飞行的响应性控制中，飞行器的可调节空气动力学表面的相对位置(诸如图1所示的那些)应该能够精确地调节。

襟翼126耦接至机翼114，并且相对于机翼114可选择性地致动，以促进飞行器100的期望的飞行特性。具体地，每个襟翼126可沿顺气流方向170(例如，参见图4和图7)远离相应的机翼114延伸至伸展位置，并沿顺气流方向170朝相应的机翼114缩回至缩回位置。在缩回位置(例如，襟翼向上位置)，如图2和图4所示，机翼114和襟翼126的组合的弯度最小，这减小了升力和阻力。因此，当飞行器100在高空巡航时，襟翼126通常处于缩回位置。在如图3所示的伸展位置(例如，襟翼向下位置)中，机翼114和襟翼126的组合的弯度为大于最小值的某一弯度(例如，最大值)，这增加了升力和阻力。因此，当飞行器100以较低速度飞行时，例如在进近、起飞和着陆期间，襟翼126通常处于伸展位置。为了进一步增加升力并减小阻力，扰流板128可以如图3所示升高。

参照图3，每个襟翼126包括内侧端127和外侧端129。外侧端129与内侧端127相对。在一些实施方式中，襟翼126是具有空气动力学轮廓的细长结构。例如，襟翼126可在从内侧端127延伸到外侧端129的纵向方向上伸长。襟翼126的横截面形状或空气动力学轮廓基于机翼114的横截面形状或空气动力学轮廓。通常，襟翼126用作机翼114的弦向延伸部。更具体地，机翼114包括襟翼槽，襟翼126在缩回位置中存储在襟翼槽中。如图4所示，襟翼126的轮廓配置成使得在缩回位置，襟翼126的外表面与机翼114的外表面基本齐平。特别地，当缩回时，襟翼126邻接机翼114的外部下表面117的尾端以在外部下表面117和襟翼126之间形成近乎无缝的过渡。类似地，在襟翼126缩回且扰流板128降低的情况下，襟翼126邻接扰流板128，扰流板铰链耦接到外部上表面115的尾端，以在外部上表面115、扰流板128和襟翼126之间形成近乎无缝的过渡。因此，如图2所示，当襟翼126处于缩回位置中并且扰流板128降低时，机翼114、扰流板128和襟翼126的组合的横截面轮廓限定常规的翼型形状。以此方式，如图4所示，襟翼126的后缘134实际上充当与机翼114的前缘132相对的机翼114的后缘。

参照图4，襟翼126包括主轴线176，襟翼126可绕主轴线176旋转。主轴线176限定了主旋转轴线，当襟翼126由襟翼致动系统140致动时，襟翼126绕着主旋转轴线旋转，如下所述。在一些实施方式中，主轴线176由相对于机翼115的前缘132平移地固定的连续的杆或销或同轴对准的杆或销区段限定。襟翼126的前缘133与襟翼126的后缘134相对。主轴线176通过联动装置和固定到襟翼126的安装支架163间接地耦接到襟翼126。主轴线176延伸穿过襟翼致动系统140的支撑肋中的对准的孔，并且当襟翼126由襟翼致动系统140的致动臂166致动时，有助于襟翼126相对于机翼115的旋转。换句话说，致动系统140有助于将襟翼126和机翼114在主轴线176处可旋转地耦接在一起。致动系统140可以在机翼114的标称翼面下方延伸到由耦接至机翼114的整流罩119限定的空间中。

再次参考图3，飞行器100可以另外包括至少一个辅助支撑系统151。然而，认识到本公开的襟翼致动系统140可以在有或没有辅助支撑系统151的情况下起作用。通常，襟翼致动系统140启动并驱动襟翼126相对于机翼114的致动，并且如果存在，则辅助支撑系统151在襟翼126被致动时将襟翼126机械地支撑在襟翼126的辅助位置。换句话说，辅助支撑系统151被配置成在飞行期间在襟翼126的与辅助支撑系统151耦接的辅助位置处限制襟翼126在已伸展时以及在正伸展和正缩回时的偏转和弯曲。襟翼126的辅助位置是襟翼126上沿着襟翼126的长度与襟翼致动系统140间隔开的位置。例如，襟翼致动系统140与辅助支撑系统151沿机翼114的翼展方向172间隔开。

襟翼致动系统140可选择性地操作以沿着伸展路径从机翼114伸展襟翼126，并且沿着相同的伸展路径朝着机翼114缩回襟翼126。伸展路径表示当襟翼致动系统140致动襟翼126时襟翼126的平移运动。因此，襟翼致动系统140包括联动装置，该联动装置包括致动臂166，该致动臂166配置成当襟翼致动系统140致动襟翼126时沿着伸展路径移动襟翼126的前缘133。襟翼致动系统140以第一方式致动(例如，曲柄轴144在一个方向上旋转)，以沿着在伸展方向远离机翼114的伸展路径将襟翼126从缩回位置(例如，见图2)伸展至伸展位置(例如，见图3)。类似地，致动器141以第二方式致动(例如，曲柄轴144在相反方向上旋转)，以沿着在与伸展方向相反的缩回方向朝着机翼114的伸展路径将襟翼126从伸展位置缩回至缩回位置。在一种实施方式中，伸展路径包括线性部分(例如，福勒运动)和弯曲部分(例如，曲线运动)。

在一些实施方式中，襟翼致动系统140的联动装置还被配置为当襟翼126沿伸展路径平移运动时使襟翼126绕主轴线176旋转。以这种方式，当襟翼126被襟翼致动系统140伸展和缩回时，襟翼126可经历平移运动和旋转运动。

参照图6和图7，根据一个示例，襟翼致动系统140包括齿轮式旋转致动器142和曲柄轴144。齿轮式旋转致动器142包括围绕第一旋转轴线168可旋转的驱动齿轮160(参见图8)。齿轮式旋转致动器142还包括壳体143，该壳体143容纳一个或多个行星齿轮组并且至少部分地容纳驱动齿轮160。驱动齿轮160与行星齿轮组耦接，该行星齿轮组驱动所述驱动齿轮160。因此，驱动齿轮160用作齿轮式旋转致动器142的输出。齿轮式旋转致动器142的输入由扭矩管150提供。换句话说，扭矩管150与齿轮式旋转致动器142的行星齿轮组耦接以将扭矩从扭矩管150传递到行星齿轮组。行星齿轮组配置成相对于扭矩管150的转速和扭矩减小驱动齿轮160的转速并增加扭矩。

襟翼致动系统140进一步包括扭矩轴152。扭矩管150例如通过与扭矩轴152的花键接合(splinedengagement)而与扭矩轴152共同可旋转地耦接。扭矩管150围绕扭矩轴152的端部并且与该端部同心。换句话说，扭矩管150是中空的，并且扭矩轴152的端部进入扭矩管150的中空中心通道的端部中。在一个示例中，扭矩轴152包括外部花键，该外部花键与扭矩管150的互补内部花键进行花键接合，以促进扭矩轴152和扭矩管150之间的共同旋转。根据某些示例，扭矩轴152由第一材料制成，并且扭矩管150由不同于第一材料的第二材料制成。在一个示例中，第一材料(例如，钢)比第二材料(例如，铝)更坚固。

用于驱动襟翼致动系统140的扭矩由飞行器100的扭矩供应源直接提供给扭矩管150。扭矩轴152穿过齿轮式旋转致动器142和曲柄轴144，并与扭矩管150的另一节段重新连接，如下所述。以这种方式，扭矩轴152促进扭矩从扭矩管150的一个节段通过齿轮式旋转致动器142和曲柄轴144传递到扭矩管150的另一节段。在一些示例中，扭矩供应源位于机翼114的内侧，或者在其他示例中在机翼中，并且可以是配置成产生扭矩的各种装置或系统中的任何一种，例如马达、动力输出装置等。扭矩供应源使扭矩管150绕第一旋转轴线168旋转。因此，齿轮式旋转致动器142的扭矩轴152、扭矩管150和驱动齿轮160是同心的或绕同一轴线旋转。以这种方式，齿轮式旋转致动器142与扭矩轴152和扭矩管150成一直线。这种成一直线的布置允许扭矩管150直接耦接至齿轮式旋转致动器142，而无需中间轴和成角度的齿轮箱，如果扭矩管150与齿轮式旋转致动器142不成一直线，则将扭矩从扭矩管150重新定向到齿轮式旋转致动器142是必要的。

襟翼致动系统140的曲柄轴144由齿轮式旋转致动器142的驱动齿轮160旋转。更具体地，驱动齿轮160使曲柄轴144绕第二旋转轴线174旋转(例如，参见图8)。第二旋转轴线174相对于第一旋转轴线168成角度。换句话说，在第一旋转轴线168和第二旋转轴线174之间限定角度θ。在一些示例中，角度θ小于90度。根据某些示例，角度θ取决于机翼114的扫掠或机翼114的翼展方向172与飞行器100的机体112之间限定的角度。机翼114的扫掠越大，或翼展方向172与机体112之间的角度越大，则角度θ越大。另外，第二旋转轴线174垂直于顺气流方向170，这有助于襟翼126在顺气流方向170上的平移运动。第一旋转轴线168相对于顺气流方向170成大于或小于90度的角。因此，为了确保第二旋转轴线174垂直于顺气流方向170，第二旋转轴线174相对于第一旋转轴线168成角度θ。

曲柄轴144包括与齿轮式旋转致动器142的驱动齿轮160成齿轮啮合接合的从动齿轮162。驱动齿轮160通过与从动齿轮162的齿轮啮合接合而旋转曲柄轴144。从动齿轮162绕第二旋转轴线174旋转。由于从动齿轮162绕着相对于驱动齿轮160旋转围绕的轴线成一定角度的轴线旋转，因此从动齿轮162和驱动齿轮160配置成便于将绕一个轴线的旋转传递到绕另一个成角度轴线的旋转。因此，在某些示例中，驱动齿轮160或从动齿轮162中的至少一个包括锥齿轮/锥形齿(beveledteeth)。在一个示例中，驱动齿轮160是锥形齿，而从动齿轮162是长齿轮。

参照图11和图12，从动齿轮162形成在曲柄轴144的两个端部部分159中的至少一个中。更具体地，从动齿轮162包括在两个端部部分159的至少一个的内表面中形成的齿的环形阵列。曲柄轴144还包括插入在两个端部部分159之间的中心部分184。曲柄轴144还包括插入在两个端部部分159之间的两个扩口式部分158。此外，中心部分184介于两个扩口式部分158之间。在一些示例中，中心部分184沿第二旋转轴线174具有恒定的外部尺寸，而每个扩口式部分158远离中心部分184具有增大的外部尺寸。在某些示例中，扩口式部分158的外部尺寸是直径。端部部分159沿第二旋转轴线174具有恒定的外部尺寸。扩口式部分158的外部尺寸大于中心部分184的外部尺寸。此外，端部部分159的外部尺寸大于扩口式部分158的外部尺寸。因此，曲柄轴144具有线轴形状(例如，窄的中部渐缩到较宽的端部)。曲柄轴144的线轴形状有助于同样也是线轴形状的曲柄轴144的中心通道154。

曲柄轴144的中心通道154从一端部部分159到相对的端部部分159延伸贯穿曲柄轴144。因此，曲柄轴144是中空的。此外，中心通道154与第二旋转轴线174同轴。中心通道154的直径(例如，内部尺寸)沿着第二旋转轴线174变化。更具体地，在一些示例中，从一个端部部分159到另一端部部分159，中心通道154的直径沿第二旋转轴线174减小和增大。在一个示例中，中心通道154的直径在中心部分184内是恒定的(例如，第一直径(d1))，在端部部分159内是恒定的(例如，第二直径(d2))，并且在扩口式部分158内从中心部分184到相应的一个端部部分159不断增加。因此，中心通道154在扩口式部分158内的第二直径(d2)大于中心通道154在中心部分184内的第一直径(d1)。参见图9，中心通道154的变化的直径(例如，远离中心部分184不断增大的直径)允许扭矩轴152以相对于第二旋转轴线174成一定角度的方式穿过中心通道154，而不接触或干扰曲柄轴144的旋转。第一直径(d1)与第二直径(d2)的比率取决于角度θ和第一支撑肋146a与第二支撑肋146b之间的距离d(例如，参见图9)。例如，角度θ越大和/或距离d越大，则第一直径(d1)与第二直径(d2)的比率越小。

曲柄轴144的各部分可共同旋转，使得形成在两个端部部分159之一中的从动齿轮162的旋转导致另一端部部分159、扩口式部分158和中心部分184的旋转。根据一个示例，中心部分184、扩口式部分158和端部部分159形成一件式的整体无缝构型。

参照图11和图12，齿轮式旋转致动器142的壳体143的尺寸设计成允许至少一部分曲柄轴144位于壳体143内。在所示的示例中，端部部分159的一部分(包括从动齿轮162)位于壳体143内。该配置有助于襟翼致动系统140的紧凑，这在机翼114的内部空腔121内的空间受到限制时是被期望的。

如图9所示，扭矩轴152完全穿过齿轮式旋转致动器142和曲柄轴144的中心通道154。因此，通过齿轮式旋转致动器142促进相对于扭矩轴152的齿轮减速，允许曲柄轴144独立地旋转。这允许扭矩轴152向扭矩管150分配扭矩，该扭矩管150通向其他襟翼致动系统140以致动其他襟翼。例如，如图7所示并且从右至左，扭矩管150的第一节段直接耦接至第一齿轮式旋转致动器142以驱动第一齿轮式旋转致动器142。第一扭矩轴152完全延伸穿过第一齿轮式旋转致动器142和第一曲柄轴144的中心通道154，并且在曲柄轴144的相对侧上可共同旋转地耦接到扭矩管150的第二节段。扭矩管150的第二节段延伸远离第一齿轮式旋转致动器142并且直接耦接到第二齿轮式旋转致动器142以驱动第二齿轮式旋转致动器142。与扭矩管150的第二节段共同可旋转地耦接的另一个扭矩轴152延伸完全经过第二齿轮式旋转致动器142和第二曲柄轴144的中心通道154并且在第二曲柄轴144的相对侧上共同可旋转地耦接至扭矩管150的第三部分。扭矩管150的第三部分可以延伸至第三齿轮式旋转致动器(未示出)以驱动第三齿轮式旋转致动器，或者它可以延伸至另一从动系统。

在穿过襟翼致动系统140的齿轮式旋转致动器140和曲柄轴144之前，扭矩轴152从扭矩管150的位于齿轮式旋转致动器140的一侧的节段接收扭矩，并将扭矩传递到在齿轮式旋转致动器140的相对侧上的扭矩管150的另一节段。在图7中，两个襟翼致动系统140配置成沿顺气流方向170致动两个襟翼126中的相应一个，同时允许扭矩轴152相对于顺气流方向170以一定角度穿过襟翼致动系统140。

参照图8和图13，襟翼致动系统140还包括曲柄臂156，该曲柄臂156与襟翼126耦接以在旋转时平移地移动(例如，伸展或缩回)襟翼126。曲柄臂156共同可旋转地耦接到曲柄轴144的中心部分184。在一些示例中，为了便于在扭矩轴152穿过曲柄轴144之后曲柄臂156与中心部分184的耦接，曲柄臂156包括围绕中心部分184附接在一起的第一零件180和第二零件182。实际上，第一零件180和第二零件182向下夹在中心部分184上以保持曲柄臂156与曲柄轴144处于共同可旋转耦接。在一些示例中，第一零件180和第二零件182通过紧固件192附连在一起。

为了促进曲柄臂156相对于曲柄轴144的共同旋转，中心部分184沿着垂直于第二旋转轴线174的平面具有非圆形的横截面形状。在一个示例中，非圆形的横截面形状为八边形。然而，在其他示例中，非圆形横截面形状可以是六边形、卵形、三角形或任何其他非圆形横截面形状。曲柄臂156的第一零件180和第二零件182一起限定了曲柄孔190，该曲柄孔190具有与中心部分184的横截面形状互补(例如，匹配)的形状。以这种方式，当第一零件180第二零件182围绕中心部分184附接时，曲柄孔190和中心部分184的互补的非圆形形状抵抗曲柄臂156和曲柄轴144的相对旋转。曲柄臂156的第二部分182进一步包括配置成可枢转地接合支撑臂166的臂孔191。臂孔191位于距曲柄孔190一定距离的位置。该距离对应于曲柄轴144旋转时支撑臂166的运动的期望行程或范围，以及因此对应于襟翼126的运动的期望行程或范围。

襟翼致动系统140进一步包括第一支撑肋146a和第二支撑肋146b。第一支撑肋146a沿着第二旋转轴线174与第二支撑肋146b间隔开。此外，第一支撑肋146a和第二支撑肋146b彼此平行并且垂直于第二旋转轴线174。第一支撑肋146a和第二支撑肋146b促进了齿轮式旋转致动器142和曲柄轴144到机翼114内部的附接。参考图8，第二支撑肋146b包括相对于第二旋转轴线174成角度的安装表面147。安装表面147有助于促进齿轮式旋转致动器142成角度地附接到第二支撑肋146b。更具体地，齿轮式旋转致动器142直接耦接至第二支撑肋146b的安装表面147(例如，与之齐平)。为了给齿轮式旋转致动器142到第二支撑肋146b的成角度的附接提供进一步的支撑，第二支撑肋146b还可以包括从第二支撑肋146b突出的安装垫181。安装垫181限定了与安装表面147共面的安装表面，使得安装垫181的安装表面也相对于第二旋转轴线174成角度。

曲柄轴144介于第一支撑肋146a和第二支撑肋146b之间并且可旋转地耦接至第一支撑肋146a和第二支撑肋146b。更具体地，第一支撑肋146a和第二支撑肋146b中的每一个包括孔149，孔149被配置成接收并可旋转地支撑曲柄轴144的端部部分159中的相应端部。在一些示例中，第一轴承178a被适配在第一支撑肋146a的孔149中，并且第二轴承178b被适配在第二支撑肋146b的孔149中。第一轴承178a和第二轴承178b被分别插入在曲柄轴144的各自的端部部分159之间并且促进了曲柄轴144分别相对于第一支撑肋146a和第二支撑肋146b的低摩擦旋转。第一轴承178a和第二轴承178b可以是球轴承或其他类似类型的轴承。

第一支撑肋146a和第二支撑肋146b不可移动地固定到机翼114。在一些示例中，襟翼致动系统140还包括后翼梁支架148，其有助于不可移动地固定第一支撑肋146a和第二支撑肋146b至机翼114的后翼梁164。

根据一些示例，使用襟翼致动系统140来致动襟翼126的方法200包括(方框210)使齿轮式旋转致动器142的驱动齿轮160绕第一旋转轴线168旋转。在一个示例中，通过可选择性控制的扭矩发生器来旋转扭矩轴152，并因此旋转扭矩管150，从而使驱动齿轮160旋转。方法200还包括(方框220)将扭矩传递到曲柄轴144的从动齿轮162，以使曲柄轴144的从动齿轮162绕第二旋转轴线174旋转。例如通过从动齿轮162和驱动齿轮160之间的齿轮啮合接合，扭矩从驱动齿轮160传递到从动齿轮162。方法200还包括(方框230)响应于从动齿轮162绕第二旋转轴线174旋转，沿顺气流方向170旋转曲柄臂156。曲柄臂156随着从动齿轮162的旋转而旋转，这是因为从动齿轮162共同可旋转地耦接到曲柄轴144(例如，与曲柄轴144共同形成)，并且曲柄臂156共同可旋转地耦接到曲柄轴144。方法200还包括(框240)响应于曲柄臂156沿顺气流方向170移动而沿顺气流方向170平移移动襟翼126。曲柄臂156经由致动臂166和各种其他联动装置、支架或梁中的任何一个可移动耦接至襟翼126。

在上面的描述中，可以使用某些术语，例如“向上”，“向下”，“上”，“下”，“水平”，“垂直”，“左”，“右”，“上方”，“下方”之类的。这些术语在适用时用于在处理相对关系时提供一些清晰的描述。但是，这些术语并不旨在暗示绝对的关系，位置和/或方向。例如，对于物体，只需将物体翻转过来，“上”表面就可以变成“下”表面。尽管如此，它仍然是同一对象。此外，除非另外明确指出，否则术语“包括”，“包含”，“具有”及其变体表示“包括但不限于”。除非另有明确说明，否则列举的项目清单并不意味着任何或所有项目都是互斥和/或相互包含的。除非另外明确指出，否则术语“一个”，“一种”和“该”也指“一个或多个”。此外，术语“多个”可以被定义为“至少两个”。

另外，在本说明书中一个元件“耦接”到另一元件的实例可以包括直接耦接和间接耦接。直接耦接可以定义为一个元件耦接到另一元件并与之形成某种接触。间接耦接可以被定义为彼此不直接接触的两个元件之间的耦接，但是在耦接元件之间具有一个或多个附加元件。此外，如本文所使用的，将一个元件固定到另一元件可以包括直接固定和间接固定。另外，如本文所用的，“相邻”不一定表示接触。例如，一个元件可以与另一元件相邻而不与该元件接触。

如本文中所使用的，短语“至少一个”当与项目列表一起使用时，意味着可以使用所列出项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的项目之一。该项目可以是特定的对象，事物或类别。换句话说，“至少一个”是指可以从列表中使用的项目的任何组合或数个项目，但是可能不需要列表中的所有项目。例如，“项目a，项目b和项目c中的至少一个”可以表示项目a；项目a和项目b；项目b；项目a、项目b和项目c；或项目b和项目c。在某些情况下，“项目a、项目b和项目c中的至少一项”可以表示，例如但不限于，两个项目a，一个项目b和十个项目c；四个项目b和七个项目c；或其他合适的组合。

除非另有说明，否则术语“第一”，“第二”等在本文中仅用作标签，并且无意对这些术语所指的项目强加顺序，位置或层次要求。此外，提及例如“第二”项目不要求或排除例如“第一”或编号较低的项目和/或例如“第三”或编号较高的项目的存在。

如本文所使用的，“配置为”执行指定功能的系统，装置，结构，物品，元件，部件或硬件确实能够没有任何改变的情况下执行指定功能，而不仅仅是在进一步修改之后具有执行指定功能的潜力。换句话说，“配置为”执行指定功能的系统，装置，结构，物品，元件，部件或硬件是为执行指定功能目的而特别选择，创建，实施，利用，编程和/或设计。如本文所使用的，“配置为”表示系统，装置，结构，物品，元件，部件或硬件的现有特征能够使系统，装置，结构，物品，元件，部件或硬件能够执行指定功能而无需进一步修改。为了本公开的目的，可以将被描述为“配置为”执行特定功能的系统，装置，结构，物品，元件，部件或硬件另外地或替代地描述为“适于”和/或“可操作地”执行该功能。

本文所包括的示意性流程图通常被阐述为逻辑流程图。这样，所描绘的顺序和标记的步骤指示了所提出的方法的一个示例。可以设想在功能，逻辑或效果上与所示方法的一个或多个步骤或其部分等效的其他步骤和方法。另外，所采用的格式和符号被提供来解释该方法的逻辑步骤，并且被理解为不限制该方法的范围。尽管在流程图中可以采用各种箭头类型和线型，但是它们应理解为不限制相应方法的范围。实际上，一些箭头或其他连接符可以用于仅指示该方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所描绘的方法的枚举步骤之间的未指定持续时间的等待或监视时段。另外，特定方法的发生顺序可以严格遵循或可以不严格遵循所示相应步骤的顺序。

此外，本公开包括根据以下条款所述的实施例：

条款1.一种用于沿顺气流方向(170)致动耦接至飞行器(100)的机翼(114)的襟翼(126)的系统(140)，该系统(140)包括：

齿轮式旋转致动器(142)，其包括绕第一旋转轴线(168)可旋转的驱动齿轮(160)；

曲柄轴(144)，其包括从动齿轮(162)，该从动齿轮与齿轮式旋转致动器(142)的驱动齿轮(160)齿轮啮合接合，以使曲柄轴(144)绕第二旋转轴线(174)旋转，其中第二旋转轴线(174)相对于第一旋转轴线(168)成角度；和

曲柄臂(156)，其共同可旋转地耦接到曲柄轴(144)并配置成耦接到襟翼(126)，其中曲柄轴(144)绕第二旋转轴线(174)的旋转使曲柄臂(166)沿垂直于第二旋转轴线(174)的方向旋转。

条款2.根据条款1所述的系统(140)，其中当第二旋转轴线(174)相对于顺气流方向(170)垂直时，第一旋转轴线(168)平行于机翼(114)的展向方向(172)。

条款3.根据条款1或2所述的系统(140)，其中：

驱动齿轮(160)包括锥齿轮；和

从动齿轮(162)包括长齿轮。

条款4.根据条款1-3中任一项所述的系统(140)，其中：

曲柄轴(144)包括中心通道(154)，该中心通道(154)与第二旋转轴线(174)同轴并且完全延伸穿过曲柄轴(144)；和

中心通道154的直径沿第二旋转轴线(174)变化。

条款5.根据条款4所述的系统(140)，其中中心通道(154)的直径沿第二旋转轴线(174)减小和增大。

条款6.根据条款1-5中任一项所述的系统(140)，其中曲柄轴(144)包括：

中心部分(184)，其沿第二旋转轴线(174)具有恒定的外部尺寸；

第一扩口式部分(158)，其沿第二旋转轴线(174)具有远离中心部分(184)增大的外部尺寸；和

第二扩口式部分(158)，其通过中心部分(184)与第一扩口式部分间隔开并且具有沿着第二旋转轴线(174)远离中心部分(184)增大的外部尺寸。

条款7.根据条款6所述的系统(140)，其中中心通道(154)的直径：

在中心部分(184)内是恒定的；

在第一扩口式部分(158)内远离中心部分(184)增加；和

在第二扩口式部分(158)内远离中心部分(184)增加。

条款8.根据条款6或7所述的系统(140)，其中所述中心部分(184)沿垂直于所述第二旋转轴线(174)的平面具有非圆形的横截面形状。

条款9.根据条款8所述的系统(140)，其中：

曲柄臂(156)包括围绕曲柄轴(144)的中心部分(184)附接在一起的第一零件(180)和第二零件(182)；和

第一零件(180)和第二零件(182)限定了曲柄孔(190)，该曲柄孔(190)的形状与中心部分(184)的非圆形横截面形状互补。

条款10.根据条款4-9中的任一项所述的系统(140)，还包括穿过齿轮式旋转致动器(142)和曲柄轴(144)的中心通道(154)的扭矩轴(152)，其中：

扭矩轴(152)与驱动齿轮(160)可旋转地耦接，以驱动所述驱动齿轮(160)绕第一旋转轴线(168)旋转；

扭矩轴(152)穿过曲柄轴(144)的中心通道(154)而不接触曲柄轴(144)；并且

当扭矩轴(152)穿过中心通道(154)时，扭矩轴(152)相对于第二旋转轴线(174)成一定角度。

条款11.根据条款10所述的系统(140)，其中所述扭矩轴(152)能够围绕所述第一旋转轴线(168)旋转。

条款12.根据条款10或11所述的系统(140)，还包括扭矩管(150)，该扭矩管(150)围绕扭矩轴(152)并与扭矩轴(152)同心，其中：

扭矩管(150)与扭矩轴(152)共同可旋转地耦接；和

扭矩管(150)与齿轮式旋转致动器(142)直接齿轮啮合接合，以将扭矩从扭矩轴(152)传递到齿轮式旋转致动器(142)。

条款13.根据条款1-12中任一项所述的系统(140)，其中：

齿轮式旋转致动器(142)包括壳体(143)；

驱动齿轮(160)至少部分地位于壳体(143)内；和

曲柄轴(144)的至少一部分位于壳体(143)内。

条款14.根据条款1-13中任一项所述的系统(140)，还包括：

第一支撑肋(146a)，其垂直于第二旋转轴线(174)并包括安装表面(147)；和

第二支撑肋(146b)，其与第一支撑肋(146a)平行并且与其间隔开；

其中：

曲柄轴(144)介于第一支撑肋(146a)和第二支撑肋(146b)之间；和

齿轮式旋转致动器(142)直接耦接到第一支撑肋(146a)的安装表面(147)。

条款15.根据条款1-14中的任一项所述的系统(140)，其中所述曲柄轴(144)是空心的并且具有线轴形状。

条款16.一种飞行器(100)，包括：

主体(112)；

机翼(114)，其耦接至机体(112)并沿翼展方向从机体延伸；

襟翼(126)，其耦接至机翼(114)并且可从机翼(114)延伸；和

系统(140)，其耦接至机翼(114)并且包括：

齿轮式旋转致动器(142)，其包括可绕第一旋转轴线(168)旋转的驱动齿轮(160)；

曲柄轴(144)，其包括从动齿轮(162)，该从动齿轮与齿轮式旋转致动器(142)的驱动齿轮(160)齿轮啮合接合，以使曲柄轴(144)绕第二旋转轴线(174)旋转，其中第二旋转轴线(174)相对于第一旋转轴线(168)成角度；和

曲柄臂(156)，其共同可旋转地耦接到曲柄轴(144)并与襟翼(126)耦接，其中曲柄轴(144)绕第二旋转轴线(174)的旋转使曲柄臂(166)旋转并沿垂直于第二旋转轴线(174)的方向移动襟翼(126)。

条款17.根据条款16所述的飞行器(100)，其中：

第一旋转轴线(168)平行于机翼(114)的翼展方向；和

垂直于第二旋转轴线(174)的方向是机翼(114)的顺气流方向。

条款18.根据条款16或17所述的飞行器(100)，其中：

曲柄轴(144)包括中心通道(154)，该中心通道(154)与第二旋转轴线(174)同轴并且完全延伸穿过曲柄轴(144)；

中心通道(154)的直径沿第二旋转轴线(174)变化；

所述系统(140)进一步包括穿过齿轮式旋转致动器(142)和曲柄轴(144)的中心通道(154)的扭矩轴(152)；

所述系统(140)进一步包括扭矩管(150)，该扭矩管(150)与扭矩轴(152)共同可旋转地耦接并且与驱动齿轮(160)可旋转地耦接以驱动所述驱动齿轮(160)绕第一旋转轴线(168)旋转；

扭矩轴(152)穿过曲柄轴(144)的中心通道(154)而不接触曲柄轴(144)；和

扭矩轴(152)和扭矩管(150)可绕第一旋转轴线(168)旋转。

条款19.根据条款18所述的飞行器(100)，还包括：

第二襟翼(126)，其耦接至机翼(114)并且可从机翼(114)延伸；和

第二系统(140)，其具有与系统(140)相同的特征并耦接至机翼；

其中：

第二系统(140)的曲柄臂(156)耦接到第二襟翼(126)；和

所述系统(140)进一步包括第二扭矩管(150)，第二扭矩管(150)与扭矩轴(152)共同可旋转地耦接并且与第二系统(140)的齿轮式旋转致动器(142)的驱动齿轮(160)可旋转地耦接，从而驱动第二系统(140)的齿轮式旋转致动器(142)的驱动齿轮(160)绕第一旋转轴线(168)旋转。

条款20.一种在相对于机翼(114)的顺气流方向(170)上致动耦接到飞行器(100)的机翼(114)的襟翼(126)的方法(200)，该方法(200)包括：

使齿轮式旋转致动器(142)的驱动齿轮(160)绕平行于机翼(114)的翼展方向(172)的第一旋转轴线(168)旋转；

将扭矩传递到曲柄轴(144)的从动齿轮(162)以使曲柄轴(144)的从动齿轮(162)绕着相对于第一旋转轴线(168)成角度并垂直于顺气流方向(170)的第二旋转轴线(174)旋转；

响应于从动齿轮(162)绕第二旋转轴线(174)的旋转而沿顺气流方向(170)旋转曲柄臂(156)；和

响应于曲柄臂(156)沿顺气流方向(170)移动，使襟翼(126)沿顺气流方向(170)平移移动。

条款21.一种飞行器(100)，其包括：

机体(112)；

机翼(114)，其耦接至机体(112)并沿翼展方向从所述机体延伸；

襟翼(126)，其耦接至机翼(114)并且可从机翼(114)延伸；和

根据条款1-15中任一项所述的系统(140)。

在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本主题可以以其他特定形式体现。所描述的示例在所有方面仅应被认为是说明性的而非限制性的。落入权利要求等同含义和范围内的所有改变均应包含在其范围之内。

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