的。當(dāng)由邊界層分離產(chǎn)生的旋渦相干地振蕩時(shí)，也就是說旋渦從組件的相對兩側(cè)以重復(fù)交替的模式脫落，其中旋渦之間的距離接近雨刷臂38的寬度，旋渦可以產(chǎn)生在機(jī)艙22內(nèi)作為噪音被觀測到的壓力波。
[0031]卷邊70可以被提供到臂部分38上，以緩解或消除由于旋渦脫落導(dǎo)致噪音的可能性。如圖3和4中最好地示出，卷邊70從臂的外部表面46向外延伸，并且卷邊70限定具有弧形形狀的卷邊的外部表面72。在圖示說明的實(shí)施例中，卷邊的外部表面72具有半圓形形狀；然而，也可以使用其他弧形形式或非弧形的(也就是線狀或尖的)形式。卷邊70的尺寸足夠觸發(fā)到湍流的轉(zhuǎn)變并且延遲邊界層60與臂的外部表面46的相關(guān)部分的分離，從而防止由于旋渦從臂部分38脫落產(chǎn)生的相干振蕩。
[0032]更具體地，卷邊70可以被定向，并且具有配置為延遲界面層60與外部表面46分離的長度。例如，在圖3和4中說明的實(shí)施例中，卷邊70可以沿著卷邊的軸線74線性地延伸，然而，也可以使用非線性的卷邊。另外，雖然圖3和4的卷邊在其端部之間連續(xù)地延伸，但是間斷的卷邊諸如一排相同高度的離散的凸緣可以替換地被使用。在一些應(yīng)用中，卷邊軸線74可以基本上平行于臂的軸線40( S卩，在與臂的軸線40平行的十度內(nèi))。卷邊70也具有沿卷邊的軸線74測量的卷邊長度76。在一些實(shí)施例中，卷邊的長度76可以至少為臂長度44的50%。在其他實(shí)施例中，卷邊的長度76可以至少為臂長度44的70%。在其他實(shí)施例中，卷邊的長度76可以至少為臂長度44的80%。并非進(jìn)行理論的約束，申請人認(rèn)為卷邊的長度76相對于臂的長度44越長，越能增加卷邊70延遲邊界層60的分離的能力。
[0033]另外，卷邊70可以具有足夠的尺寸來延遲邊界層60與外部表面46的分離。如圖4中最好地示出，卷邊的外部表面72從臂的外部表面46向外突出卷邊的高度78，同時(shí)臂部分38具有臂的寬度79。卷邊的高度78可以相對于臂的寬度79被選擇，以確保界面層分離的延遲。例如，作為卷邊的高度78與臂的寬度79的比的卷邊的高度比可以被用來設(shè)計(jì)卷邊70的尺寸。在一些實(shí)施例中，卷邊的高度比大約為1%到5%。在特定的實(shí)施例中，卷邊的高度78可以大約為0.05英寸，同時(shí)臂的寬度可以大約為1.25英寸，因此對于該實(shí)施例，卷邊的高度比大約為4%。而且，卷邊的外部表面72可以具有離臂部分38的外部表面46最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端半部80，其中遠(yuǎn)端半部80的每個(gè)點(diǎn)距卷邊軸線74半徑距離被放置。在一些實(shí)施例，半徑距離可以大約為0.025英寸。
[0034]卷邊70可以沿臂的外部表面46被放置在各種位置。例如，如圖4中所示，卷邊70被放置在外部表面46的內(nèi)向部分48上，并且更靠近臂部分38的上游端。可替換地，只要卷邊70不被放置在臂的外部表面46的上游最末端或下游最末端，卷邊70可以被放置在外部表面46的內(nèi)向部分48的其他位置，或甚至被放置在外部表面46的外向部分52中。
[0035]在可替換地實(shí)施例中，臂部分38可以被提供有第二卷邊82。如圖4所示，第二卷邊82可以大小、取向和配置與卷邊70類似，然而第二卷邊可被放置在臂部分38的相對側(cè)。例如，卷邊70可以被放置在臂的外部表面46的內(nèi)向部分48中，而第二卷邊82可以被放置在臂的外部表面46的外向部分52中。以此方式，邊界層分離可以在臂部分38的兩側(cè)上被延遲。雖然該可替換實(shí)施例在圖4中被示出，但是將意識到，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)單個(gè)卷邊70充分降低由于旋渦脫落引起的噪音，并且單個(gè)卷邊70可以在被放置到臂的外部表面46的內(nèi)向部分48時(shí)提供更有利地外觀。
[0036]可以應(yīng)用各種構(gòu)造方法以在臂部分38上提供卷邊70。在說明的實(shí)施例中，卷邊70諸如通過在模制臂部分38的同時(shí)模制卷邊70而與臂部分38 —體形成。可替換地，卷邊70可以被改裝到現(xiàn)存的臂部分38上，現(xiàn)存的臂部分38原始并未被提供有卷邊。例如，卷邊70可以使用粘合(adhesive bonding)、機(jī)械連接或其他親接方式親接到臂部分38。
[0037]雖然在上面卷邊70被描述與雨刷臂28連接，但是應(yīng)意識到卷邊70可以被提供到其他組件上，這些組件在暴露于流體流時(shí)容易引起旋渦脫落。
[0038]此外，提供減少由氣流通過具有布置在交通工具的外側(cè)上的臂(例如，被提供在飛行器20上的雨刷臂28的臂部分38)的組件產(chǎn)生的旋渦脫落的方法。該方法可以包括沿臂的外部表面46放置卷邊70，卷邊限定從臂的外部表面46向外延伸的并且具有弧形輪廓的卷邊的外部表面72。卷邊70可以具有足夠的尺寸以接合氣流54的邊界層60，使得在臂的外部表面46上方定向氣流54時(shí)，卷邊70可以延遲邊界層與臂分離。
[0039]圖5是對照噪音頻率(赫茲)的范圍繪制聲音壓力水平(以分貝為單位)的曲線圖。該圖包括三條線。如圖5示意性說明并且由參考標(biāo)號92所指示，第一條線90示出沒有卷邊的臂部分的基線輪廓。第一條線90在噪音水平接近2000赫茲的噪音頻率處包括尖峰94。申請人認(rèn)為這個(gè)尖峰與在飛行器機(jī)艙22里面觀測到的噪音關(guān)聯(lián)。大約為2000赫茲的尖峰頻率在實(shí)驗(yàn)室測試期間被獲得。在實(shí)際飛行測試期間，尖峰噪音在大約4000赫茲處被觀測到。實(shí)驗(yàn)室和飛行測試之間的不同是由于在實(shí)驗(yàn)室測試中的氣流速度大約為飛行速度的1/2。選擇實(shí)驗(yàn)室測試氣流速度是由于實(shí)驗(yàn)室中的空氣的運(yùn)動(dòng)黏度值約為飛行中的值的1/2，所以這種布置產(chǎn)生用于兩種流的相同的雷諾數(shù)。雷諾數(shù)控制到湍流的轉(zhuǎn)變，因此雷諾數(shù)應(yīng)該在兩種情況之間相匹配。用于基線幾何形狀的光譜在基本頻率的兩倍(因此接近4000赫茲)處還具有諧振峰95。如圖5中示意性說明并且由參考標(biāo)號98所指示，第二條線96說明與臂部分關(guān)聯(lián)的噪音輪廓，該臂部分具有定位在外部表面的內(nèi)向部分上的單個(gè)卷邊。另外，如圖5中示意性說明并且由參考標(biāo)號102所指示，第三條線100說明與具有定位在外部表面的相對側(cè)上的兩個(gè)卷邊的臂部分關(guān)聯(lián)的噪音輪廓。第二條線96和第三條線100在2000赫茲頻率和4000赫茲頻率兩個(gè)頻率下都示出了減少的噪音水平，由此指示噪音可以被衰減到期望的水平。
[0040]將會(huì)意識到，前面說明書提供公開的裝置和方法的示例。然而，可以預(yù)期到公開的其他實(shí)施方式在細(xì)節(jié)上可能不同于之前的示例。公開的所有引用或其示例，意在在該處引用所討論的特定示例，并且更一般地說不意圖暗示作為對公開的范圍的任何限制。對于某些特征，所有區(qū)別和輕視的語言意圖指出對于這些特征優(yōu)選地不足，并不是完全地從公開的范圍排出這些，除非另有指出。
[0041]本文中的數(shù)值范圍的描述僅僅用作單獨(dú)引用落入該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)值的快速方法，除非另外明確指出，并且每個(gè)單獨(dú)的值以其被單獨(dú)描述一樣包含于本發(fā)明說明書中。本文描述的所有方法可以以任意合適順序執(zhí)行，除非另外明確指出或者通過上下文理解存在明顯的矛盾。
[0042]因此，本發(fā)明包括適用法律所允許的所附權(quán)利要求中闡述的主題的所有變型和等價(jià)物。而且，上述元素的任何可能變型的任意組合都應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非本文明確指出或者通過上下文分析存在明顯的矛盾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種布置在交通工具的外側(cè)上的組件，并且所述組件被定位以在所述交通工具行進(jìn)時(shí)直接接合氣流，所述組件包括: 臂，所述臂耦接到所述交通工具并且具有臂的外部表面，所述臂沿臂軸線延伸并且限定臂長度；以及 卷邊，所述卷邊從所述臂的外部表面向外延伸并且限定卷邊的外部表面，所述卷邊被配置為接合所述氣流的邊界層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述卷邊基本平行于所述臂軸線延伸并且限定卷邊長度，所述卷邊長度至少大約為所述臂長度的50%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中所述卷邊具有高度，所述臂具有寬度，并且卷邊高度與臂寬度的比大約為1%到5%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中所述卷邊沿卷邊的軸線延伸，并且其中所述卷邊的外部表面的遠(yuǎn)端半部被放置為距所述卷邊的軸線半徑距離。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其中所述半徑距離大約為0.025英寸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述臂的外部表面包括朝著所述交通工具的所述外側(cè)取向的內(nèi)向部分和遠(yuǎn)離所述交通工具的所述外側(cè)取向的外向部分，并且其中所述卷邊被放置在所述臂的外部表面的所述內(nèi)向部分。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組件，其進(jìn)一步包括從所述臂的外部表面的所述外向部分向外延伸的第二卷邊，并且所述第二卷邊限定配置為接合所述氣流的所述邊界層的第二卷邊的外部表面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述卷邊限定第一端和第二端，并且其中所示卷邊的外部表面從所述第一端連續(xù)地延伸到所述第二端。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述卷邊與所述臂一體形成。10.一種減少由氣流通過組件產(chǎn)生的旋渦脫落的方法，所述組件具有布置在交通工具的外側(cè)上的臂，所述方法包括: 沿所述臂的外部表面定位卷邊，所述卷邊限定卷邊的外部表面從所述臂的外部表面向外延伸；以及 使用所述卷邊的適當(dāng)尺寸來接合所述氣流的邊界層。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述臂的外部表面包括朝著所述交通工具的所述外側(cè)取向的內(nèi)向部分和遠(yuǎn)離所述交通工具的所述外側(cè)取向的外向部分，所述方法進(jìn)一步包括將所述卷邊放置在所述臂的外部表面的所述內(nèi)向部分中。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括沿所述臂的所述外部表面定位第二卷邊，所述第二卷邊限定第二卷邊的外部表面從所述臂的外部表面的所述外向部分向外延伸，并且所述第二卷邊具有適當(dāng)尺寸以接合所述氣流的所述邊界層。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括與所述臂一體形成所述卷邊。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括: 獨(dú)立于所述臂形成所述卷邊；以及 將所述卷邊結(jié)合到所述臂。
【專利摘要】本申請公開了具有減少的旋渦脫落的交通工具的外部組件。風(fēng)擋雨刷臂被提供在飛行器的外側(cè)，并且被定位以在飛行器行進(jìn)時(shí)接合氣流。雨刷臂包括臂部分，該臂部分耦接到飛行器并且具有臂的外部表面，該臂部分沿臂的軸線延伸并且限定臂的長度。卷邊從臂的外部表面向外延伸并且限定卷邊的外部表面，該卷邊的尺寸足以接合氣流的邊界層。雨刷片耦接到臂部分。卷邊防止邊界層與臂的外部表面分離，從而減弱旋渦的脫落和相關(guān)振動(dòng)以及噪音。
【IPC分類】B64C23/00
【公開號】CN105460208
【申請?zhí)枴緾N201510626551
【發(fā)明人】P·R·斯帕拉爾特, G·M·巴克爾, B·L·貝爾托盧奇
【申請人】波音公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年9月28日
【公告號】CA2897386A1, EP3002163A1, US20160090065