[發(fā)明專(zhuān)利]用于制備流體流動(dòng)表面的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611050058.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106735910A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·宋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K26/352
• 分類(lèi)號(hào): B23K26/352
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐東升,趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體涉及表面上的流體流動(dòng)性能，并且更具體地涉及用于通過(guò)加工表面中的凸肋(riblet)來(lái)制備流體流動(dòng)表面以減小表面上方流動(dòng)的流體的阻力的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

增加現(xiàn)代交通工具(諸如飛行器)的燃料效率的一種方法是通過(guò)空氣動(dòng)力性能的改進(jìn)。作為一個(gè)示例，微觀結(jié)構(gòu)可在流體流動(dòng)表面上形成，以減小交通工具的表面上的阻力。這種微觀結(jié)構(gòu)可使用在可存在湍流區(qū)域的地區(qū)上，以限制引起流體流動(dòng)表面附近的湍流區(qū)域中的漩渦的破裂的循環(huán)，從而減小阻力。

制備流體流動(dòng)表面以減小阻力的一種當(dāng)前方法是將具有形成的微觀結(jié)構(gòu)的薄膜應(yīng)用到交通工具的一個(gè)或多個(gè)表面。然而，這種薄膜可增加相當(dāng)多的處理時(shí)間以應(yīng)用和/或移除、增加不需要的附加重量，并且不是成本有效的。此外，這種薄膜可能缺少用于長(zhǎng)期使用的足夠的耐久性。例如，環(huán)境影響和/或與各種化學(xué)品(諸如燃料、液壓流體等)的相互作用可劣化微觀結(jié)構(gòu)，從而可能需要替換薄膜。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在制備流體流動(dòng)表面以提高流體流動(dòng)性能的領(lǐng)域中繼續(xù)研發(fā)努力。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)示例中，用于制備流體流動(dòng)表面的所公開(kāi)的方法可包括下列步驟：(1)產(chǎn)生激光束；(2)移動(dòng)激光束跨過(guò)工件的表面；以及(3)通過(guò)從表面移除材料來(lái)加工表面中的凸肋，其中凸肋包括一對(duì)脊部，其中一對(duì)脊部彼此近似平行，并且脊部中的每一個(gè)包括相對(duì)的側(cè)面，以及在側(cè)面中面對(duì)的側(cè)面之間形成并且分離脊部的凹槽。

在另一示例中，用于制備流體流動(dòng)表面的所公開(kāi)的系統(tǒng)可包括激光器以產(chǎn)生激光束，其中激光束可移動(dòng)跨過(guò)工件的表面以加工表面中的凸肋，并且凸肋被配置成減小表面上方流動(dòng)的流體的阻力，并且其中一對(duì)脊部彼此近似平行，并且脊部中的每一個(gè)包括相對(duì)的側(cè)面，以及在側(cè)面中面對(duì)的側(cè)面之間形成并且分離脊部的凹槽。

在又一示例中，具有提高的流動(dòng)流動(dòng)性能的所公開(kāi)的裝置可包括結(jié)構(gòu)層；施加到結(jié)構(gòu)層的表面涂層，該表面涂層限定裝置的流體流動(dòng)表面；以及表面涂層中形成的多個(gè)近似平行的凸肋，其中凸肋中的每一個(gè)包括一對(duì)近似平行的脊部，以及分離脊部的凹槽。

所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的其它示例從下面的具體實(shí)施方式、附圖以及隨附權(quán)利要求將變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是所公開(kāi)的交通工具的一個(gè)示例的示意性透視圖；

圖2是圖1的交通工具的所公開(kāi)的流體流動(dòng)表面的一個(gè)示例的放大的示意性平面圖；

圖3是流體流動(dòng)表面上形成的所公開(kāi)的凸肋的一個(gè)示例的示意性透視圖；

圖4是所公開(kāi)的凸肋的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖5是所公開(kāi)的凸肋的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖6是所公開(kāi)的凸肋的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖7是所公開(kāi)的凸肋的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖8是用于制備流體流動(dòng)表面的所公開(kāi)的系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意性方框圖；

圖9是激光微加工流體流動(dòng)表面上的圖7的凸肋的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖10是激光微加工流體流動(dòng)表面上的圖5的凸肋的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖11是激光微加工流體流動(dòng)表面上的圖4的凸肋的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖12是用于制備流體流動(dòng)表面的所公開(kāi)的方法的一個(gè)示例的流程圖；

圖13是用于制備流體流動(dòng)表面的所公開(kāi)的方法的一個(gè)示例的流程圖；

圖14是用于制備流體流動(dòng)表面的所公開(kāi)的方法的一個(gè)示例的流程圖；

圖15是用于制備流體流動(dòng)表面的所公開(kāi)的方法的一個(gè)示例的流程圖；

圖16是飛行器生產(chǎn)和服務(wù)方法的方框圖；以及

圖17是飛行器的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面的詳細(xì)描述參考圖示說(shuō)明本公開(kāi)的具體示例的附圖。具有不同結(jié)構(gòu)和操作的其它示例不偏離本公開(kāi)的范圍。類(lèi)似的附圖標(biāo)號(hào)可指不同的附圖中相同的元件或部件。