[發明專利]用于控制音爆幅度的系統和方法

在審

• 申請號: 201811046132.2
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN109094768A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: D·弗羅因德
• 申請（專利權）人: 灣流航空航天公司
• 主分類號: B64C3/18
• 分類號: B64C3/18;B64C3/20;B64C3/38;B64C17/10;B64C23/00;B64C30/00;B64D37/00
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

一種用于控制由超音速飛行器在超音速下的非設計條件操作所引起的音爆幅度的方法包括但不限于在超音速下和在非設計條件下操作超音速飛行器的步驟。超音速飛行器具有一對后掠翼，該后掠翼具有多個復合層片，該多個復合層片以角度定向以使得最大剛度的軸線非平行于該對后掠翼的每個翼的后翼梁。該方法還包括但不限于通過復合層片減少由超音速飛行器在超音速下在非設計條件下操作所導致的機翼扭轉。此外該方法還包括但不限于通過減少機翼扭轉而將音爆幅度最小化。

本申請為申請日為2014年02月10日，申請號為201480008857.6，發明名稱為“用于控制音爆幅度的系統和方法”的申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年2月14日提交的且題為“對音爆抑制進行主動控制的氣動彈性剪裁(Aeroelastic Tailoring With Active Control For Sonic Boom Mitigation)”的共同未決的美國臨時專利申請61/764,659號的權益，由此該美國臨時專利申請以其整體通過援引加入本文。

技術領域

本發明總體上涉及航空學，并且更具體地涉及用于控制由在超音速下超音速飛行器的非設計條件操作所引起的音爆幅度的系統和方法。

背景技術

超音速飛行器設計成在預定的設計條件下操作，僅舉兩例，諸如設計條件重量和設計條件速度。當超音速飛行器在設計條件下操作時，超音速飛行器將具有相應的形狀(“設計形狀”)。設計形狀將引起沿著超音速飛行器的相應的體積和升力分布。如果超音速飛行器的形狀改變，則升力分布也將改變。

由超音速飛行器所產生的音爆幅度(例如，由超音速飛行器在頭頂上以超音速飛過所引起的在地面上所感知的響度)與體積和升力分布強相關。進一步，音爆幅度還與超音速飛行器的形狀相關。當設計者計算由超音速飛行器在超音速飛行期間所引起的音爆幅度時，這些計算是基于設計形狀的。

在超音速飛行器的飛行期間，因為它的條件將改變，所以它的形狀將與設計形狀偏離。例如，當飛行器起飛時，其攜帶的燃料量可能引起超音速飛行器超過其設計條件重量。在飛行期間，超音速飛行器可以在設計條件速度之上或之下的超音速飛行。在飛行期間，超音速飛行器將消耗燃料，這樣在飛行結束時，超音速飛行器的重量可能小于它的設計條件重量。

超出設計條件重量和/或設計條件速度可以引起超音速飛行器的機翼向上偏轉超出設計條件方位。類似地，以低于設計條件重量和/或速度操作超音速飛行器可以引起機翼向下偏轉超出設計條件方位。此外，超音速飛行器上的機翼通常后掠以減少阻力。當后掠翼向上或向下偏轉時，其由于機翼在機身處的受限條件和機翼在翼尖處的非受限條件引起機翼扭轉。在幅度上機翼扭轉在外側方向上增加，并且在翼尖處最明顯。當后掠翼在向上方向偏轉時，機翼將在頭部向下的方向上扭轉。當后掠翼在向下方向上偏轉時，機翼將在頭部向上的方向上扭轉。

在超音速飛行器的形狀中改變，并且特別是機翼經受的扭轉量中的改變，將引起超音速飛行器上的升力分布從所需的升力分布而變化。這會負面地影響由超音速飛行器所產生的音爆幅度。希望控制音爆幅度，因此希望控制超音速飛行器在它飛行的超音速部分期間的形狀和升力分布上的改變。

因此，希望提供這樣的系統，其可以抵消引起機翼扭轉的力并且其引起升力分布沿著超音速飛行器變化。另外，希望提供用于抵消機翼扭轉和在升力分布中的變化的方法。此外，其它期望的特征和特性從隨后的發明內容和具體實施方式以及所附的權利要求，結合附圖和前述的技術領域和背景技術將變得清楚。

發明內容

本文公開用于控制由超音速飛行器在超音速下的非設計條件操作所引起的音爆幅度的方法。