将表面肋应用至空气动力表面的方法 |
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| 申请号 | CN201280060800.1 | 申请日 | 2012-11-10 | 公开(公告)号 | CN104080697A | 公开(公告)日 | 2014-10-01 |
| 申请人 | 通用电气公司; | 发明人 | N·J·克雷; G·C·格梅恩哈德特; D-J·辛; | ||||
| 摘要 | 提供一种用于将纹理应用至空 气动 力 表面(402)的方法。提供具有带纹理表面的样板(100)。第一材料(200)随后施加到该表面并 固化 ，从而形成带有样板带纹理表面的相反印迹的垫板片。然后，提供纹理待应用至其的表面；其可为 空气动力 表面。不同于第一材料的另一材料(300)然后应用到空气动力表面并且将垫板片放置在顶部。使第二材料固化并且移除垫板片。第二材料粘附到空气动力表面，并具有如下表面，该表面基本上是垫板片带纹理表面相反印迹并且基本上类似于样板带纹理表面。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于将纹理应用至空气动力表面的方法，包含下列步骤： |
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| 说明书全文 | 将表面肋应用至空气动力表面的方法技术领域背景技术[0002] 以适当定向布置在空气动力表面上的肋可导致该空气动力表面的阻力系数减小。因此，本发明的实施例旨在在空气动力表面上形成肋。 发明内容[0003] 提供一种将纹理应用至空气动力表面的方法。提供具有带纹理表面的样板(master plate)。第一材料然后应用到该表面并固化，从而形成具有样板带纹理表面的相反印迹的垫板片(caul sheet)。随后提供纹理待应用至其的表面；其可为空气动力表面。不同于第一材料的另一材料然后应用至空气动力表面并且将垫板片放置在顶部。使第二材料固化并且移除垫板片。第二材料粘附到空气动力表面，并具有如下表面，该表面基本上为垫板片带纹理表面的相反印迹并且基本上类似于样板带纹理表面。 附图说明 [0004] 本发明的实施例示于下列图示中。 [0005] 图1A和1B描述根据本发明实施例的形成垫板片的方法。 [0006] 图2示出了根据本发明实施例的形成肋的方法。 [0007] 图3A和3B示出根据本发明实施例的在起伏表面(contoured surface)上形成肋的方法。 [0008] 图4是通过根据本发明实施例的方法在表面上形成的肋的截面图。 [0009] 图5A表示通过根据本发明实施例的方法，已对其应用了肋的翼型件吸力侧上的区域。 [0010] 图5B表示通过根据本发明实施例的方法，已对其应用了肋的翼型件压力侧上的区域。 具体实施方式[0011] 现在参照图1A和1B，描述了根据本发明的方法的实施例，以用于生产垫板片200。提供样板100，其具有第一表面102，第一表面102在其上设置有多个脊或脊104。图1A示出了样板100，其具有平坦表面102，以用于形成具有平坦带纹理表面202的垫板片200，而图1B示出了样板100，其具有起伏表面102，以用于形成具有起伏带纹理表面202(在图3B中示为起伏)的垫板片200。另外，垫板片200可以制成为具有平坦表面部分和起伏表面部分二者。 [0012] 样板100可以使用任何已知的技术来形成，包括但不限于物理加工、化学蚀刻、放电加工或它们的任何组合。 [0013] 垫板片200通过在样板带纹理表面102上首先应用可固化且可流动的材料而形成。垫板片材料200应当在样板脊104附近流动并且完全填充脊104之间的任何间隙。优选地，垫板片材料将完全包住样板100的所有表面特征(肋、它们之间的间隙，以及任何起伏)而无任何气穴或孔隙。垫板片材料200可为任何合适的材料，该材料例如可为橡胶材料。虽然未示出，但样板100可具有围绕其周边的壁和/或背板。可这样做，以在垫板片材料200被固化时将其保持在合适的位置并维持均匀的厚度。固化垫板片材料200是形成垫板片200过程中的下一个步骤。固化过程取决于垫板片材料的选择。固化过程可包括但不限于热和压力的施加或它们的组合。一旦固化，则垫板片材料200可简称为垫板片200，并且可从样板100移除。 [0014] 现在参照图2、3A和3B，垫板片200将具有表面202，表面202带有多个槽204。表面202和多个槽204将基本上是样板表面202和置于其上的多个肋204的相反印迹(negative impression)。 [0015] 提供空气动力表面402，诸如翼型件400上的空气动力表面402，以用于在其上应用表面肋。空气动力表面402可包括暴露于流体流的任何表面，包括例如翼型件或静叶表面或叶片平台。为简单起见，本文所描述的方法专注于肋在翼型件表面上的应用。膜材料300以基本均匀的厚度应用到翼型件表面402。膜材料300优选是可固化且可流动的。膜材料300可为任何合适的材料，并且可与防蚀涂层在复合翼型件上的应用中使用的材料相同或类似。该材料300可例如为聚氨酯。然后通过本文所描述的过程制得的垫板片200可应用在膜材料300顶部，以使得膜材料300设置在垫板片200与翼型件表面402之间。垫板片200压入膜材料300中，使得膜材料300完全流入垫板片槽204和周围的垫板片表面 202，优选地没有气穴和孔隙。 [0016] 使膜材料300固化是在其上的表面302上形成肋304(图4)的下一个步骤。固化过程取决于膜材料300的选择。该固化过程可包括但不限于热和压力或它们的组合的施加。一旦固化，则膜材料300可简称为膜层300。在固化后，膜层300应在膜层300与翼型件表面402之间的界面处粘附至翼型件表面402。此时，垫板片200可移除。重要的是，应注意，因为垫板片200经历膜材料的固化过程，故垫板片材料的选择应能够耐受该过程。 [0017] 图2描绘了具有与平坦翼型面表面402一起使用的平坦表面202的垫板片200。图3A描绘了具有与起伏翼型件表面402一起使用的平坦表面202的垫板片200。图3B描绘了具有与起伏翼型件表面402一起使用的起伏表面202的垫板片200。用于将膜层300应用并且固化至翼型件表面402的上述过程对于图2、3A和3B中所描绘的不同方案是基本上相同的。 [0018] 使用的垫板片200的类型(平面或起伏)将取决于翼型件表面402上的起伏的量以及垫板片200的挠曲特性。例如并且如图3A中所示，翼型件表面402可具有较小的起伏并且垫板片200可为基本上平坦的，但具有足够的柔性以顺应翼型件表面402的起伏，同时仍然不变形到将导致不可接受的肋304(图4)的程度。如图3B所示，起伏翼型件表面402可超过垫板片200的挠曲性能，使得使垫板片200挠曲以顺应该表面起伏将使垫板片的特征大幅变形，而不能形成可接受的肋304。因此，当翼型件表面402的起伏超过垫板片200的挠曲性能时，应当使用具有起伏表面202的垫板片200。优选地，垫板片200和翼型件表面402的起伏应该是基本相似的。另外，可能的是翼型件表面402可具有平坦和起伏部分，在该情况下，垫板片200应具有相同的表面形貌。使垫板片起伏与翼型件起伏正确地匹配也有助于维持膜层300处于均匀的厚度。 [0019] 现在参照图4，一旦垫板片200从膜层300移除，则膜层300将具有带多个肋304的暴露表面302。形成在膜表面302中并且附着于翼型件表面402的肋304可在高度方面从约0.050mm变化至0.254mm。膜层表面302和肋304应该基本上是垫板片200上的表面和肋的相反印迹，而且应该与样板100上的脊104样式基本相同。 [0020] 翼型件400上的期望的肋样式关于翼型件表面402大幅变化。可能从表面的一部分到另一部分在密度方面变化；肋可在翼型件表面402上在高度方面具有变化；并且肋可改变定向以便与局部气流对准。因此，样板100上的脊104也应在密度、高度和定向方面变化。对于给定的空气动力表面几何形状和其将在其中采用的操作条件，可以通过计算和实验分析来确定最佳肋样式。 [0021] 设置在样板表面102上的脊104以下列样式设置，该样式优选为基本模仿应用至翼型件表面402的肋304的样式。然而，样板脊104不一定是所希望的肋304的精确复制品。可能影响此差异的一些因素可例如包括，它们各自的固化过程中的材料收缩，和垫板片200的匹配翼型件表面402起伏的挠曲。因此，应该确定所期望的肋304尺寸、密度和关于翼型件表面402的定向，然后考虑上述因素以达到应当用在样板100上的样式。 [0022] 图5A描述了翼型件400的吸力侧402a，且图5B描述了翼型件400的压力侧402b。两个翼型件侧面具有以与本文中描述的方法一致的方式应用在其上的肋。膜层302不需要应用到整个翼型件表面402a、402b。如图5A和5B所示，膜层不应用至翼型件前缘400a、 400b。然而，后缘400b上的肋式样可沿着翼型件400的长度而大幅变化。 [0023] 如本文所用，术语“平坦(flat)”和“起伏(contour)”及其变化形式提及了几次。这些术语并不意味着暗示，在可适用的情况下，表面纹理不存在。例如，样板带纹理表面102已被描述为是平坦的或起伏的。然而，应理解的是“平坦”或“起伏”的描述并不否定下列事实，即样板表面102上仍然不具有脊104。同样的情况适用于垫板片表面102和其中的槽 104，以及膜层表面302和其上的肋304。如本文和所附权利要求中使用的术语“平坦”和“起伏”和它们各自的变体应理解为它们所描述的表面的一般描述。 [0024] 为了例示目的，提供了结构和方法的上述描述。它并非旨在为穷举的或将本发明限制为所公开的精确步骤和/或形式，而且显然，可以根据上述教导作出许多修改和变化。本文所描述的特征可以以任何组合来组合。可以以在物理上可能的任何顺序执行本文中所描述的方法的步骤。应理解的是，虽然已图示并且描述了用于将肋应用至空气动力表面的方法的某些形式，但其不限于此，而是将仅由所附的权利要求限定。 |
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