Аэродинамические микроструктуры, имеющие субмикроструктуры
Изобретение относится к покрытиям, снижающим отражательную способность наружных поверхностей транспортного средства, в частности летательных аппаратов, в т.ч. самолетов. Описана текстурированная наружная поверхность, содержащая аэродинамическую микроструктуру на наружной поверхности транспортного средства и субмикроструктуры, наложенные на аэродинамическую микроструктуру и размещенные на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения, причем расстояния между субмикроструктурами составляют приблизительно длину волны видимого света. Также описан способ выполнения текстурированной наружной поверхности, включающий этапы, согласно которым выполняют субмикроструктуры на аэродинамической микроструктуре и размещают субмикроструктуры на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения, причем расстояния между субмикроструктурами составляют приблизительно длину волны видимого света. Технический результат заключается в создании покрытия, снижающего отражательную способность наружных поверхностей транспортного средства при обеспечении уменьшения общего сопротивления. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к микроструктурам и, в частности, относится к аэродинамическим микроструктурам, имеющим субмикроструктуры.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Микроструктуры обычно используют в воздушном летательном аппарате, чтобы изменять характеристики полета и/или динамические свойства воздушного летательного аппарата. В частности, микроструктуры, такие как риблеты, используют на поверхностях крыла воздушного летательного аппарата, хвостового оперения или фюзеляжа воздушного летательного аппарата для уменьшения лобового сопротивления и/или коэффициента лобового сопротивления воздушного летательного аппарата, что может привести к общей экономии топлива и/или уменьшению выброса углекислого газа и т.п. Однако риблеты и другие микроструктуры также могут вызывать или предотвращать некоторые оптические эффекты и характеристики, включая высокую отражательную способность, направленное отражение и/или другие потенциальные воздействия на эстетический вид воздушного летательного аппарата на основании конфигурации этих микроструктур. Высокая отражательная способность и связанное с направленное отражение часто называют бликованием, которое может влиять на видимость и/или эстетический вид воздушного летательного аппарата. Риблеты могут вызывать бликование в нетипичных направлениях из-за их конфигурации, формы и/или особенностей, в отличие от типичных поверхностей воздушного летательного аппарата (например, поверхностей крыла, поверхностей фюзеляжа и т.п.).
[0003] В некоторых ситуациях сильное бликование является предпочтительным, в то время как в других ситуациях сильное бликование является нежелательным. Некоторые известные способы уменьшения бликования включают снижение отражательной способности посредством оптических покрытий, таких как плоское черное красочное или многослойное пленочное покрытия. Однако эти способы в целом не являются эффективными при больших углах наблюдения (например, близких к 90° относительно поверхности), при которых почти всегда возникает бликование. Другие известные решения включают декалькоманию, но применение этого способа к аэродинамическим поверхностям, таким как риблеты, может иметь негативные воздействия на аэродинамические характеристики риблет и, таким образом, снижать эффективность риблет.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Предложенное устройство содержит аэродинамическую микроструктуру на наружной поверхности транспортного средства и субмикроструктуры, наложенные на аэродинамическую микроструктуру и размещенные на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения.
[0005] Способ согласно одному варианту реализации включает использование транспортного средства, причем субмикроструктуры наложены на аэродинамические микроструктуры транспортного средства, при этом субмикроструктуры разделены расстояниями, составляющими приблизительно длину волны видимого света, чтобы уменьшить отражения.
[0006] Способ согласно другому варианту реализации включает выполнение субмикроструктур на аэродинамической микроструктуре, причем субмикроструктуры размещены на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения.
[0007] Способ согласно другому варианту реализации включает выполнение текстурированной наружной поверхности посредством инструмента на риблете, относящейся к наружной поверхности транспортного средства, чтобы уменьшить бликование.
[0008] Устройство согласно другому варианту реализации содержит аэродинамическую микроструктуру на наружной поверхности транспортного средства, причем аэродинамическая микроструктура имеет основные пики и основные поверхности между основными пиками, а также вторичные пики на основных поверхностях или рядом с ними, •при этом вторичные пики имеют высоты меньше чем одна треть высот основных пиков.
[0009] Устройство согласно одному варианту реализации содержит аэродинамическую микроструктуру на наружной поверхности транспортного средства и субмикроструктуры, наложенные на аэродинамическую микроструктуру, причем субмикроструктуры размещены на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения. Расстояния между субмикроструктурами могут составлять приблизительно длину волны видимого света. Аэродинамическая микроструктура может содержать риблету воздушного летательного аппарата. Риблета может иметь относительно небольшие субмикроструктуры вблизи кончика риблеты и относительно увеличенные субмикроструктуры вблизи желоба риблеты. Поверхности субмикроструктур могут быть покрыты отражающим покрытием. Расстояния между субмикроструктурами могут быть меньше чем примерно 0,4 мкм. В зависимости от потребности в качественном отражении расстояния между субмикроструктурами могут составлять примерно от 0,4 мкм до 0,7 мкм. Устройство также может содержать цветовой слой рядом с аэродинамической микроструктурой.
[0010] Настоящее изобретение согласно одному варианту реализации содержит способ использования транспортного средства, согласно которому субмикроструктуры наложены на аэродинамических микроструктурах транспортного средства, причем субмикроструктуры разделены расстояниями, составляющими приблизительно длину волны видимого света, чтобы уменьшить отражения. Выполнение субмикроструктур на аэродинамической микроструктуре и размещение субмикроструктур на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения, улучшает характеристики настоящего изобретения, чтобы уменьшить отражение. Субмикроструктуры могут иметь различные конфигурации, проходящие от оснований микроструктур к кончикам микроструктур. Субмикроструктуры могут быть нанесены на аэродинамические микроструктуры путем механической обработки. Расстояния между субмикроструктурами могут быть меньше чем примерно 0,4 мкм. В зависимости от потребности в качественном отражении расстояния между субмикроструктурами находится примерно между 0,4 мкм и 0,7 мкм. Субмикроструктуры могут иметь одну или большее количество из треугольной формы, желобчатой формы, синусоидальной формы, параболической формы, конусной формы, цилиндрической формы или множества углублений.
[0011] Согласно другому варианту реализации способ включает выполнение субмикроструктур на аэродинамической микроструктуре, причем субмикроструктуры размещены на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения. Расстояния между субмикроструктурами могут составлять приблизительно длину волны видимого света. Выполнение субмикроструктур может включать механическую обработку, литье или экструдирование субмикроструктур на аэродинамическую микроструктуру. Выполнение субмикроструктур может включать тиснение субмикроструктур на аэродинамической микроструктуре. Выполнение субмикроструктур может включать механическую обработку или тиснение микроструктуры. Способ также может включать выравнивание инструмента, чтобы сформировать субмикроструктуры на аэродинамической микроструктуре, причем формирование субмикроструктур выполняют посредством инструмента. Инструмент может быть инструментом для тиснения. Расстояния между субмикроструктурами находятся примерно между 0,4 мкм и 0,7 мкм.
[0012] Способ согласно одному варианту реализации включает выполнение текстурированной наружной поверхности посредством инструмента на риблете, относящейся к наружной поверхности транспортного средства, чтобы уменьшить бликование. Текстурированная наружная поверхность может содержать субмикроструктуры, причем расстояния между субмикроструктурами составляют приблизительно длину волны видимого света. Субмикроструктуры могут иметь одну или большее количество из треугольной формы, желобчатой формы, синусоидальной формы, конусной формы, цилиндрической формы, параболической формы или множества углублений. Расстояния между субмикроструктурами могут находиться приблизительно в диапазоне примерно между 0,4 мкм и 0,7 мкм. Высота пиков риблет может составлять приблизительно 10-200 мкм относительно желобов риблеты. Транспортное средство может включать воздушный летательный аппарат.
[0013] Устройство согласно одному варианту реализации содержит аэродинамическую микроструктуру на наружной поверхности транспортного средства, причем аэродинамическая микроструктура содержит основные пики и основные поверхности между основными пиками, а также вторичные пики на основных поверхностях или рядом с ними, при этом вторичные пики имеют высоты меньше чем одна треть высот основных пиков. Один или большее количество основных пиков или вторичных пиков могут содержать наложенные на них субмикроструктуры, чтобы улучшить характеристики. Один или большее количество основных пиков или вторичных пиков может иметь форму ребра, чтобы улучшить аэродинамическое качество при некоторых условиях. Основные и вторичные пики могут иметь форму ребра, и ребра основного и вторичного пиков обычно проходят по существу параллельно друг другу. Вторичные пики могут быть расположены на поверхности раздела между нижней частью аэродинамической микроструктуры и цветовым слоем.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0014] На ФИГ. 1 показан пример воздушного летательного аппарата, который может быть использован для реализации способов и устройства, описанных в настоящем документе.
[0015] На ФИГ. 2 показан пример риблетной микроструктуры, проходящей из наружной поверхности воздушного летательного аппарата, показанного на ФИГ. 1, на которой могут быть реализованы описанные в настоящем документе примеры.
[0016] На ФИГ. 3 показан в разрезе пример микроструктуры с добавленной субмикроструктурой в соответствии с описаниями настоящего изобретения.
[0017] На ФИГ. 4 показан пример секции поверхности другого примера микроструктуры с добавленной субмикроструктурой, которая может быть меньше чем длина волны света.
[0018] На ФИГ.5А-5Р показаны примеры форм, которые могут быть использованы для реализации микроструктур, а также субмикроструктур, которые могут быть наложены на микроструктуры.
[0019] На ФИГ. 6 показан вид другого примера микроструктуры с субмикроструктурами, наложенными на основную поверхность примера микроструктуры.
[0020] На ФИГ. 7 показан вид другого примера микроструктуры с субмикроструктурами, наложенными на основную поверхность примера микроструктуры и имеющими дополнительные субмикроструктуры на поверхности раздела.
[0021] На ФИГ. 8 показан пример системы для роликового профилирования, которая может быть использована для реализации примеров, описанных в настоящем документе.
[0022] На ФИГ. 9 показан пример профилирующей системы, которая может быть использована для реализации примеров, описанных в настоящем документе.
[0023] На ФИГ. 10 показан подробный вид примера профилирующей системы, показанной на ФИГ. 9.
[0024] На ФИГ. 11 представлена блок-схема примера способа, который может быть использован для реализации примеров, описанных в настоящем документе.
[0025] Везде, где это возможно, те же самые позиционные номера, используемые на чертеже (чертежах) и в сопроводительном письменном описании, относятся к тем же самым или подобным элементам. Используемое в настоящем документе утверждение, что любая часть расположена любым способом (например, расположена, размещена, находится или сформирована и т.п.) на другой части, означает, что либо указанная часть находится в контакте с другой частью, либо указанная часть находится над другой частью с одной промежуточной частью или большим количеством промежуточных частей, расположенных между ними. Утверждение, что любая часть находится в контакте с другой частью, означает, что между этими двумя частями отсутствует промежуточная часть.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0026] В настоящем документе описаны аэродинамические конструкции, имеющие субмикроструктуры. Микроструктуры такие как, например риблеты, обычно используются в аэродинамических поверхностях воздушного летательного аппарата, чтобы изменить и/или улучшить характеристики полета, например чтобы уменьшить общее аэродинамическое сопротивление воздушного летательного аппарата, в результате чего могут быть достигнуты общая экономия топлива и/или уменьшении выбросов углекислого газа и т.п. Однако эти риблеты и другие аэродинамические микроструктуры также могут вызвать некоторые сопутствующие и/или непреднамеренные оптические/визуальные эффекты, включая изменение отражательной способности под некоторыми углами и/или углами обзора, и, таким образом, потенциально вызывать блики и/или другие потенциальные эффекты, влияющие на эстетический вид воздушного летательного аппарата (например, блеск, цветовые эффекты, цветовые искажения и т.п.).
[0027] Воздушный летательный аппарат и/или наружные микроструктуры, относящиеся к воздушному летательному аппарату, такие как риблеты, могут иметь окончательно обработанные, гладкие и/или отполированные поверхности, которые имеют высокую отражательную способность и могут привести к отражениям Френеля, которые могут вызвать блики. Результирующее бликование в направлениях, в общем выровненных с риблетами, может отражать увеличенное количество света в направлении к пилотам, управляющим другим воздушным летательным аппаратом, и/или летчикам-наблюдателям. Блик также может влиять на видимость и/или зрительные способности пилота воздушного летательного аппарата (например, пилота, зрение которого ослаблено солнечным светом, отраженным от носовой части воздушного летательного аппарата, которым управляет пилот). В некоторых примерах может быть предпочтительным иметь сниженный блеск и/или уменьшенное отражение (например, в случаях военного применения и т.п.).
[0028] В примерах, описанных в настоящем документе, используются субмикроструктуры (например, наноструктуры), которые могут быть или могут не быть наноразмерными (например, иметь размер (размеры) в масштабе приблизительно 10-9 метров) и которые размещены на микроструктурах или под микроструктурами (например, наружными аэродинамическими микроструктурами) для уменьшения бликов и/или отражений (например, отражений Френеля и т.п.), которые могут быть вызваны, например микроструктурами. В некоторых примерах микроструктуры, в которых реализованы данные примеры, применены к транспортному средству (например, воздушному летательному аппарату, наземному транспортному средству, субмарине и т.п.). Эти риблеты используются для уменьшения коэффициента лобового сопротивления транспортного средства. В некоторых примерах субмикроструктуры используются для настройки оптического и/или эстетического восприятия поверхностей или особенностей транспортного средства, на котором обеспечены микроструктуры данного примера.
[0029] Примеры, описанные в настоящем документе, позволяют поверхностям транспортного средства уменьшать отражения и/или блики от транспортных средств в случаях применения, в которых может быть предпочтительным иметь сниженное отражение. Примеры, описанные в настоящем документе, также, обеспечивают индивидуализированные оптические эффекты транспортных средств. В частности, некоторые примеры позволяют наблюдать некоторые эстетические особенности, такие как цветовой слой, с некоторых заданных углов, ограничивая или увеличивая отражательную способность или прозрачность в некоторых положениях и/или при углах обзора, например относительно видимой наружной поверхности транспортного средства. Цветовой слой может быть механически соединен с микроструктурами и/или встроен в микроструктуры для создания различных декоративных и/или отражающих эффектов. В некоторых примерах цветовой слой и/или микроструктуры могут иметь сопрягающие особенности (например, текстурированную поверхность) между цветовым слоем и микроструктурами для достижения различных оптических эффектов, таких как поглощение света или преломляющие эффекты.
[0030] В некоторых примерах субмикроструктуры прикреплены к микроструктуре механической обработкой или любой другой соответствующей обработкой. В частности, субмикроструктуры могут быть сформированы на микроструктуре, например путем профилирования листового металла на роликовой листогибочной машине или способами чеканки. В некоторых из примеров, описанных в настоящем документе, субмикроструктуры сформированы на микроструктуре при ее экструдировании (например, в поточном вспомогательном процессе). Выполнение и/или создание субмикроструктур может быть осуществлено непосредственно путем модификации поверхности или косвенно путем создания инструмента для профилирования листового металла на роликовой листогибочной машине или чеканкой, или прессованием выдавливанием, литьем, напылением, травлением и т.п.
[0031] Используемый в настоящем документе термин "микроструктура" может относиться к геометрическим особенностям, размерам и/или расстояниям между геометрическими особенностями (например, периодическим расстояниям, высотам и/или ширинам и т.п.), имеющим размеры приблизительно 10-200 мкм, но обычно 75-125 мкм. Используемый в настоящем документе термин "субмикроструктура" может относиться к геометрическим особенностям, размерам и/или расстояниям, у которых геометрические особенности (например, периодические или непериодические расстояния, высоты и/или ширины и т.п.) являются значительно более уменьшенными, чем у микроструктуры. В этих примерах субмикроструктуры могут иметь размеры приблизительно 0,1-10 мкм. Некоторые субмикроструктуры, которые иногда упоминаются как "наноструктуры", могут иметь размер и/или могут быть расположены на расстоянии (например, периодическом расстоянии), приблизительно равном или меньше чем длина волны видимого света, которая составляет примерно 0,4-0,7 мкм. Таким образом, термин "субмикроструктура" также может относиться к размерам меньше чем примерно 0,4 мкм. Таким образом, для терминов "микроструктура" и "субмикроструктура", используемых в настоящем документе, термин "приблизительно равен длине волны света" означает размер, который может находиться в диапазоне примерно 0,1-10 мкм.
[0032] На ФИГ. 1 показан пример воздушного летательного аппарата 100, в котором могут быть осуществлены примеры, описанные в настоящем документе. Воздушный летательный аппарат 100 из показанного на чертеже примера содержит хвостовую секцию 101, включая вертикальное хвостовое оперение 102 рядом с форкилем 104, горизонтальные стабилизаторы 106, носовую секцию (например, секцию кабины) 110 и крылья 112, прикрепленные к фюзеляжу 114. Примеры, описанные в настоящем документе, могут быть применены к поверхностям и/или особенностям (например, риблетам) любой хвостовой секции 101, носовой секции 110, стабилизаторов 106, крыльев 112 и/или фюзеляжа 114, или любой другой наружной или внешней конструкции (например, подкосу крыла, пилону двигателя, стабилизатору переднего оперения и т.п.) и/или поверхности.
[0033] На ФИГ. 2 показан пример микроструктуры 200 наружной поверхности показанного на ФИГ. 1 примера воздушного летательного аппарата 100, на котором могут быть осуществлены примеры, описанные в настоящем документе. Микроструктура 200 показанного на чертеже примера содержит ребра 202, которые размещены на расстоянии друг от друга друг от друга, и основные поверхности (например, желоба, поверхности воздушного летательного аппарата и т.п.) 204, которые разделяют ребра 202. В этом примере профили ребер 202 в целом являются треугольными и, таким образом, образуют ребра, имеющие в целом треугольные поперечные сечения. Профиль микроструктуры 200 экструдирован для создания микроструктуры 200 (например, заданный объем микроструктуры 200). Не смотря на то, что микроструктура 200 изготовлена экструдированием в данном примере, микроструктура 200 может быть сформирована тиснением, литьем, прессованием, термоформованием, механической обработкой и т.п.В других примерах основные поверхности 204 могут иметь ребра, которые меньше чем ребра 202 (например, их высота меньше чем треть высоты ребер 202), чтобы управлять бликованием.
[0034] В этом примере микроструктура 200 является риблетой воздушного летательного аппарата 100 и используется для изменения аэродинамических характеристик воздушного летательного аппарата 100, например путем уменьшения общего аэродинамического сопротивления воздушного летательного аппарата 100, причем микроструктура 200 может быть расположена на любой наружной поверхности воздушного летательного аппарата 100. Микроструктура 200 из показанного на чертеже примера используется, чтобы уменьшать аэродинамическое сопротивление управлением турбулентными пограничными слоями и/или предотвращением поперечных потоков, связанных с турбулентным пограничным слоем в воздухе вблизи наружной поверхности воздушного летательного аппарата 100. В частности, микроструктура 200 имеет ребра 202, размещена на наружной поверхности воздушного летательного аппарата 100 и выровнена с необходимым направлением потока воздуха. Это выравнивание позволяет ребрам 202 действовать в качестве небольших гребней или направляющих, которые разрушают и уменьшают боковые перемещения потока воздуха вблизи наружной поверхности для улучшения линейного турбулентного потока воздуха и уменьшения поверхностного трения наружной поверхности, и, таким образом, уменьшения общего аэродинамического сопротивления воздушного летательного аппарата 100. В некоторых примерах микроструктура 200 не прикреплена или установлена на наружной поверхности во время или после изготовления воздушного летательного аппарата 100, но, скорее, выполнена за одно целое с наружной поверхностью. Например, микроструктура 200 может быть заранее сформирована в наружной поверхности или на ней (например, выполнена механической обработкой или литьем в форме на поверхности обшивки, встроена в композитную обработанную часть, размещена с помощью робота и т.п.) вместо соединения (например, механического соединения адгезивным способом) с наружной поверхностью.
[0035] Общая конфигурация микроструктуры 200 может вызывать направленные (например, рассеивающее вперед или рассеивающее назад) отражения в целом и/или оптическое явление, известное как бликование. Бликование обычно происходит, когда свет падает на поверхность под некоторыми углами вблизи поверхности (например, углами падения, далекими от нормали к поверхности), в результате чего лучи света отражаются вперед (например, рассеиваются вперед) от поверхностей и/или граней микроструктуры 200 в направлении под некоторыми углами обзора и/или в направлении к некоторым положениям относительно микроструктуры 200 и воздушного летательного аппарата 100. Свет может падать на поверхность от источника прямого освещения или отраженный от другой поверхности. В некоторых примерах такое отражение может вызывать блики при некоторых углах и/или положениях обзора относительно микроструктуры 200. Как показано на ФИГ. 2, падающий световой луч 206 может попадать в одно из ребер 202 почти параллельно поверхности ребра, и, таким образом, отраженный луч 208 распространяется вперед к основным поверхностям 204, на которых отраженный световой луч 208 может быть поглощен, передан или отражен. Точно так же, луч 210, например, может вызвать отражение 212 от основных поверхностей 204 в направлении к поверхности одного из ребер 202. Отражения 208, 212 иногда указаны как скользящие угловые отражения света, поскольку они являются отражениями, сформированными падающими лучами, которые падают под скользящим углом (падают на поверхность под углами, далекими от прямого угла) на поверхность и могут вызвать нежелательные и/или непреднамеренные оптические эффекты, включая интенсивные отражения и/или бликование.
[0036] На ФИГ. 3 показано поперечное сечение микроструктуры (например, риблеты, экструдированной риблеты) 300, имеющей добавленные субмикроструктуры (например, наноребра, конфигурация субмикроструктур и т.п.) согласно настоящему изобретению. Микроструктура 300, как показано на чертеже данного примера, имеет различные части, которые включают дальнюю часть 304 с кончиком 305, промежуточную часть 306 и нижнюю часть 308. В этом примере дальняя часть 304 отделена от промежуточной части 306 переходной частью 310, в которой субмикроструктуры могут переходить (например, постепенно переходить) от одного размера к другому. Переходная часть 310 имеет субмикроструктуры 312, и промежуточная часть 306 имеет субмикроструктуры 314. Аналогично, нижняя часть 308 в показанном на чертеже примере имеет субмикроструктуры 316. В некоторых примерах кончик 305 может быть очень маленьким, чтобы иметь наложенные на него субмикроструктуры. Однако, в некоторых примерах наноразмерные субмикроструктуры могут быть размещены вблизи кончика 305 и/или на кончике 305.
[0037] Каждая из субмикроструктур 312, 314, 316 в показанном на чертеже примере имеет характерные особенности. Например, субмикроструктура 314 имеет характерные особенности, включая основные поверхности (например, желоба) 318, промежуток (например, периодический, непериодический) 320, пиковые высоты 322 и наклонные углы (например, угол относительно поверхности или грани микроструктуры 300) 324. В этом примере световой луч 330 показан направленным к промежуточной части 306. В этом примере длина волны светового луча 330 подобна промежутку 320, и если световой луч 330 распространяется в направлении к субмикроструктурам 314, часть светового луча 330 передается к одной из основных поверхностей 318, и другая часть светового луча 330 отражается от субмикроструктур 314. В результате того, что длина волны светового луча 330 приблизительно подобна в размере расстоянию 320, значительная часть светового луча 330 поглощается субмикроструктурами 314, и, таким образом, часть светового луча 330, отраженная от субмикроструктур 314, значительно уменьшена и/или сведена к нулю, и, таким образом, уменьшены отражения и/или бликование, вызванные световым лучом 330. Кроме того, поскольку субмикроструктуры 314 имеют ребра с относительно равномерно увеличивающейся шириной ребра в направлении к основным поверхностям 318 (например, субмикроструктуры 314 являются более широкими в своих основаниях по сравнению с их соответствующими кончиками), и расстояния порядка длины волны видимого света, они создают градиент показателя преломления на поверхности микроструктуры 300. Согласно другому варианту реализации общая форма микроструктур 314 с изменяющейся шириной в направлении к основным поверхностям 318 облегчает отражение составляющих светового луча от микроструктуры 314 (например, вызывает отражения Френеля).
[0038] Приведенные в данном примере субмикроструктуры 312 дальней части 304 переходной части 310 имеют относительно небольшие пиковые высоты и промежуточные расстояния (например, периодические расстояния) по сравнению с субмикроструктурами 314 и/или субмикроструктурами 316. Таким образом, подобно субмикроструктурам 314, описанным выше, субмикроструктуры 312 в показанном на чертеже примере уменьшают и/или минимизируют отражения или бликование, вызванное падающими световыми лучами. В этом примере субмикроструктуры 312 являются относительно небольшими и более плотно упакованными по сравнению с субмикроструктурами 314, чтобы поддерживать определенную аэродинамическую гладкость микроструктуры 300. В частности, увеличенные субмикроструктуры в области перехода 310 и/или вблизи кончика 305 могут вызвать увеличенные аэродинамическое сопротивление и/или турбулентность. В этом примере субмикроструктуры 312 не проходят в кончик 305 для предотвращения ухудшения износостойкости, повреждения и/или преждевременного разрушения конструкции микроструктуры 300. Кроме того, в некоторых примерах субмикроструктуры, расположенные вблизи дальнего конца микроструктуры, или области перехода вблизи дальнего конца, являются относительно небольшими (например, имеют уменьшенные высоту и/или периодическое расстояние (расстояния) и т.п.) для повышения технологичности изготовления и/или по причине технологических ограничений.
[0039] В данном примере субмикроструктуры 316 имеют пиковые высоты и расстояния, подобные высотам и расстояниям субмикроструктур 314. Согласно другому варианту реализации пиковые высоты и/или расстояния субмикроструктур 316 могут изменяться по сравнению с субмикроструктурами 314 и/или субмикроструктурами 312. В некоторых примерах субмикроструктуры 316 могут отличаться от субмикроструктур 314 в некоторых местах, но при этом могут иметь некоторый градиент перехода в областях, в которых субмикроструктуры 316, примыкающие к субмикроструктурам 314, имеют размерные характеристики, подобные размерным характеристикам субмикроструктур 314, но имеют дополнительные изменения по сравнению с субмикроструктурами 314. Аналогично, субмикроструктуры 314 могут иметь градиент перехода к субмикроструктурам 312 и наоборот.
[0040] Не смотря на то, что субмикроструктуры 312, 314, 316 показаны проходящими в целом перпендикулярно поверхностям микроструктуры 300 в некоторых местах, любая из субмикроструктур 312, 314, 316 может иметь наклон и/или форму относительно соответствующих поверхностей микроструктуры 300 (например, они могут быть наклонными), из которой они проходят. В некоторых примерах такое углообразование субмикроструктур 312, 314, 316 увеличивает технологичность (например, облегчает извлечение инструмента в процессах механической обработки, литья или прессования и т.п.) субмикроструктур 312, 314, 316. Кроме того, наклон субмикроструктур 312, 314, 316 относительно поверхностей микроструктуры 300 может обеспечить достижение различных визуальных эффектов и/или углов отражения световых лучей, падающих на микроструктуру 300. В некоторых примерах такое углообразование и/или формирование также могут обеспечить возможность наблюдения отражений только под некоторыми углами (например, углами визирования) относительно микроструктуры 300.
[0041] Не смотря на то, что субмикроструктуры 312, 314, 316 данного примера также показаны на ФИГ. 3 как имеющие по существу регулярную структуру (например, расстояния между индивидуальными субмикроструктурами являются относительно схожими) и/или относительно однородные высоты среди индивидуальных субмикроструктур, характеристики субмикроструктур 312, 314, 316 могут изменяться в различных частях микроструктуры 300. Например, расстояние (например, периодическое расстояние) 320 субмикроструктур 314 может изменяться в направлении от нижней части 308 к кончику 305 (например, может наблюдаться увеличение или сокращение расстояния 320 и/или увеличение или сокращение пиковых высот 322). В некоторых примерах общая форма, конфигурация и/или конструкция (конструкции) субмикроструктур могут изменяться в различных частях микроструктуры 300 (например, субмикроструктур, имеющих форму ребер в одной части микроструктуры, и субмикроструктур, имеющих конусообразную форму в другой части микроструктуры). В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации любая из субмикроструктур 312, 314, 316 может иметь беспорядочно распределенные пиковые высоты и/или расстояния между индивидуальными субмикроструктурами.
[0042] Не смотря на то, что микроструктура 300 в показанном на чертеже примере имеет форму ребра, микроструктура 300 может иметь любую соответствующую форму или конфигурацию, включая любую из форм и/или любую комбинацию форм, описанных ниже со ссылкой на ФИГ. 5A-5F. Схожим образом, не смотря на то, что субмикроструктуры 312, 314, 316 на ФИГ. 3 показаны как имеющие форму ребра по существу с треугольным профилем или поперечным сечением, они могут иметь любую соответствующую форму, включая любую из форм и/или любую комбинацию форм или конфигураций, описанных со ссылкой на ФИГ. 5A-5F ниже.
[0043] В некоторых примерах к микроструктуре 300 и/или любой из субмикроструктур 312, 314, 316 могут быть применены покрытия. Например, микроструктура 300 и/или субмикроструктуры 312, 314, 316 могут быть полностью покрыты антиотражающим покрытием, отражающим покрытием и/или цветными покрытиями (например, покрыты красителями, чернилами или пропитаны красителями) и/или частично покрыты на одной стороне или грани для, чтобы управлять отражением света в заданном направлении и/или под заданным углом (углах) обзора. В некоторых примерах покрытия применены только к частям микроструктуры 300 (например, нижней части 308, промежуточной части 306 и/или дальней части 304) и/или частям субмикроструктур 312, 314, 316 (например, обращенным вверх поверхностям субмикроструктур 314 и т.п.).
[0044] На ФИГ. 4 показан пример поверхности микроструктуры 400 с добавленными субмикроструктурами (например, наноструктурами) 402 на поверхности 404. В этом примере микроструктура 400 и добавленные субмикроструктуры 402 также являются полимером и, таким образом, образуют воздушно-полимерную поверхность 406 раздела для падающих световых лучей. В отличие от субмикроструктур 312, 314, 316, описанных выше со ссылкой на ФИГ. 3, субмикроструктуры 402 показанного на чертеже примера имеют скругленные конусовидные выступы, иногда называемые конфигурацией "глаз мотылька". Субмикроструктуры 402 данного примера, которые проходят в целом перпендикулярно поверхности 404, имеют соответствующие характеристические размеры (например, разделены соответствующими расстояниями, имеют соответствующие расстояния шага, и т.п.), подобные или имеющие порядок величины длины волны падающего света (например, меньше чем длина волны света), и/или характеристические отношения, заданные между расстояниями и высотами субмикроструктур, наложенных на микроструктуру.
[0045] В этом примере стрелка 408 представляет общее направление падающего светового луча, направленного к субмикроструктурам 402. В результате направленности на субмикроструктуры 402 показанный в данном примере падающий световой луч разделен на уменьшенную отраженную часть, обозначенную стрелкой 410, и увеличенную переданную и/или поглощенную часть, которая проникает в материал в соответствии со свойствами данного материала, обозначенную стрелкой 412. Стрелки 408, 410, 412 в показанном на чертеже примере также обозначены стрелками 416, 418, 420 соответственно, которые показаны относительно поверхности 404. В этом примере стрелка 418 обозначает отраженный свет, и стрелка 420 обозначает переданный и преломленный свет. Однако субмикроструктуры 402 в показанном на чертеже примере значительно уменьшают интенсивность отражения (отражений) Френеля путем постепенного изменения коэффициента преломления при распространении света от воздуха к материалу микроструктуры 400 и, таким образом, уменьшают бликование поверхности 404.
[0046] На ФИГ. 5A-5G показаны примеры конфигураций (например, форм), которые могут быть использованы для микроструктур, а также субмикроструктур (например, наноструктур), которые могут быть наложены на микроструктуры. Примеры форм, показанные на ФИГ. 5А-5G также могут быть использованы в любой комбинации этих форм и/или в любой другой соответствующей форме как для микроструктур, так и для субмикроструктур. В частности, формы, показанные на ФИГ. 5A-5G, могут быть наложены друг на друга (например, в качестве субмикроструктур, наложенных на микроструктуру, и т.п.). Например, выступ 540 в примере, показанном на ФИГ. 5Е, может быть наложен в качестве субмикроструктуры на выступ 562 или промежуток 564 в примере, показанном на ФИГ. 5G, и наоборот.
[0047] На ФИГ. 5А показан пример выступающей формы 500 (например, утолщение, выступающее из основной поверхности, и т.п.), которая может быть использована для реализации примеров микроструктур и/или субмикроструктур, описанных в настоящем документе. Пример выступающей формы 500 также имеет соответствующий утолщенный профиль 504 (например, утолщенную форму поперечного сечения), который может изменяться вдоль множества направлений и который может быть синусоидальным, параболическим, треугольным или может иметь любую другую соответствующую конфигурацию. В примерах микроструктур с профилем параболической формы субмикроструктуры могут быть наложены на микроструктуру параболической формы плотнее, чем на микроструктуру треугольной формы. В некоторых примерах субмикроструктуры, размещенные вблизи кончика микроструктуры треугольной формы, могут вызывать снижение структурной жесткости и/или, возможно, могут оказаться нереализуемыми из-за технологических ограничений (например, инструмент невозможно отделить от микроструктуры треугольной формы без повреждения субмикроструктуры у кончика).
[0048] На ФИГ. 5B показаны примеры конфигураций, которые имеют индивидуальные формы и могут быть применены к микроструктурам или субмикроструктурам. Примеры конфигураций включают треугольную форму 510, цилиндрическую форму 512, прямоугольную форму 514 и синусоидальную и/или параболическую форму 516. Треугольная форма 510 может быть, например, конусом, пирамидальной формой или треугольным ребром. В целом, примеры конфигураций, показанные на ФИГ. 5B, могут быть профилями формы с соответствующими глубинами (например, плоской формой с заданной глубиной вытяжки или экструдирования) или объемной формы, такой как конус. Например, параболическая форма 516 может быть экструдирована/вытянута как поперечное сечение или может вращаться вокруг оси для образования объемной параболической формы.
[0049] На ФИГ. 5С показан пример конфигурации 520 с изменяющимися высотами, которую можно применить к микроструктурам или субмикроструктурам. Конфигурация 520 показанного на чертеже примера включает пики 522 и субпики 524, которые могут быть расположены в соответствии с относительно регулярной конфигурацией (например, с чередованием) или могут быть расположены в соответствии с нерегулярной конфигурацией (например, иметь случайное распределение). Согласно другому варианту реализации заданное количество субпиков 524 могут быть расположены в промежутках между пиками 522 (например, три субпика 524 расположена между пиками 522 в одном или большем количестве направлений и т.п.). В любом из этих примеров расположение пиков 522 и субпиков 524 относительно друг друга может вызвать различные оптические эффекты и/или уменьшить бликование. В некоторых примерах субпики 524 могут быть микроструктурами или субмикроструктурами.
[0050] На ФИГ. 5D показан пример плоской или объемной наклонной конфигурации 530, которая может обеспечить усовершенствованные и/или необходимые оптические эффекты и/или улучшенную технологичность, например, благодаря упрощенному освобождению инструмента. Наклонная конфигурация 530 в показанном на чертеже примере может быть осуществлена в виде микроструктуры или субмикроструктуры. Например, субмикроструктура с наклонной конфигурацией может быть наложена на микроструктуру, имеющую наклонную конфигурацию.
[0051] На ФИГ. 5Е показаны объемные выступы 540 с конфигурацией, которая выполнена проходящей (например, выступающей) из поверхности. В этом примере выступы 540 имеют конусовидную форму. Выступы 540 в показанном на чертеже примере могут иметь прямоугольные грани и/или могут быть конусами, имеющими круглые поперечные сечения. Не смотря на то, что показанный на ФИГ. 5Е пример содержит конусовидные формы, может быть использована любая соответствующая форма, включая описанные в примерах, приведенных в настоящем документе. В некоторых примерах объемные параболические функции (например, параболические функции вращения) могут быть использованы для образования объемных выступов.
[0052] На ФИГ. 5F показаны объемные углубления 550 в поверхности. Углубления 550 в данном примере могут иметь любую соответствующую форму, включая описанные в настоящем документе. Например, углубления могут быть овальными или круглыми углублениями (например, выпуклыми углублениями), отверстиями, ребрами и/или пазами, и т.п. В некоторых примерах могут быть использованы комбинации объемных углублений 550 и конусовидных выступов, таких как конусовидная конфигурация 540, показанная на ФИГ. 5Е, для образования формы микроструктуры или субмикроструктуры с уникальными оптическими характеристиками.
[0053] На ФИГ. 5G показана конфигурация 560, в которой выступы (например, треугольные ребра) 562 разделены промежутками (например, плоскими промежутками) 564 и которая похожа на микроструктуру 200, показанную на ФИГ. 2. В этом примере выступы 562 разделены по существу подобными или равными расстояниями. Однако в других примерах расстояния между выступами 562 могут изменяться (например, могут быть нерегулярными), чтобы улучшить технологичность (например, отделение инструмента) и/или для достижения некоторых необходимых оптических эффектов. В некоторых примерах промежутки 564 выполнены криволинейными, имеют множество частей и/или являются профилированными.
[0054] На ФИГ. 6 показан вид другого примера микроструктуры 600, который является риблетой в этом примере. Микроструктура 600 в данном примере содержит ребро 602 микроструктуры (например, ребро риблеты) с кончиком 604, в целом имеющим треугольную форму, и поверхность (например, грань) 606 ребра 602. Микроструктура 600 в данном примере содержит ребра 610 субмикроструктуры, которые проходят поперек основания микроструктуры 600 между (например, в промежутке между) ребром 602 риблеты и другим соседним ребром риблеты. В этом примере ребра 610 субмикроструктуры являются субмикроструктурами, сформированными на основании микроструктуры 600, и также содержат поверхности (например, грани) 612, 614 ребер, находящиеся рядом друг с другом и образующие пики ребер 610. В некоторых примерах поверхности 612, 614 ребра проходят под различными углами наклона с вертикальной линией относительно друг друга (например, поверхности 612, 614 ребра проходят под различными углами относительно вертикальной линии на виде, показанном на ФИГ. 6). Микроструктура 600 и ребра 610 субмикроструктуры в показанном на чертеже примере расположены рядом с цветовым слоем 620.
[0055] В этом примере ребро 602 риблеты и ребра 610 субмикроструктуры в целом проходят в перпендикулярных направлениях относительно друг друга. В других примерах ребра 610 субмикроструктуры по существу могут быть параллельными или могут проходить под углом относительно ребра 602 риблеты. В некоторых примерах поверхность, которая охватывает пространство между ребром 602 и соседним ребром, имеет контуры, которые могут быть относительно плоскими, изогнутыми и/или наклонными между ребром 602 риблеты и краем соседней риблеты, и, таким образом, ребра 610 субмикроструктуры могут повторять такие контуры. В некоторых примерах ребра 610 субмикроструктуры ориентированы под различными углами относительно ребра 602 риблеты для достижения различных оптических эффектов, включая эффекты уменьшения бликования (например, уменьшения бликования для конкретного диапазона углов обзора относительно микроструктуры 600 в данном примере и т.п.) и/или могут быть выполнены из окрашенного материала, (например, предварительно окрашенного материала).
[0056] Микроструктура 600 в показанном на чертеже примере механически присоединена и/или прикреплена к цветовому слою 620. В некоторых примерах цветовой слой 620 выполнен за одно целое с микроструктурой 600. В некоторых примерах цветовой слой 620 может быть частью микроструктуры, которая окрашена (например, покрыта и т.п.), и/или может быть добавлен к микроструктуре 600 во время вспомогательного процесса (например, процесса наслаивания и т.п.).
[0057] В показанном на ФИГ. 6 примере микроструктура 600 является полупроницаемой для света, полностью светопроницаемой или прозрачной. В частности, ребро 602 микроструктуры в данном примере и ребра 610 субмикроструктуры могут пропускать по меньшей мере часть света и в то же время отражать другую часть света на основании коэффициента преломления света для указанных сред и углов падения на поверхности раздела, сквозь которую распространяется свет. В этом примере падающий световой луч 630 направлен к поверхности 606 ребра 602 микроструктуры. Падающий световой луч 630 в показанном на чертеже примере имеет результирующую пропущенную составляющую 632, которая поглощается и/или распространяется в ребре 602. Падающий световой луч также имеет отраженную составляющую 634, которая направлена к ребрам 610 субмикроструктуры. В некоторых примерах падающий луч 630 по меньшей мере частично поглощен ребром 602 микроструктуры сквозь субмикроструктуры (например, субмикроструктуры 312, 314, 316, 402), наложенные на поверхность 606.
[0058] Отраженная составляющая 634 в показанном на чертеже примере является лучом, падающим на ребра 610 субмикроструктуры. Падающий луч 634 ударяет в грань 614 субмикроструктуры и, таким образом, создает другой, отраженный луч 635, который направлен назад к поверхности 606 микроструктуры, на которой он может рассеиваться, распространяться сквозь нее и/или поглощаться материалом этой поверхности, в результате чего уменьшается бликование. Кроме того, результирующая переданная составляющая 636 проникает в основной слой микроструктуры в направлении к цветовому слою 620, в котором, затем, отраженная часть 638 может быть отражена в направлении к поверхностям 612, 614, и другая часть 640 может быть поглощена или рассеяна внутри основания микроструктуры 600. Такое поглощение и/или рассеивание могут дополнительно уменьшить бликование путем перенаправления части 640 во множестве направлений. В некоторых примерах направление отраженных составляющих к другим субмикроструктурам (например, субмикроструктурам на поверхности 606) также может дополнительно уменьшить бликование (например, путем перенаправления отраженных составляющих светового луча к субмикроструктурам).
[0059] Как указано выше, в некоторых примерах субмикроструктуры на поверхности 606, например, уменьшают количество света, отраженного к ребрам 610 субмикроструктуры. В некоторых примерах ребра 610 и/или поверхности 612, 614 содержат наложенные на них субмикроструктуры.
[0060] В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации любая из поверхностей 612, 614 может быть отражающей (например, зеркальной) поверхностью и/или может иметь отражающие части, чтобы управлять величиной и направлением отраженного света. Не смотря на то, что ребра 610 в этом примере являются субмикроструктурами, они могут быть микроструктурами (например, могут иметь размеры, увеличенные по сравнению с субмикроструктурами, описанными в настоящем документе), но тем не менее все еще могут оставаться относительно небольшими по сравнению с микроструктурой 600. Было определено, что относительно небольшие вторичные микроструктуры, размещенные между основными микроструктурами (например, на основных поверхностях между основными микроструктурами) и имеющими размер и/или промежуток между ними, составляющие приблизительно одну треть размера основных микроструктур, также могут управлять бликованием и/или уменьшать бликование. Таким образом, ребра 610 субмикроструктуры в некоторых примерах, напротив, могут быть микроструктурами, которые могут содержать или не содержать наложенные на них субмикроструктуры. Такие микроструктуры могут иметь размеры (например, высоту), составляющие приблизительно одну треть (или меньше) высоты или ширины ребра 602 микроструктуры, чтобы эффективно управлять бликованием.
[0061] На ФИГ. 7 показан вид другого примера микроструктуры 700 с ребром 702 и ребрами 704, которые содержат поверхности 705, 707. Микроструктура 700 в показанном на чертеже примере подобна микроструктуре 600 в примере, показанном на ФИГ. 6, но в отличие от этого примера имеет текстурированный цветовой слой 706 с субмикроструктурами 708, которые образуют текстурированную поверхность раздела между цветовым слоем 706 и остальной частью микроструктуры 700, вместо относительно плоской поверхности раздела в примере микроструктуры 600, показанном на ФИГ. 6. В некоторых примерах цветовой слой 706 имеет часть 709 (например, продолжение, выступ и т.п.), которая проходит и/или частично проходит в кончик ребра 702 риблеты. В этом примере переданный луч 710, который отражается от поверхности ребра 702 и, затем, проникает сквозь поверхность 705 субмикроструктуры в основной слой, может быть поглощен и/или рассеян, например, субмикроструктурами 708. В частности, субмикроструктуры 708 могут быть разнесены на расстояния, подобные длине волны видимого света. В этом примере часть 709 цветового слоя 706, которая проходит в ребро 702, может влиять на количество рассеянного и/или поглощенного света или влиять на вид цветового слоя 706, наблюдаемый наблюдателем. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации подобным образом цветовой слой 706 может проходить, например, в ребра 704 (например, по меньшей мере частично повторяя контуры ребер 704). В некоторых примерах цветовой слой 706 имеет текстурированную поверхность раздела на границе раздела, в которой цветовой слой 706 проходит в кончик 702 риблеты и/или ребер 704.
[0062] В некоторых примерах субмикроструктуры 708 и/или шероховатость, связанная с субмикроструктурами 708, используется для улучшения соединения с основным цветовым слоем микроструктуры 706. В частности, субмикроструктуры 708 улучшают оптическое и механическое соединение с микроструктурой 700 за счет увеличения площади контактной поверхности между цветовым слоем 706 и микроструктурой 700. В некоторых примерах поверхности 705, 707 могут быть отражающими (например, зеркальными). В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации отражающими могут быть только поверхности 705, в то время как поверхности 707 могут быть по меньшей мере полусветопроницаемыми (например, светопроницаемыми, прозрачными и т.п.) и наоборот. Придание отражающих свойств только части поверхностей позволяет управлять отражательной способностью и/или поглощением света при различных углах визирования. В некоторых примерах субмикроструктуры 708 могут не быть субмикроструктурами, и вместо этого могут быть увеличенными текстурированными особенностями с размерами порядка размеров микроструктуры.
[0063] На ФИГ. 8 показан пример формирующей системы 800 с использованием роликового профилирования, которая может быть использована для реализации примеров, описанных в настоящем документе. Пример системы 800 для роликового профилирования содержит ролик 802 с формирующими субмикроструктуру желобами 804. В показанном на ФИГ. 8 примере система 800 для роликового профилирования используется для формирования (например, рифления) субмикроструктур (например, субмикроструктур типа "глаз мотылька", ребер субмикроструктур и т.п.) 808 на ребрах 809 микроструктуры (например, риблете) 810.
[0064] Во время работы системы 800 для роликового профилирования микроструктура 810 перемещается в направлении, в целом указанном стрелкой 812, в то время как ролик 802 вращается в направлении, в целом указанном стрелкой 814. В этом примере формирующие "глаз мотылька" конструкции для формирования субмикроструктур 808 на ребрах 809 находятся внутри желобов 804 (например, обрабатывающие формы и/или конфигурации, используемые для формирования субмикроструктур 808), которые также имеют дополняющие углубления для приема ребер 809. Формирующие "глаз мотылька" конструкции в пазах 804 могут иметь различный размер, например, для формирования небольших субмикроструктур вблизи кончика ребер 809 микроструктуры и формирования увеличенных субмикроструктур в другом месте на ребрах 809 микроструктуры (как показано на ФИГ. 3). В некоторых примерах сила, приложенная к микроструктуре 810 посредством ролика 802, регулируется, чтобы изменять степень, до которой субмикроструктуры 808 могут быть сформированы на микроструктуре 810. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации линейная скорость, с которой микроструктура 810 перемещается относительно системы 800 для механической обработки, и/или частота вращения ролика 802 регулируются, чтобы управлять способом формирования субмикроструктур 808 на микроструктуре 810 и/или степени, до которой субмикроструктуры 808 могут быть сформированы на микроструктуре 810. В некоторых примерах поверхность 802 ролика может иметь, структуры 816 для формирования (например, профилирования) субмикроструктур (например, ребер) в области 818 основания микроструктуры между ребрами 809 микроструктуры.
[0065] На ФИГ. 9 показан пример формирующей системы 900, который также может быть использован для реализации примеров, описанных в настоящем документе. Пример формирующей системы 900 содержит профилирующий станок 902, на котором установлены центрирующие приспособления 904. Каждое из центрирующих приспособлений 904 содержит формирующие ролики (например, суженные профилирующие ролики) 906, 908 для формирования (например, выдавливания) субмикроструктур на микроструктуре 910.
[0066] При использовании формирующая система (например, система вспомогательного процесса) 900 в показанном на чертеже примере формирует субмикроструктуры на микроструктуре 910, в то время как микроструктура 910 экструдируется в направлении, в целом указанном стрелкой 912. В этом примере микроструктура 910 является риблетой (например, подложкой риблеты), которую изготавливают экструдированием. Во время работы профилирующий станок 902 может перемещаться в восходящем или нисходящем направлении, в целом указанном двойной стрелкой 916. Для формирования и/или добавления субмикроструктур на микроструктуре 910 ролики 906, 908 в показанном на чертеже примере вращаются в направлении, в целом указанном стрелками 920, 922 соответственно.
[0067] На ФИГ. 10 показан подробный вид примера формирующей системы 900, показанной на ФИГ. 9. Как указано выше, ролики 906, 908 формируют субмикроструктуры на микроструктуре 910. Во время вращения роликов 906, 908 и перемещения микроструктуры 910 относительно роликов 906, 908 поверхностные особенности 1006 используются для тиснения субмикроструктур 1008 на микроструктуре 910. В частности, поверхностные особенности 1006 могут включать субмикроструктуры типа "глаз мотылька" и/или формирующие "глаз мотылька" конструкции, или любые другие соответствующие формирующие субмикроструктуру конструкции (например ребра) для тиснения субмикроструктур 1008 на микроструктуре 910. В некоторых примерах высоты субмикроструктур 1008 могут изменяться вдоль экструдированной глубины микроструктуры 910 путем перемещения роликов 906, 908 (например, вверх или вниз, вбок) или изменения давления относительно микроструктуры 910 при ее перемещении относительно формирующей системы 900. В этом примере каждое ребро микроструктуры 910 отделено от соседнего приблизительно на 50-100 мкм, как указано размером 1010, высота каждого ребра составляет приблизительно 30-60 мкм, как указано размером 1012, и каждое ребро имеет ширину в основании приблизительно 5-30 мкм, как указано размером 1014. В этом примере разделяющий промежуток между пиками соседних ребер микроструктуры 910 составляет приблизительно 75-100 мкм. Вышеуказанные размеры и/или параметры являются только примерами и могут изменяться в зависимости от случая применения, свойств текучей среды, в которой перемещается транспортное средство, и/или в зависимости от прогнозируемых эксплуатационные характеристик окружающей среды и т.п.
[0068] На ФИГ. 11 представлен пример блок-схемы способа, который может быть использован для осуществления вариантов реализации, описанных в настоящем документе. В данном примере способ начинается с этапа 1100, на котором микроструктуру (например, микроструктуры 300, 400, 600, 700, 910) формируют (например, экструдированием и/или механической и обработкой) и подготавливают к приему субмикроструктур на одну или большее количество поверхностей микроструктуры. В этом примере субмикроструктуры добавляют к микроструктуре, чтобы уменьшить видимость и/или бликование микроструктуры.
[0069] На этапе 1104 выравнивают инструмент относительно поверхности микроструктуры. Например, роликовый формирующий цилиндр, такой как цилиндр 802, выравнивают относительно микроструктуры (например, микроструктуры 806). Инструмент согласно показанному на чертеже варианту реализации может быть выровнен с использованием визуального средства и/или путем механического смещения (например, путем подпружинивающей силы, действующей в направлении к микроструктуре при ее экструдировании и т.п.)- В некоторых примерах микроструктуру перемещают и/или размещают с должным выравниванием относительно инструмента. В других примерах ролики для механической обработки (например, ролики 906, 908) профилирующего станка, такого как профилирующий станок 902, выравнивают с использованием визуального и/или механического средства относительно микроструктуры при ее экструдировании (например, в поточном вспомогательном процессе формирования субмикроструктуры).
[0070] Затем, на этапе 1106 инструмент формирует субмикроструктуры на микроструктуре. В этом примере субмикроструктуры формируют на микроструктуре путем тиснения. В некоторых примерах силу, приложенную профилирующим инструментом, изменяют, чтобы регулировать глубину рельефа микроструктуры. В некоторых примерах скорость перемещения микроструктуры вдоль поточной линии и/или частоту вращения профилирующего ролика (например, ролика 802) изменяют, чтобы управлять степенью, до которой субмикроструктуры должны быть нанесены на микроструктуру.
[0071] На этапе 1108 проверяют субмикроструктуры. В некоторых примерах используют контрольно-измерительную систему, такую как система на основе камеры, для проверки правильности нанесения субмикроструктур на микроструктуру (например, путем визуальной проверки). В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации определяют и/или проверяют степень, до которой субмикроструктуры должны быть нанесены (например, выдавлены) на микроструктуру (например, определяют площадь профилированной поверхности микроструктуры, высоту и/или глубину субмикроструктур и т.п.).
[0072] Затем, на этапе 1110 определяют, следует ли добавлять дополнительные субмикроструктуры. Это может быть определено, например, путем определения, какое количество микроструктуры экструдированы и/или какое количество микроструктур могут быть экструдированы. Если на этапе 1110 определено, что должны быть добавлены дополнительные субмикроструктуры, управление способом передают к этапу 1100 и повторяют процесс. Если на этапе 1110 определено, что дополнительные субмикроструктуры не должны быть добавлены, на этапе 1112 способ завершают.
[0073] Несмотря на то, что в настоящем документе описаны некоторые конкретные примеры способов, устройства и готовые изделия, объем защиты настоящего изобретения не ограничен ими. Напротив, настоящее изобретение охватывает все способы, устройство и готовые изделия, справедливо попадающие объем его защиты, определенный в пунктах приложенной формулы. Не смотря на то, что в настоящем документе описаны воздушные летательные аппараты, предложенные способы и устройство могут быть применены к другим транспортным средствам, морским судам, аэродинамическим конструкциям и т.п.
1. Текстурированная наружная поверхность, содержащая:
аэродинамическую микроструктуру на наружной поверхности транспортного средства и
субмикроструктуры, наложенные на аэродинамическую микроструктуру и размещенные на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения,
причем расстояния между субмикроструктурами составляют приблизительно длину волны видимого света.
2. Текстурированная наружная поверхность по п. 1, в которой аэродинамическая микроструктура содержит риблету воздушного летательного аппарата.
3. Текстурированная наружная поверхность по п. 2, в которой риблета имеет относительно небольшие субмикроструктуры вблизи кончика риблеты и относительно увеличенные субмикроструктуры вблизи желоба риблеты.
4. Текстурированная наружная поверхность по п. 1, в которой поверхности субмикроструктур покрыты отражающим покрытием.
5. Текстурированная наружная поверхность по п. 1, в которой расстояния между субмикроструктурами составляют примерно между 0,4 мкм и 0,7 мкм.
6. Текстурированная наружная поверхность по п. 1, дополнительно содержащая цветовой слой рядом с аэродинамической микроструктурой.
7. Способ выполнения текстурированной наружной поверхности, включающий этапы, согласно которым:
выполняют субмикроструктуры на аэродинамической микроструктуре и
размещают субмикроструктуры на расстоянии друг от друга, чтобы уменьшить отражения,
причем расстояния между субмикроструктурами составляют приблизительно длину волны видимого света.
8. Способ по п. 7, согласно которому выполнение субмикроструктур включает механическую обработку аэродинамической микроструктуры, литье или экструдирование субмикроструктур на аэродинамической микроструктуре.
9. Способ по п. 7, согласно которому выполнение субмикроструктур включает тиснение субмикроструктур на аэродинамической микроструктуре.
10. Способ по п. 7, согласно которому выполнение субмикроструктур включает механическую обработку или тиснение микроструктуры.
11. Способ по п. 7, дополнительно включающий выравнивание инструмента, чтобы выполнить субмикроструктуры на аэродинамической микроструктуре, при этом выполнение субмикроструктур осуществляют посредством указанного инструмента.
12. Способ по п. 7, согласно которому расстояния между субмикроструктурами составляют примерно между 0,4 мкм и 0,7 мкм.
