CN102114911A - 双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置，包括双圆弧滑轨、滑轮、托架和襟翼；襟翼下方连接托架，托架连接滑轮，滑轮位于双圆弧滑轨中滑轨槽中，使得双圆弧滑轨能够在滑轮上滑动；双圆弧滑轨包括连接件、第一圆弧滑轨段、直线段滑轨段、第二圆弧滑轨段和滑轨槽，连接件用于双圆弧滑轨与飞机的机翼进行连接，连接件、第一圆弧滑轨段、直线段滑轨段、第二圆弧滑轨段顺序连接，形成具有双圆弧的滑轨，滑轨中间开有滑轨槽，直线段滑轨段用来光滑过渡第一圆弧滑轨段和第二圆弧滑轨段。本发明襟翼的位置由滑轨决定，在有限的空间内相对于其他机构能实现较大的后退量和偏角，提高飞机在起飞和降落时的升阻比。

Description

双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置

技术领域

本发明属于航空结构领域，具体涉及一种双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置。

背景技术

襟翼在各种飞机上普遍应用，它可以在短时间内增加飞机升力，主要用在飞机起降过程和特殊紧急情况。多缝富勒襟翼在襟翼舵面偏转的同时发生较大幅度的后退，增加机翼整体弯度和机翼面积，通过缝隙气流改善附面层状况，因而得到加大的升力增量。它的增升效果与其它类型襟翼相比具有很大优越性，已经在国外许多大中型运输机上得到应用，而且国外对我国在这一领域进行严格的技术封锁。在国内，由于运输机研制发展相对落后，富勒襟翼运动机构这一领域的自主研究尚属空白。目前国内航空业的发展对大型运输机的需求变得越来越紧迫，而研制大型运输机的关键技术之一——富勒襟翼运动机构的设计方法必须得到解决。

一种最基本的空间刚体引导机构为RSSR机构，如图1所示：它是最简单的空间刚体引导机构之一，分析可知机构的自由度数为2，杆L₂具有1个局部自由度，总的机构自由度数，仍为1，决定整个机构状态的一个参数是杆L₁或者杆L₃的转角。且两个转角的关系是一一对应的，二者可用三角数表示。由图1可知杆L₂为一个轴对称刚体，显然襟翼不是一个轴对称刚体，为了使杆L₂能够准确代替后缘襟翼的运动，将原机构中一个球铰副用两个旋转副替换，如图2所示：上图所示机构于RSSR机构运动形式完全相同，只是取消了一个局部自由度。此机构已经可以作为襟翼引导机构。但是这种形式两个旋转轴通过两杆交于一点，这在实际工程应用很难实现。所以参考B737飞机后缘襟翼主襟翼运动机构对该机构进行进一步改进。改进机构如图3所示：分析上图所示运动机构，它由5个活动的连杆及6个转动副组成。且如果我们放开F点沿该处旋转轴方向的滑动，它也不会产生该方向的运动。所以其自由度为

F＝6×5-6×5+1＝1

由此可知该机构有唯一确定的运动，当该机构应用于襟翼引导机构时，应使得AB//FC。

由富勒襟翼运动的特点可以知道，襟翼要实现这样的运动襟翼不仅要产生偏转，同时也要产生后退量。通常可以通过两种方法实现这一运动。第一种方法将襟翼旋转轴布置于翼面下方一定距离处，此时襟翼的大半径圆弧运动即可产生足够的后退量。另一种方法是将襟翼旋转轴置于襟翼安装点前方一定距离，使其先完成后退运动再完成向下偏转运动。从这两点出发，实现襟翼富勒运动的具体型式有：铰链式、四连杆机构式以及滑轨滑轮架式。

现有的三种福勒襟翼机构有它们的优点，但有些不足之处：

圆弧滑轨的优点是结构简单，但是滑轮架在其上运动不容易发生卡滞。但是由于只有一个半径，相当于图三机构中，AB、CF杆的尺寸确定，只能引导襟翼准确到达两个站位。

非圆弧滑轨一般为直线+弧线滑轨，这种滑轨的半径可变，所以可以使襟翼在到达所要求的三个站位，但是由于其轨道形状复杂容易发生卡滞。

螺旋线滑轨能很好的实现各位置的空间引导，但是其加工复杂，成本很高，只被少数机型采用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能使襟翼实现富勒式运动的机械结构。富勒襟翼的主要特点是在襟翼发生偏转的同时还要产生后退，襟翼放下时不仅改变了机翼的弯度，而且同时增大了机翼的有效面积，加上缝隙对气流和机翼表面压力分布产生的影响，所以增升效果非常好。

本发明的一种双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置，包括双圆弧滑轨、滑轮、托架和襟翼；

襟翼下方连接托架，托架连接滑轮，滑轮位于双圆弧滑轨中滑轨槽中，使得双圆弧滑轨能够在滑轮上滑动；双圆弧滑轨包括连接件、第一圆弧滑轨段、直线段滑轨段、第二圆弧滑轨段和滑轨槽，连接件用于双圆弧滑轨与飞机的机翼进行连接，连接件、第一圆弧滑轨段、直线段滑轨段、第二圆弧滑轨段顺序连接，形成具有双圆弧的滑轨，滑轨中间开有滑轨槽，直线段滑轨段用来光滑过渡第一圆弧滑轨段和第二圆弧滑轨段

本发明的优点在于：

(1)襟翼后退量大，偏角大。襟翼的位置由滑轨决定，在有限的空间内相对于其他机构能实现较大的后退量和偏角，提高飞机在起飞和降落时的升阻比。

(2)起飞着落两个位置分别在两个圆弧轨道上，因此互不干扰。

(3)设计简单，滑轨的设计数据直接来源于飞机起飞降落时襟翼的几个位置形成的轨迹，不像四连杆机构还得进行复杂的计算和设计，简化了四连杆机构，结构紧凑，整流罩面积小。

附图说明

图1是背景技术的RSSR机构示意图；

图2是背景技术的RSSR改进机构示意图；

图3是背景技术的跟据B737改进后襟翼运动机构简图；

图4是本发明的结构示意图；

图5是本发明的双圆弧滑轨结构示意图；

图6是本发明的襟翼收起状态；

图7是本发明的飞机起飞时襟翼的位置；

图8是本发明的飞机降落时襟翼的位置。

图中：

1为滑轨，2为滑轮，3为托架，4为襟翼，100为连接件，101为第一圆弧滑轨段，102为直线段滑轨段，103为第二圆弧滑轨段，104为滑轨槽。

具体实施方式

下面将结合附图和实施实例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置，利用滑轨进行引导，襟翼能运动到气动所要求达到的三个位置而不发生卡滞，如图4所示，所述装置包括双圆弧滑轨1、滑轮2、托架3和襟翼4。

双圆弧滑轨1如图5所示，包括连接件100、第一圆弧滑轨段101、直线段滑轨段102、第二圆弧滑轨段103和滑轨槽104，连接件100用于双圆弧滑轨1与飞机的机翼进行连接，连接件100、第一圆弧滑轨段101、直线段滑轨段102、第二圆弧滑轨段103顺序连接，形成具有双圆弧的滑轨，滑轨中间开有滑轨槽104。直线段滑轨段102用来光滑过渡第一圆弧滑轨段101和第二圆弧滑轨段103。

襟翼4下方连接托架3，托架3连接滑轮2，滑轮2位于滑轨槽104中，使得双圆弧滑轨滑轨1能够在滑轮2上滑动。

本发明的双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置，主要是由双圆弧滑轨1控制襟翼4运动过程的3个位置状态，为收起状态、起飞状态、降落状态。

收起状态如图6所示，此时襟翼的处在收起位置，襟翼的偏角为0度，为位置A。

起飞状态如图7所示，起飞状态为机翼的升阻比最大时襟翼4的位置，此时襟翼的偏角增大，福勒运动量随着增大，为位置B。

降落状态如图8所示，降落状态为机翼的升力和阻力都最大时襟翼4的位置，此时襟翼位置达到极限状态，襟翼偏角和福勒运动量都达到最大，为位置C。

襟翼4完全放出一次的运动过程就是从位置A到达位置B，再到达位置C，襟翼收回则相反。襟翼在这3个位置的所有参数原则上由气动设计选取，而在3个位置之间的其它中间位置则由所得到的机构运动规律所决定。具体为：飞机在起飞的时候因为速度低，重量大，然而机场要求跑道不能太长，所以此时机翼必须提供最大的升力来平衡重力达到起飞要求，反映到机翼设计上就需要此时在增升装置打开到位置B的时候机翼有最大的升阻比。而飞机在降落的时候同样存在飞行速度低的问题，飞机的升力与飞行速度成正比，故此时后缘襟翼需要产生最大的升力，即机翼在位置C的升力系数达到最大，而飞机由巡航高速飞行到低速着落，需要减速，此时襟翼展开的位置C还要能提供足够大的阻力，使飞机减速。总结起来就是位置C所需要满足的气动要求是使机翼在着落的时候有最大的升力和阻力。

襟翼4运动过程按工作要求分为两大阶段，第1阶段是襟翼从位置A放下到位置B，这个阶段主襟翼相对于固定机翼按某种规律向给定位置运动，由于位置B为起飞状态，对增升效果要求严格，所以气动给出的参数比较重要，气动设计所给出的各参数应当尽可能完全满足。此时由机翼产生的升力和阻力的比值最大。气动性能最优，满足飞机在起飞时所需的大升力和尽量小的阻力的要求。第2阶段是襟翼4从位置B放下到位置C，襟翼4的各个参数进一步变化，达到机构所允许的极限。此时机翼获得的升力和阻力达到最大值。有利于飞机在降落时对升力的要求和达到降低飞机速度的作用。

Claims (1)

1.一种双圆弧滑轨的滑轨滑轮式结构增升装置，其特征在于，包括双圆弧滑轨、滑轮、托架和襟翼；

襟翼下方连接托架，托架连接滑轮，滑轮位于双圆弧滑轨中滑轨槽中，使得双圆弧滑轨能够在滑轮上滑动；双圆弧滑轨包括连接件、第一圆弧滑轨段、直线段滑轨段、第二圆弧滑轨段和滑轨槽，连接件用于双圆弧滑轨与飞机的机翼进行连接，连接件、第一圆弧滑轨段、直线段滑轨段、第二圆弧滑轨段顺序连接，形成具有双圆弧的滑轨，滑轨中间开有滑轨槽，直线段滑轨段用来光滑过渡第一圆弧滑轨段和第二圆弧滑轨段。

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