CN102442427A - 襟翼等比相似运动保障机构 - Google Patents

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张国颂
吴自珍
孔令军
王强
赵明
王亮
刘敏
赵海超
屈华山
黄志军
蔡建炜
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Abstract

本发明公开一种襟翼等比相似运动保障机构，襟翼安装有滑轨，摇臂由短臂和长臂组成，摇臂的短臂与长臂拐角处设置有轴孔，转轴穿于摇臂的轴孔内固定于支座，二力拉杆一端连接襟翼，另一端通过插销与摇臂长臂连接，拉杆的二端与二摇臂的短臂相互连接呈平行四边形。本发明可以大幅提高飞机襟翼收放运动机构的可靠性，提高襟翼收放运动轨迹的精度；机构简单实用便于在狭小的机翼后缘内部空间内实现。

Description

襟翼等比相似运动保障机构
技术领域
本发明涉及襟翼结构设计，特别涉及襟翼等比相似运动保障机构。
背景技术
飞机起飞降落过程中襟翼的运动形式比较复杂，运动轨迹中包括平移和转动，有时还包括轴向运动，而且不同襟翼转轴上的点的运动长度不等，这种运动可以称为“等比运动”或“相似运动”。襟翼设计中保证襟翼的运动轨迹的准确性和可靠性往往是襟翼运动机构的关键。
    如图1所示，传统的飞机的结构设计中，为了保证襟翼按设计状态的运动轨迹运动，往往根据襟翼的理论运动轨迹设计2到3个运动滑轨，用滑轨来保证襟翼的运动。这种结构型式简单，能够保证飞机襟翼运动轨迹的准确性；但是由于襟翼转轴在不同滑轨上单位时间内滑动距离不等，滑轨受到转轴的载荷也不相等，运动轨迹也过于复杂，往往会出现襟翼卡死，操作状态不到位。特别是在高速飞机上，襟翼载荷比较大，非常容易出现襟翼卡死，这种简单的襟翼运动机构已经不能满足设计需要。
发明内容
    本发明的目的是：利用相似三角形的等比缩放的原理来保证飞机襟翼的等比相似运动轨迹，解决襟翼卡死和操作状态不到位的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是，襟翼等比相似运动保障机构，襟翼安装有滑轨，摇臂由短臂和长臂组成，摇臂的短臂与长臂拐角处设置有轴孔，转轴穿于摇臂的轴孔内固定于支座，二力拉杆一端连接襟翼，另一端通过插销与摇臂长臂连接，拉杆的二端与二摇臂的短臂相互连接呈平行四边形。
所述二力拉杆与摇臂长臂连接的一端设有凸块。
    本发明的优点是：可以大幅提高飞机襟翼收放运动机构的可靠性，提高襟翼收放运动轨迹的精度；机构简单实用便于在狭小的机翼后缘内部空间内实现。
附图说明
图1是传统低速飞机的襟翼机构简图。
图2是本发明的襟翼等比传动机构示意图。
图3是本发明襟翼完全收起时机构的状态示意图。
图4是本发明襟翼完全展开时机构的状态示意图。
图5是本发明的具体应用结构示意图。
图6是图5中A处结构示意图。
图中：1-拉杆，2-摇臂，21-短臂，22-长臂，3-支座，4-二力拉杆，5-滑轨，6-襟翼，7-插销，8-转轴，9-凸块。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明作进一步说明，参见图2、图5和图6，襟翼等比相似运动保障机构，襟翼6安装有滑轨5，其特征在于，摇臂2由短臂21和长臂22组成，摇臂2的短臂21与长臂22拐角处设置有轴孔，转轴8穿于摇臂2的轴孔内固定于支座3，二力拉杆4一端连接襟翼6，另一端通过插销7与摇臂2长臂22连接，拉杆1的二端与二摇臂2的短臂21相互连接呈平行四边形。
所述二力拉杆4与摇臂2长臂22连接的一端设有凸块9。
实施例：为了保证襟翼的运动流畅，在机翼内部设计一套辅助的保障机构，如图2所示。机构主要由拉杆1、摇臂2和二力拉杆4组成；两个摇臂2的拐角处可绕机翼上转轴8转动；用一根拉杆1将两个摇臂2的短轴21相连；再用两套二力拉杆4将摇臂2的长臂22和襟翼6相连。根据襟翼6上安装的滑轨5的运动轨迹的要求，确定拉杆1和摇臂2的尺寸，但必须保证长臂22、二力拉杆4以及转轴8至二力拉杆4与襟翼6的连接点的连线所形成的两个“三角形”为相似三角形；拉杆1、两个短臂21和机翼上固定转轴8之间的连线所组成的四边形为平行四边形，平行四边形的两个边长分别为拉杆1和短臂21的长度。
如图2中所示，当四边形区开始扭动时，两个三角形的形状发生变化，但两个三角形始终为相似三角形，三角形的两个可移动点的运动轨迹为等比例运动轨迹（相似的运动轨迹），而且运动线路的总长度之比为两个相似三角形的比；这样根据飞机总体技术人员对襟翼6的运动轨迹的要求，确定机构的具体尺寸，在两个相似三角形的等比变化过程中，将会把襟翼6的运动约束为等比相似运动。
用这样一套机构来保证襟翼6不同转轴上点的相似运动的比例，用滑轨5来约束襟翼6不同转轴上点的平移，转角和轴向运动，襟翼6的操作性和可靠性将大幅提高。
襟翼等比相似运动保障机构数学模型：
图3为襟翼完全收起时机构的状态，图4为襟翼完全展开时机构的状态。假设襟翼和机构的连接点的最大平动距离为S n （n =1，2）。
S n 计算公式为：
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE002
，  
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE004
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE006
，  
Figure 59277DEST_PATH_IMAGE004
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE008
， 
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE012
 其中L0和θ为定值，主要取决于机翼局部空间的大小；L1，L2和H1，H2的值主要取决于襟翼的运动轨迹和机翼内部的设计空间。
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE016
为襟翼完全展开时三角形的角度；
Figure 2011104281161100002DEST_PATH_IMAGE018
和为襟翼完全收起时三角形的角度。
襟翼等比相似运动保障机构的具体工艺实现方法和具体应用：
为了将襟翼等比相似运动保障机构应用到工程实例中，需要解决好机构的工艺性和可靠性。图5为襟翼等比传动机构的具体应用状态。
将二力拉杆4设计成长度可以微调小组件来调整生产和装配中产生的误差；二力拉杆4设置有限制机构角度转动范围的凸台，如图6所示。二力拉杆4和拉杆1与摇臂2连接的关节使用了“双列向心球面球轴承”，用来调整拉杆的摆动，消除多余应力。
等比传动机构和机翼固定接头连接处采用了双轴承串联，并在两个轴承间加挡圈保护的设计，提高转动部位的可靠性和承载能力，转轴上的两个轴承提高了转轴的精度和可靠性；机翼支座上的衬套可以将连接件的轴向应力传递给轴承的内环，轴承之间的挡圈又对轴承的内环又起到了支撑作用，挡圈抵消了连接螺栓的轴向应力同时也保护了轴承。提高转动部位的寿命。

Claims (2)

1.襟翼等比相似运动保障机构，襟翼(6)安装有滑轨(5)，其特征在于，摇臂(2)由短臂(21)和长臂(22)组成，摇臂(2)的短臂(21)与长臂(22)拐角处设置有轴孔，转轴(8)穿于摇臂(2)的轴孔内固定于支座(3)，二力拉杆(4)一端连接襟翼(6)，另一端通过插销(7)与摇臂(2)长臂(22)连接，拉杆(1)的二端与二摇臂(2)的短臂(21)相互连接呈平行四边形。
2.根据权利要求1所述的襟翼等比相似运动保障机构，其特征在于，所述二力拉杆（4）与摇臂（2）长臂（22）连接的一端设有凸块（9）。
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