CN103192982A - 一种可变w形、m形及平直翼的变体机翼 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼，它包括内侧可变形框架、外侧可变形框架、刚性前缘、刚性后缘、可变刚度蒙皮、作动装置、机械联动装置、挂载架、机身翼梁、翼肋和小可变刚度蒙皮，内侧可变形框架与外侧可变形框架铰接，内侧可变形框架与机身铰接，内侧可变形框架与外侧可变形框架的连接处设有机械联动装置，内侧可变形框架上设有作动装置，外侧可变形框架靠近机身的一侧设有挂载架，内侧可变形框架与外侧可变形框架的连接处设有可变刚度蒙皮。本发明采用简单的结构实现了机翼平面形状和机翼面积的同步变化，使飞行器能够适应不同飞行任务的需求，与传统可变后掠翼相比，且能够承受更大的过载，对飞行器机动性的提高提供了可能。

Description

一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种可变W形/M形及平直翼的变体机翼。 

背景技术

为了使飞行器适应不同的飞行任务，具备短距起降、高速巡航等多重功能，国际上已经提出了变体飞行器的概念，通过改变升力体的面积和形状以针对不同的飞行状态优化飞行性能。 

如美军F-14可变后掠翼战斗机，能够在高速飞行时增大机翼的后掠角。但该类变体飞行器由于机翼进行整体转动，导致机翼上难以布置挂载；并且变体过程中飞行器稳定度变化较大，导致飞行器在一些工作条件下的安定性和配平阻力发生较大变化；此外，由于机翼转轴处应力集中，且要承受较大的变体驱动力，因此提高了结构重量。 

又如MFX-1无人机，能够在改变机翼后掠角的同时较大程度地改变机翼面积。与F-14相似，该类变体飞行器通常也需要较大的变体驱动力，当采用智能材料作为变体作动装置时，其劣势更加明显。 

在另一方面，1950年NACA的研究对比了M形翼、W形翼和后掠翼的性能。研究表明，在阻力特征方面，低速下W形翼的阻力略小于相同面积及角度的M形翼，大于相同面积及角度的后掠翼，而1.05马赫以上M形翼与W形翼阻力几乎相同，1.2马赫以上三种翼型阻力几乎相同；此外，1.1马赫以上有单一挂载的M形翼的阻力低于有相同挂载的后掠翼。在结构刚度方面，M形翼和W形翼优于后掠翼。 

发明内容

本发明的目的在于提高现有变体飞行器的飞行性能和适用性，使飞行器能够在飞行过程中根据不同的飞行任务进行变体，以适应短距起降、低速大迎角机动和超音速巡航的不同需求。 

本发明的目的是这样实现的：一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼，包括内侧可变形框架、外侧可变形框架、刚性前缘、刚性后缘、可变刚度蒙皮、作动装置、机械联动装置、挂载架、机身翼梁、翼肋和小可变刚度蒙皮，内侧可变 形框架与外侧可变形框架由可变刚度蒙皮、翼梁和翼肋组成，内侧可变形框架与外侧可变形框架铰接，内侧可变形框架与机身铰接，内侧可变形框架与外侧可变形框架的前侧与刚性前缘连接，内侧可变形框架与外侧可变形框架的后侧与刚性后缘连接，内侧可变形框架与外侧可变形框架的连接处设有机械联动装置，内侧可变形框架上设有作动装置，外侧可变形框架靠近机身的一侧设有挂载架，内侧可变形框架与外侧可变形框架的连接处设有小可变刚度蒙皮。 

本发明还有这样一些技术特征：所述的内侧可变形框架与外侧可变形框架能在所述作动装置的驱动下向前、后方向变形，形成外侧翼前略、内侧翼后掠的W形翼，或外侧翼后掠、内侧翼前略的M形翼。 

所述的机械联动装置使内侧可变形框架变形时，所述的外侧可变形框架向相反方向做相应变形，每侧所述机翼的自由度为。 

所述两段刚性前缘的衔接处边缘倾斜，形成三角形缺口，使机翼能够进行W形变形。 

所述二段刚性后缘的衔接处边缘倾斜，形成三角形缺口，使机翼能够进行M形变形。 

本发明采用简单的结构实现了机翼平面形状和机翼面积的同步变化，使飞行器能够适应不同飞行任务的需求，与传统可变后掠翼相比，且能够承受更大的过载，对飞行器机动性的提高提供了可能。 

附图说明

图1为本发明结构示意图； 

图2为本发明所述的M形变形示意图； 

图3为本发明所述的W形变形示意图。 

具体实施方式

下面结合上说明书附图对本发明作进一步说明： 

1)变体流程 

当飞行器处于起飞、降落阶段时，所述变体机翼变体为平直翼，以增大机翼面积；当飞行器进行低速巡航及格斗时，所述变体机翼变体为W形，以提高机动性能及机翼的强度、刚度；当飞行器进行超音速巡航时，所述变体机翼变体为M形，以降低阻力，提高机翼的强度、刚度。 

2)变体形式 

当该变体机翼变体时，内侧可变形框架1在作动装置6的驱动下变形，展长为内侧可变形框架1的2.41倍的外侧可变形框架2在机械联动装置7的作用下向相反方向变形相同角度，实现平直翼型到W或M形翼的变体。 

3)变体所需的结构与作动、联动装置 

内侧可变形框架1和外侧可变形框架2包括：沿展向分布的多个翼梁10，以及沿弦向分布的多个翼肋11，其与翼梁10通过合页链接为平行四边形框架，其中内侧可变形框架1和外侧可变形框架2之间的翼肋为公用翼肋；翼梁10由二段铰接而成，其外段长度为内段长度的2.41倍，一共有三个翼梁10。内侧可变形框架1由三个翼梁10的内侧及二个翼肋11铰接而成，其外侧可变形框架2由三个翼梁10的外侧及6个翼肋11铰接而成，使二个可变形框架可在机翼平面上进行变形。 

内侧可变形框架1的翼梁10的内侧末端与机身9铰接，使机翼弯矩能够传递至机身9且机翼其变形不受影响。 

两段刚性前缘3与前侧翼梁10的前侧固定，二段之间有缺口，缺口上覆盖有能够承载气动力的小可变刚度蒙皮12，保证变体前后及变体过程中气动外形的稳定和高效。 

在后侧翼梁10内段的外侧末端和中部翼梁10外段的内侧末端上装有联动装置7，为具有标准啮合的二个等分度圆齿廓的凸台。为了防止凸台的运动与翼肋11干涉，在翼肋11上开有通槽，使联动装置7能够在其中通过。至此，该变体机翼的自由度为1。 

在后侧的二个翼梁10之间，内侧的二个翼肋11之间沿平行四边形的对角线装有作动装置6，为气缸，可使内侧平行四边形可变形框架1变形，并通过联动装置7带动外侧平行四边形可变形框架2做等角度变形。 

在两个可变形框架的上表面及下表面覆盖有可变刚度蒙皮5，在不影响变体机翼变形的情况下保证气动外形的稳定并承载气动力。 

Claims (5)

1.一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼，包括内侧可变形框架(1)、外侧可变形框架(2)、刚性前缘(3)、刚性后缘(4)、可变刚度蒙皮(5)、作动装置(6)、机械联动装置(7)、挂载架(8)、机身(9)、翼梁(10)、翼肋(11)和小可变刚度蒙皮(12)，其特征在于：内侧可变形框架(1)与外侧可变形框架(2)由可变刚度蒙皮(5)、翼梁(10)和翼肋(11)组成，内侧可变形框架(1)与外侧可变形框架(2)铰接，内侧可变形框架(1)与机身(9)铰接，内侧可变形框架(1)与外侧可变形框架(2)的前侧与刚性前缘(3)连接，内侧可变形框架(1)与外侧可变形框架(2)的后侧与刚性后缘(4)连接，内侧可变形框架(1)与外侧可变形框架(2)的连接处设有机械联动装置(7)，内侧可变形框架(1)上设有作动装置(6)，外侧可变形框架(2)靠近机身的一侧设有挂载架(8)，内侧可变形框架(1)与外侧可变形框架(2)的连接处设有小可变刚度蒙皮(12)。 

2.根据权利要求1所述的一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼，其特征在于：所述的内侧可变形框架(1)与外侧可变形框架(2)能在所述作动装置(6)的驱动下向前、后方向变形，形成外侧翼前略、内侧翼后掠的W形翼，或外侧翼后掠、内侧翼前略的M形翼。 

3.根据权利要求1所述的一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼，其特征在于：所述的机械联动装置(7)使内侧可变形框架(1)变形时，所述的外侧可变形框架(2)向相反方向做相应变形，每侧所述机翼的自由度为1。 

4.根据权利要求1所述的一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼，其特征在于：所述两段刚性前缘(3)的衔接处边缘倾斜，形成三角形缺口，使机翼能够进行W形变形。 

5.根据权利要求1所述的一种可变W形、M形及平直翼的变体机翼，其特征在于：所述二段刚性后缘(4)的衔接处边缘倾斜，形成三角形缺口，使机翼能够进行M形变形。 

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