CN103963960A - 一种半刚性充气式自动展收机翼 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半刚性充气式自动展收机翼变体方案，属于飞行器设计领域。刚性变体机翼作动机构重量大；充气机翼结构刚度强度性能差。与刚性变体机翼方案相比，本发明采用充气机翼(10)，结构质量轻，适合快速变形、展开；与常规的沿展向展开的充气机翼相比，结构设计有主梁(9)，满足了大展弦比机翼的刚度强度的要求，可提高全机升阻比；相较于传统充气机翼沿展向展开的方式，本方案展开方向为翼型的弦向，展开更为迅速，未充气时，薄膜(10)紧贴主梁(9)，折叠时主梁(9)能够完全嵌入机身(3)的保形槽(8)中；机翼的展开、收起与充气均通过储存于高压气瓶(1)中的高压气体来完成，简化了方案的变体系统。

Description

一种半刚性充气式自动展收机翼
技术领域
本发明涉及一种半刚性机翼变体方式，具体设计一种有能旋转展开收起主梁的可弦向充气的新型机翼，属于飞行器设计领域。
背景技术
许多飞行器需要采用变体技术以适应不同的飞行、储存状态。在采用折叠机翼、伸缩机翼等刚性机翼变形技术时，由于机翼质量大，所需作动器体积质量大，对飞行性能影响大；常规的充气机翼有结构刚度强度性能差等缺点：当机翼采用大展弦比构型时，在大翼载荷情况下，由于充气机翼刚度差，造成机翼变形严重，大大降低气动效率与操作能力，而为了追求较好的结构刚度，又采用增加翼型厚度的方法，这又带来了额外的阻力；同时充气时膨胀方向为翼展方向，展开速度慢。
发明内容
为了克服上述现有变体方式的不足，本发明提供了一种半刚性充气式自动展收机翼方案。该发明通过采用加装旋转展开收起主梁等方式，使变体机构的重量、刚度等得到平衡。
本发明具有以下有益效果：本方案中的半刚性充气式自动展收机翼结构设计有主梁，满足了大展弦比机翼的刚度强度的要求，提高了升阻比，这对于提高方案的航程与航时至关重要；同时结构重量轻、作动机构质量轻，全机总重易控制；相较于传统充气机翼沿展向展开的方式，本方案展开方向为翼型的弦向，充气时展开更为迅速；未充气时，机翼薄膜紧贴翼梁，这样就保证了折叠时翼梁能够完全嵌入机身的保形槽中，而刚性变体方式一般会侵占较多的机体体积，对结构设计、维护等带来问题。机翼的展收与充气均通过高压气体来完成，简化了方案的变体系统，方便了能源管理等问题，提高了方案的可行性。
附图说明
图1为半刚性充气式自动展收机翼展开状态示意图
图2为半刚性充气式自动展收机翼收起状态示意图
图3为半刚性充气式自动展收机翼变体过程示意图
图4为半刚性充气式自动展收机翼变体过程A-A处剖面示意图
图5为半刚性充气式自动展收机翼轴测示意图
其中：1-高压气瓶、2-气泵、3-机身(局部)、4-气源控制单元、5-活塞1、6-活塞2、7-机翼转点、8-机身上的保形槽、9-主梁、10-充气机翼薄膜、11-活塞2的伸长控制气管、12-活塞1的伸长控制气管、13-活塞1的缩短控制气管、14-活塞2的缩短控制气管、15-充气机翼充气气管、16-充气机翼抽气气管。
具体实施方式
下面结合附图1-3，对本发明进行进一步详细说明。
本发明的提出的半刚性充气式自动展收机翼主要包含以下三个部分：半刚性充气式机翼；作动活塞；储气罐、气泵及控制管理装置。其中活塞均为双向充气活塞，高压气瓶储存高压气体，气泵能为其补充气体。
当半刚性充气式自动展收机翼处于展开状态时，充气机翼薄膜(10)呈膨胀状态，主梁(9)处于展开状态，活塞1(5)处于伸长状态，活塞2(6)处于收缩状态，为图1状态。
当要收起机翼时，气泵(2)通过充气机翼抽气气管(16)抽取处于膨胀状态的充气机翼薄膜(10)的空气，使其快速收缩，同时为高压气瓶(1)补充气体；气源控制单元(4)控制高压气通过活塞1的伸长控制气管(12)和活塞2的缩短控制气管(14)向活塞1(5)、活塞2(6)注气，使得活塞1(5)伸长、活塞2(6)缩短，从而将主梁绕机翼转点(7)旋转收容至保形槽(8)内，完成向收起状态(图2)的转变。
当半刚性充气式自动展收机翼处于收起状态时，充气机翼薄膜(10)呈收缩状态，主梁(9)处于收起状态，位于保形槽(8)内，活塞1(5)处于伸长状态，活塞2(6)处于状收缩态，为图2状态。
当要展开机翼时，气泵(2)为高压气瓶(1)补充气体；气源控制单元(4)控制高压气通过充气机翼充气气管(15)为充气机翼薄膜(10)的充气，使其快速膨胀；通过活塞1缩短的控制气管(13)和活塞2的伸长控制气管(11)向活塞1(5)、活塞2(6)注气，使得活塞1(5)缩短、活塞2(6)伸长，从而将主梁(9)绕机翼转点(7)撑开至展开位置，完成向展开飞行状态(图1)的转变。
展开与收起状态的相互转换过程示意图见图3。

Claims (3)

1.一种半刚性充气式自动展收机翼，其特征在于拥有主梁(9)结构，主梁(9)连接有两个双向充气活塞(5、6)，翼面为可充放气的薄膜(10)构成，能够通过充气使得活塞(5、6)伸长或者缩短实现机翼快速展收。
2.根据权利要求1所述的半刚性充气式自动展收机翼，其特征在于处于收起状态时，充气机翼薄膜(10)紧贴于主梁(9)上，主梁(9)收于机身(3)保形状槽(8)内。
3.根据权利要求1所述的半刚性充气式自动展收机翼，其特征在于整套控制系统包括高压气瓶(1)、气泵(2)以及气源控制单元(4)组成，结构简单，易于管理。
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