CN104192296A - 可变大倾角的平移式平直翼增升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变大倾角的平移式平直翼增升装置，用于解决现有增升装置增升效率低的技术问题。技术方案是包括主驱动轮、同步带从动轮、同步带、平直翼、滑轨组、调节杆、调节臂、直线电机、固定梁和支架。该装置两侧的主驱动轮、同步带从动轮、滑轨组、直线电机以及固定梁都固定在支架上，调节杆固定在平直翼上，调节臂安装在直线电机上，所有的平直翼通过轴固定在同步带上，相对机身做平移运动，增加平直翼与气流的相对速度，通过改变每片平直翼的调节杆在滑轨中的运动路径，改变平直翼的工作倾角，从而产生不同大小的升力，提高了飞机在不同环境下的增升效率。

Description

可变大倾角的平移式平直翼增升装置
技术领域
本发明涉及一种增升装置，特别是涉及一种可变大倾角的平移式平直翼增升装置。
背景技术
为了减小飞机起飞的滑跑长度或实现垂直起降，通常要在飞机上额外加装增升装置。目前，传统的飞机增升装置均采用旋翼或风扇，翼面或扇叶通过高速旋转产生上下压差，从而为飞机提供额外的升力。
参照图7。文献“申请公布号为CN103448910A的中国专利”公开了一种可垂直起降的高速飞行器。该高速飞行器上的升力风扇利用扇叶的旋转产生升力。升力风扇包括风扇、盖板和导流叶栅，其中导流叶栅不能移动，只起到导流的作用。
螺旋桨类装置作为增升装置，产生升力的效率没有固定翼高，其尺寸和转速受到转轴和桨叶端点速度的限制，可提供的升力受到较大限制，且此类装置提供的前进动力较小。此外，螺旋桨类装置作为增升装置，其本身质量较大，不利于飞机减重。但是飞机的固定翼固定在机身上，相对机身不动，固定翼相对气流速度等于飞机机身相对气流的速度，所以固定翼提供的升力有限，无法产生额外升力，尤其在低速阶段甚至于垂直起降时飞机与来流的相对速度很小，固定翼几乎无法提供升力。
发明内容
为了克服现有增升装置增升效率低的不足，本发明提供一种可变大倾角的平移式平直翼增升装置。该增升装置包括主驱动轮、同步带从动轮、同步带、平直翼、滑轨组、调节杆、调节臂、直线电机、固定梁和支架。该装置两侧的主驱动轮、同步带从动轮、滑轨组、直线电机以及固定梁都固定在支架上，调节杆固定在平直翼上，调节臂安装在直线电机上，所有的平直翼通过轴固定在同步带上，相对机身做平移运动，增加平直翼与气流的相对速度，通过改变每片平直翼的调节杆在滑轨中的运动路径，改变平直翼的工作倾角，从而产生不同大小的升力，提高了飞机在不同环境下的增升效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可变大倾角的平移式平直翼装置，其特点是包括平直翼1、同步带2、滑轨组3、调节杆4、支架5、同步带从动轮6、固定梁7、主驱动轮8、调节臂9和直线电机10。整个装置通过支架5直接安装在飞机上，主驱动轮8和同步带从动轮6通过轴固定在支架5上，主驱动轮8有一对，同步带从动轮6有两组共十二个，一根同步带2环绕在一组同步带从动轮上，主驱动轮8由外部设备驱动，与左侧两个同步带从动轮6啮合一起，驱动左侧两个同步带从动轮6转动，进而驱动同步带2。
每片平直翼1由左右有两个支撑杆，支撑杆嵌入同步带中用小轴连接起来，保证位置固定的同时又能实现旋转，每片平直翼左右还各固定有一个调节杆4，调节杆4末端的外侧有一个用于调节滑杆运动路径的梭形头部，内侧有一个用于在轨道内滑动的滑块，当平直翼1平移至上方称为上平直翼，平直翼平移至下方称为下平直翼。
固定梁7通过螺栓安装在支架5上，滑轨组3通过左右两组共八个支架固定在支架5上。滑轨组3由三条滑轨组成，分别称为外滑轨、中间滑轨和内滑轨，且相邻滑轨之间均有通路，利用直线电机10改变调节臂9的位置，改变平直翼上的调节杆4在滑轨中的运动路径，进而控制平直翼1的倾角。
装置内有2组共4个调节臂9，每组调节臂9上都有不同形状的挡块来调节每片平直翼的滑块在滑轨里的滑动状态，每个调节臂9由固定在支架上的4个直线电机10控制，进行快速的上下移动，实现变轨。
电机带动主驱动轮8转动，使所有的翼都随同步带做平移运动，初始状态下，调节杆上的滑块都在滑轨组3的中间滑轨里滑动，上、下平直翼都保持水平状态，攻角为0。在不发生碰撞的前提下，直线电机10带动调节臂9向上移动后，挡块会挤压调节杆的梭形头部使其向下偏移，滑块在滑轨的约束下会进入内侧滑轨，待所有滑块完成变轨之后，下平直翼攻角增大，上平直翼攻角减小。同样，若调节臂9向下移动，挡块会挤压调节杆的梭形头部使其向上偏移，滑块在滑轨的约束下会进入外侧滑轨，待所有滑块完成变轨之后，下平直翼攻角减小，上平直翼攻角增大。当梭形头部通过上下挡块之间的空隙时，滑块不会发生变轨。改变调节臂9的位置以实现滑块在不同轨道内的变轨动作或保持动作，进而满足改变或保持所有平直翼1的攻角的要求。
本发明的有益效果是：本发明增升装置包括主驱动轮、同步带从动轮、同步带、平直翼、滑轨组、调节杆、调节臂、直线电机、固定梁和支架。该装置两侧的主驱动轮、同步带从动轮、滑轨组、直线电机以及固定梁都固定在支架上，调节杆固定在平直翼上，调节臂安装在直线电机上，所有的平直翼通过轴固定在同步带上，相对机身做平移运动，增加平直翼与气流的相对速度，获得更大的动压，从而产生更大的升力，通过改变每片平直翼的调节杆在滑轨中的运动路径，改变平直翼的工作倾角，从而产生不同大小的升力。此外，平直翼与螺旋桨叶相比产生升力的效率高，并且平直翼在更高的运动速度下仍然可以产生升力，而螺旋桨叶受速度限制产生的升力有限，因此该装置提高了飞机在不同环境下的增升效率。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明可变大倾角的平移式平直翼增升装置中平直翼倾角为20°时的轴测图。
图2是本发明可变大倾角的平移式平直翼增升装置中平直翼倾角为20°时的轴测图。
图3是本发明可变大倾角的平移式平直翼增升装置中平直翼倾角为-20°时的轴测图。
图4是本发明可变大倾角的平移式平直翼增升装置中的正视图。
图5是本发明可变大倾角的平移式平直翼增升装置中拆除所有平直翼后的俯视图。
图6是图1中调节臂保持滑块运行轨道不变的示意图。
图7是背景技术可垂直起降的高速飞行器的示意图。
图中，1-平直翼，2-同步带，3-滑轨组，4-调节杆，5-支架，6-同步带从动轮，7-固定梁，8-主驱动轮，9-调节臂，10-直线电机，11-机身，12-升力风扇，13-盖板，14-叶栅，15-主机翼，16-水平尾翼，17-边矩螺旋桨，18-垂直尾翼。
具体实施方式
以下实施例参照图1～6。
本发明可变大倾角的平移式平直翼增升装置包括平直翼1、同步带2、滑轨组3、调节杆4、支架5、同步带从动轮6、固定梁7、主驱动轮8、调节臂9和直线电机10。
整个装置通过支架5直接安装在飞机上，主驱动轮8和同步带从动轮6通过轴固定在支架5上，主驱动轮8有一对，与左侧两个同步带从动轮6啮合一起，驱动同步带从动轮6转动，进而驱动同步带2，主驱动轮8通过外部设备进行驱动，同步带从动轮6有两组共十二个，同步带2有两根，每根环绕在每组同步带从动轮6上。
平直翼1上左右两个圆柱形控制轴安装在同步带2上，每一片平直翼1左右各还固定有一调节杆4，调节杆4末端的外侧有一梭形头部，配合调节臂9中的挡块进行变轨，调节杆4末端的内侧有一圆柱形滑块在滑轨中滑动。
固定梁7通过螺栓安装在支架5上，滑轨组3通过左右两组共八个支架固定在支架5上。
直线电机10用螺栓安装在支架5上。调节臂9安装在直线电机10的次级上，可以快速、精确地上下移动。
机构的原理如下：同步带2中打有等间距的小孔，平直翼1的两圆柱形控制轴一端固定在同步带2的孔上。平直翼1随着同步带2的移动而移动，调节杆4上的滑块卡在滑道内，沿着滑道运动。正常运行时，每个调节杆上的滑块都在同一条滑轨中运动，每片翼的攻角不变。变轨时，直线电机10工作，带动调节臂9上下移动，达到确定位置后，挡块会挤压调节杆上的梭形头部，在滑轨的约束下滑块会进入另外一条滑轨，从而改变每片翼的攻角。
本装置通过支架5安装在机翼内部偏下的位置。当所有的平直翼攻角为0时，装置的上、下平直翼均处于封闭状态，安装位置满足封闭的下平直翼作为该部分机翼下表面的要求，而封闭的上表面位于机翼内部，此时飞机处于停飞或巡航等对升力要求不高的状态。当下平直翼处于正攻角状态时，上平直翼也呈现一定的攻角可以维持装置中气流的稳定，同步带2的转动带动平直翼1进行平移，平移方向与空气来流方向相反，相对来流的速度比原机翼要大，并且此时下平直较原翼面部分具有更大的攻角。以上两点可以保证每个平直翼产生更大的升力。
可变大倾角的平移式平直翼增升装置中，平直翼的最大正攻角为27.5°，最大负攻角为-20°，同步带2的运动方向应使得下平直翼的平移方向与来流方向相反。

Claims (1)

1.一种可变大倾角的平移式平直翼增升装置，其特征在于：包括平直翼(1)、同步带(2)、滑轨组(3)、调节杆(4)、支架(5)、同步带从动轮(6)、固定梁(7)、主驱动轮(8)、调节臂(9)和直线电机(10)；整个装置通过支架(5)直接安装在飞机上，主驱动轮(8)和同步带从动轮(6)通过轴固定在支架(5)上，主驱动轮(8)有一对，同步带从动轮(6)有两组共十二个，一根同步带(2)环绕在一组同步带从动轮上，主驱动轮(8)由外部设备驱动，与左侧两个同步带从动轮(6)啮合一起，驱动左侧两个同步带从动轮(6)转动，进而驱动同步带(2)；每片平直翼(1)由左右有两个支撑杆，支撑杆嵌入同步带中用小轴连接起来，保证位置固定的同时又能实现旋转，每片平直翼左右还各固定有一个调节杆(4)，调节杆(4)末端的外侧有一个用于调节滑杆运动路径的梭形头部，内侧有一个用于在轨道内滑动的滑块，当平直翼(1)平移至上方称为上平直翼，平直翼平移至下方称为下平直翼；固定梁(7)通过螺栓安装在支架(5)上，滑轨组(3)通过左右两组共八个支架固定在支架(5)上；滑轨组(3)由三条滑轨组成，分别称为外滑轨、中间滑轨和内滑轨，且相邻滑轨之间均有通路，利用直线电机(10)改变调节臂(9)的位置，改变平直翼上的调节杆(4)在滑轨中的运动路径，进而控制平直翼(1)的倾角；装置内有2组共4个调节臂(9)，每组调节臂(9)上都有不同形状的挡块来调节每片平直翼的滑块在滑轨里的滑动状态，每个调节臂(9)由固定在支架上的4个直线电机(10)控制，进行快速的上下移动，实现变轨；电机带动主驱动轮(8)转动，使所有的翼都随同步带做平移运动，初始状态下，调节杆上的滑块都在滑轨组(3)的中间滑轨里滑动，上、下平直翼都保持水平状态，攻角为0；在不发生碰撞的前提下，直线电机(10)带动调节臂(9)向上移动后，挡块会挤压调节杆的梭形头部使其向下偏移，滑块在滑轨的约束下会进入内侧滑轨，待所有滑块完成变轨之后，下平直翼攻角增大，上平直翼攻角减小；同样，若调节臂(9)向下移动，挡块会挤压调节杆的梭形头部使其向上偏移，滑块在滑轨的约束下会进入外侧滑轨，待所有滑块完成变轨之后，下平直翼攻角减小，上平直翼攻角增大；当梭形头部通过上下挡块之间的空隙时，滑块不会发生变轨；改变调节臂(9)的位置以实现滑块在不同轨道内的变轨动作或保持动作，进而满足改变或保持所有平直翼(1)的攻角的要求。
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