CN105711811B - 一种机翼折叠机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机翼折叠机构，包括位于内翼段的展向转轴，位于外翼段的弦向转轴，两轴的连接及传动装置，内、外翼段的锁定装置；在飞机在地面停放或利用旋翼实现空中悬停时，首先内、外翼段的弹簧锁紧机构解锁，展向轴在液压作动筒的驱动下旋转，带动外翼段转动90°，转动到位后连杆机构开始运动，驱动弦向轴旋转90°，带动外翼段收回至机身两侧，通过两轴的连接装置锁紧，折叠过程结束。本发明实现了飞行器在飞行过程中或着舰停放时的机翼折叠，使得飞行器可能同时具备大展弦比平直翼和直升机布局的优点，从而实现对飞行环境和任务的自适应。

Description

一种机翼折叠机构

技术领域

本发明属于变体飞行器领域，具体为一种机翼折叠机构，可用于改变飞行器外形，实现对飞行环境和任务的自适应。

背景技术

大展弦比固定翼飞机具有升阻比大，巡航性能好，稳定性好，航程远的特点，可执行高速远程的飞行任务。但大部份固定翼机都需要有较长的跑道，对起降的条件要求比较苛刻，同时也需要较大的停放面积。而直升机的突出特点是可以做低空低速和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。但直升机相对飞机而言，振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短。如果将直升机与定翼机的优点相结合，在正常巡航状态采用大展弦比固定翼飞机的外形，而在需要垂直起降或着舰停放时采用直升机的形式，则可以实现多任务的飞行，使其性能最佳。

变体飞机需要可靠的机翼折叠机构。舰载机往往采用折叠式机翼以减小舰上停放时的占用空间。而变体飞机的折叠机翼与舰载机的机翼折叠有深厚的渊源,表现为折叠翼的弦向分离面常在翼面中部或根部，通过折叠机构连接起来。两者的区别在于受结构、系统等因素的限制,舰载机的机翼形状在飞行状态一般是固定的,而变体飞机要具备在飞行中完成机翼折叠和展开的能力。

由于实现机翼折叠的同时不能影响机翼的设计外形，机翼上的操纵控制装置如副翼等也要随着机翼一起折叠，折叠后机翼形状必须与机身相协调，还要尽可能减小机翼对旋翼的影响，因此一种安全可靠的折叠机构的需求非常突出。

发明内容

本发明的目的是为了解决变体飞机折叠机翼的现有技术不足问题，提出了一种机翼折叠机构，实现飞行器在飞行过程中或着舰停放时的机翼折叠，从而实现对飞行环境和任务的自适应。

一种机翼折叠机构，包括位于内翼段的展向转轴(6)，位于外翼段的弦向转轴(2)，两轴的连接及传动装置，内、外翼段的锁定装置；

弦向转轴(2)通过第一板状连接件(10)和第二板状连接件(11)分别连接外翼段前梁(3)和外翼段后梁(7)；

展向转轴(6)的一端通过一对轴承安装在内翼段的加强肋(9)上，另一端通过摇臂套筒(14)、T形套筒(15)以及液压作动筒连杆(12)连接弦向转轴(2)，弦向转轴(2)与展向转轴(6)垂直布置，套在T形套筒(15)的两臂内，摇臂套筒(14)套在弦向转轴(2)上二者用键相连；

液压作动筒连杆(12)一端连接在展向转轴(6)外伸的一对耳片上，另一端铰接在摇臂套筒(14)的摇臂上，通过液压驱动，改变液压作动筒连杆(12)的长度，液压作动筒连杆(12)的运动带动弦向转轴(2)转动；

展向转轴(6)由液压作动筒驱动，能够带动外翼段(8)绕展向转轴(6)旋转；

锁紧装置(13)固定在T形套筒(15)上，用于固定摇臂套筒(14)的位置；

内翼段前梁(1)和外翼段前梁(3)之间、内翼段后梁(4)和外翼段后梁(7)之间，分别在上下凸缘处采用垂直叉耳接头连接，并分别利用主梁弹簧锁(16)锁定。

本发明的优点在于：

本发明提出的机翼折叠机构可以实现机翼的折叠变形。正常巡航飞行时，采用大展弦比平直翼气动布局，升阻比大，稳定性好；在地形情况复杂或起飞降落场地很小时，可将机翼折叠，利用旋翼实现垂直起降。机翼折叠后气动布局类似于直升机，可实现低空低速的机动飞行。同时，机翼折叠后还具有减小停放空间的优点，可以在舰上停放。

附图说明

图1：翼面展开状态示意图；

图2：外翼段绕展向轴旋转90°状态示意图；

图3：外翼段绕弦向轴旋转90°状态示意图；

图4：折叠翼结构图；

图5：T形轴结构图；

图6：内、外翼段连接结构局部放大图；

图7：板状连接件固定连接图；

图8：弦向转轴和摇臂套筒连接图；

图9：T形套筒和锁紧装置位置图；

图10：展向转轴和液压作动筒连杆位置图；

图11：内翼段加强肋上板状加强件位置图；

图中：

1、内翼段前梁 2、弦向转轴 3、外翼段前梁

4、内翼段后梁 5、内翼 6、展向转轴

7、外翼段后梁 8、外翼 9、加强肋

10、板状连接件 11、板状连接件 12、液压作动筒连杆

13、锁紧装置 14、摇臂套筒 15、T形套筒

16、主梁弹簧锁 17、弹簧挡圈 18、锁死液压作动筒

19、锁死滑块 20、板状加强件

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种机翼折叠机构，主要作用是驱动外翼8的运动以及克服转动过程中的阻力。如图1、图2、图3所示，包括位于内翼段的展向转轴6，位于外翼段的弦向转轴2，两轴的连接及传动装置，内、外翼段的锁定装置。

如图4、图5a、图5b所示，弦向转轴2通过板状连接件10和板状连接件11分别连接外翼段前梁3和外翼段后梁7，如图7a、7b所示，板状连接件10、板状连接件11分别通过上下两排螺栓与外翼段前梁3、外翼段后梁7的上下角片连接，从而固定在前后梁上；弦向转轴2分别与板状连接件10、板状连接件11之间通过键槽和键连接传力。

如图4所示，展向转轴6的一端通过一对轴承安装在内翼段的加强肋9上，如图11所示，根据受力要求，在加强肋9的开口附近设置板状加强件20，通过铆接与加强肋9固定，另一端通过摇臂套筒14、T形套筒15以及液压作动筒连杆12连接弦向转轴2，弦向转轴2与展向转轴6垂直布置，套在T形套筒15的两臂内，摇臂套筒14套在弦向转轴2上二者用键相连，如图8所示，摇臂套筒14通过弦向转轴2上设计的轴肩和固定在弦向转轴2上的弹簧挡圈17固定在弦向转轴2上，并通过摇臂套筒14和弦向转轴2上所开键槽和键传递扭矩。

如图9所示，T形套筒15与弦向转轴2通过轴肩和轴承固定，与展向转轴6通过焊接等工艺固定连接。如果按照设计尺寸制造生产，则摇臂套筒14的摇臂可正好穿过T形套筒15套筒部分的开口。

如图10所示，液压作动筒连杆12一端连接在展向转轴6外伸的一对耳片上，另一端铰接在摇臂套筒14的摇臂上，通过液压驱动，改变液压作动筒连杆12的长度，此连杆机构的运动可带动弦向转轴2转动。。

展向转轴6由液压作动筒驱动，可带动外翼段8绕展向转轴6旋转。

锁紧装置13固定在T形套筒15上，用于固定摇臂套筒14的位置。如图9所示，锁紧装置13由锁死液压作动筒18和锁死滑块19组成，锁死液压作动筒18通过T形套筒15上的外伸耳片固定在T形套筒15上，可推动锁死滑块19对摇臂套筒14的位置进行固定。

如图6所示，内翼段前梁1和外翼段前梁3之间、内翼段后梁4和外翼段后梁7之间，分别在上下凸缘处采用垂直叉耳接头连接，并分别利用主梁弹簧锁16锁定。

内翼段前梁1与内翼段后梁4之间、外翼段前梁3和外翼段后梁7之间分别通过加强肋9进行连接，内翼段前梁1与内翼段后梁4上包含于内翼5，外翼段前梁3和外翼段后梁7上包含于外翼8。

折叠方案的具体实现为：

在飞机在地面停放或利用旋翼实现空中悬停时，首先内、外翼段的主梁弹簧锁16解锁，展向转轴6在液压作动筒(未画出，标准件)的驱动下旋转，带动外翼段转动90°，转动到位后连杆机构开始运动，驱动弦向转轴2旋转90°，带动外翼段收回至机身两侧，通过两轴的主梁弹簧锁16锁紧，折叠过程结束。

参照附图1、2、3，本发明的机翼折叠过程中有三个典型状态。飞机正常平飞时，内翼5与外翼8通过前后梁上的主梁弹簧锁16锁死，保证结构强度与正常的固定翼相当。折叠过程分为两步，实现外翼8两个自由度的转动。首先，展向转轴6转动90°，使得外翼段旋转至附图2的状态。展向转轴6固定，弦向转轴2在液压作动筒连杆12驱动下旋转90°，带动外翼8在附图2的基础上继续旋转，最终收回至机身两侧，形成附图3的折叠完成状态。

参照附图4和附图6，翼面展开状态时，外翼8的外载荷主要有空气动力和翼面结构质量力。本发明中内外段翼梁的连接采用垂直叉耳接头。在梁的上下缘条根部分别设置一个耳片式接头，上下两个叉耳接头组成一个固接接头，传弯、传剪时航向放置的承力销受剪。耳片沿航向布置，内、外翼分别采用双耳片和单耳片连接，结构形式简单，配合要求易保证。在接头处的主梁弹簧锁16安装在翼面折叠处的加强肋上。该机构依靠弹簧的压缩势能，使得锁紧销可以在翼面展开到位时准确插入内翼段前梁1和内翼段后梁4，外翼段前梁3与外翼段后梁7的耳片中，从而实现翼面的上锁功能。解锁动力由液压作动筒提供。

平飞时的传力路线：外翼8的弯矩转化为梁上下缘条的拉压轴力，通过主梁弹簧锁16内的销的受剪传递给内翼段前梁1和内翼段后梁4。外翼段前梁3与外翼段后梁7受到翼肋(机翼基本结构，未画出)传来的剪力，使其腹板受剪。剪力传到对接处，通过主梁弹簧锁16内的销的受剪传给内翼段。前后梁和蒙皮组成的翼盒(机翼基本结构，未画出)将扭矩以剪流的形式向根部传递，到达对接处的集中接头时，通过加强肋9将扭矩从分布的剪流形式转变为一对力偶传递给外翼段前梁3与外翼段后梁7，再通过加强支柱或加强垫板在对接处通过主梁弹簧锁16内的销受剪向内翼段前梁1和内翼段后梁4传递。

Claims (9)

1.一种机翼折叠机构，其特征是包括位于内翼段的展向转轴(6)，位于外翼段的弦向转轴(2)，两轴的连接及传动装置，内、外翼段的锁定装置；

弦向转轴(2)通过第一板状连接件(10)和第二板状连接件(11)分别连接外翼段前梁(3)和外翼段后梁(7)；

展向转轴(6)的一端通过一对轴承安装在内翼段的加强肋(9)上，另一端通过摇臂套筒(14)、T形套筒(15)以及液压作动筒连杆(12)连接弦向转轴(2)，弦向转轴(2)与展向转轴(6)垂直布置，套在T形套筒(15)的两臂内，摇臂套筒(14)套在弦向转轴(2)上二者用键相连；

液压作动筒连杆(12)一端连接在展向转轴(6)外伸的一对耳片上，另一端铰接在摇臂套筒(14)的摇臂上，通过液压驱动，改变液压作动筒连杆(12)的长度，液压作动筒连杆(12)的运动带动弦向转轴(2)转动；

展向转轴(6)由液压作动筒驱动，能够带动外翼段(8)绕展向转轴(6)旋转；

锁紧装置(13)固定在T形套筒(15)上，用于固定摇臂套筒(14)的位置；

内翼段前梁(1)和外翼段前梁(3)之间、内翼段后梁(4)和外翼段后梁(7)之间，分别在上下凸缘处采用垂直叉耳接头连接，并分别利用主梁弹簧锁(16)锁定。

2.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的第一板状连接件(10)、第二板状连接件(11)分别通过上下两排螺栓与外翼段前梁(3)、外翼段后梁(7)的上下角片连接。

3.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的弦向转轴(2)分别与第一板状连接件(10)、第二板状连接件(11)之间通过键槽和键连接传力。

4.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的内翼段的加强肋(9)上设置板状加强件(20)，展向转轴(6)通过铆接与加强肋(9)的加强件(20)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的摇臂套筒(14)通过弦向转轴(2)上的轴肩和固定在弦向转轴(2)上的弹簧挡圈(17)固定在弦向转轴(2)上，并通过摇臂套筒(14)和弦向转轴(2)上所开键槽和键传递扭矩。

6.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的T形套筒(15)与弦向转轴(2)通过轴肩和轴承固定，与展向转轴(6)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的锁紧装置由锁死液压作动筒(18)和锁死滑块(19)组成，锁死液压作动筒(18)通过T形套筒(15)上的外伸耳片固定在T形套筒(15)上，能够推动锁死滑块(19)对摇臂套筒(14)的位置进行固定。

8.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的内翼段前梁(1)与内翼段后梁(4)之间、外翼段前梁(3)和外翼段后梁(7)之间分别通过加强肋(9)进行连接。

9.根据权利要求1所述的一种机翼折叠机构，所述的内翼段前梁(1)与内翼段后梁(4)上包含于内翼(5)，外翼段前梁(3)和外翼段后梁(7)上包含于外翼(8)。