CN106353065B - 用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置及飞机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置及飞机。本发明的装置包括杆状基座、襟翼连接部、分别连接杆状基座和襟翼连接部的第一连接结构和第二连接结构，第一连接结构包括第一关节块、第二关节块和长度可调节的第一连接机构，并通过调节长度来调节襟翼连接部的偏角，第二连接结构包括主导轨、轴承基座、球轴承、巡航状态调节轴、第二夹紧块和长度可调节的第二连接机构，并通过组件的配合调节轴承基座在两个方向上的位置以及调节襟翼连接部的姿态。本发明可以在试验过程中根据试验结果实时无级变调节襟翼转角及缝道参数，能够大大降低试验成本，并且可更为灵活地调节襟翼参数以满足试验状态的不同要求。

Description

用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置及飞机

技术领域

本发明涉及飞机设计领域，尤其涉及一种用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置，以及包括其的飞机。

背景技术

在飞机设计初期，需要通过低速增升装置选型试验(风洞试验)获取低速增升装置的效率及失速特性等气动特性。对于前后缘增升装置，须研究不同状态，如襟缝翼偏度、缝道宽度及搭接量等参数对飞机气动特性的影响。若每种参数都需要选取多个状态，则其组合起来形成的试验状态的数量将是十分可观的。以上述三种参数每种选取4个状态为例，则组合形成64种试验状态。目前宽体客机采用扰流板下偏设计的选型试验状态将会更多。传统的模型设计采用不同的角度决以实现各种襟缝翼状态，以这种方式进行选型试验，则后缘襟翼的角度块共需要256个以形成前述64种试验状态。这无疑会给模型设计及加工带来巨大工作量。

参考图1所示为现有技术中通过角度块的方式实现不同襟缝翼状态的增升装置构型的一个示例。参考图1所示，内襟翼8及外襟翼9通过滑轨连接至主翼。当试验中需要更换构型时，通过变换各个构型下对应的滑轨及角度块实现各构型的更换。如图1所示的这种现有方法，一般在构型数量较少时适用，在构型数量(即选型试验状态数量)较多时，则无疑将大大增加工作量，成本过高。

因此，迫切需要改进飞机设计阶段的风洞试验中的低速增升装置的模型设计方式，以提高试验装置的效率，尤其针对试验状态数量较多的情形下，降低试验所需的人力、物力、时间等多方面的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中用于风洞试验中的低速增升装置的模型设计方式工作量巨大，人力、物力、时间等多方面的成本均过高的缺陷，提出一种用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置及飞机。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置，其特点在于，包括：

杆状基座；

襟翼连接部，用于固定连接至襟翼；

第一连接结构，其连接所述杆状基座和所述襟翼连接部，并包括第一关节块、第二关节块和长度可调节的第一连接机构，第一连接机构的一端经由第一关节块连接至所述杆状基座，另一端经由第二关节块连接至所述襟翼连接部的上部；

第二连接结构，其连接所述杆状基座和所述襟翼连接部，并包括主导轨、轴承基座、及球轴承或球铰链，所述主导轨以可沿所述杆状基座的长度方向滑动的方式连接至所述杆状基座，且所述主导轨的延伸方向大致垂直于所述杆状基座的长度方向，所述轴承基座可滑动地固定于主导轨上，并固定连接所述球轴承或球铰链，

第二连接结构还包括巡航状态调节轴、第二夹紧块和长度可调节的第二连接机构，其中，所述巡航状态调节轴的一端连接至所述球轴承或球铰链，另一端可滑动地连接于第二夹紧块内，以使得第二夹紧块沿着所述巡航状态调节轴的延伸方向可移动，第二夹紧块远离所述球轴承或球铰链的一端枢接至所述襟翼连接部的下部，第二夹紧块靠近所述球轴承或球铰链的一端连接第二连接机构的一端，第二连接机构的另一端连接至所述襟翼连接部的上部和下部之间的连接点。

较佳地，第二连接机构包括巡航状态调节导轨和导轨夹紧装置，所述巡航状态调节导轨的一部分可在所述导轨夹紧装置内滑动并由其固定，以调节第二连接机构的长度，所述巡航状态调节导轨位于所述导轨夹紧装置外的一端连接第二夹紧块靠近所述球轴承或球铰链的一端，与之相对的所述导轨加紧装置的一端连接至所述连接点。

较佳地，第一连接机构包括偏角调节轴和第一夹紧块，所述偏角调节轴的一部分可在第一夹紧块内滑动并由其固定，以调节第一连接机构的长度，所述偏角调节轴位于第一夹紧块外的一端经由第一关节块连接至所述杆状基座，与之相对的第一夹紧块的一端经由第二关节块连接至所述襟翼连接部的上部。

较佳地，主导轨包括导轨部分和套设部分，所述套设部分套设于所述杆状基座上并可沿其长度方向滑动，所述轴承基座可滑动地固定于所述导轨部分。

较佳地，第一连接机构的长度方向大致垂直于所述杆状基座的长度方向。

较佳地，所述巡航状态调节轴的延伸方向大致垂直于所述杆状基座的长度方向，

较佳地，所述无级调节装置还包括套设调节块，第一连接机构的一端经由第一关节块连接至所述套设调节块，所述套设调节块套设于所述杆状基座上并可沿其长度方向滑动。

本发明还提供了一种飞机，包括机翼、内襟翼和外襟翼，其特点在于，还包括如上所述的无级调节装置，每一内襟翼和/或每一外襟翼分别经由至少两个所述无级调节装置连接至机翼，其中所述杆状基座与机翼固定连接，所述襟翼连接部和内襟翼或外襟翼固定连接。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置及飞机，可以在试验过程中根据试验结果实时无级变调节襟翼转角及缝道参数，能够大大降低试验中模型制作所需工作量和耗费的人力、物力、时间等多方面的成本，并且可更为灵活地调节襟翼参数以满足试验状态的不同要求。

附图说明

图1为现有技术中通过角度决的方式实现不同襟缝翼状态的增升装置构型的示意图。

图2为本发明一较佳实施例的安装有无级调节装置的机翼的示意图。

图3为本发明一较佳实施例的无级调节装置的立体图。

图4为本发明一较佳实施例的无级调节装置的结构示意图。

图5为本发明一较佳实施例的无级调节装置的调节方式的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参考图3、4所示，本发明一较佳实施例的用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置，包括用于固定连接至机翼(即主翼)的杆状基座4和用于固定连接至襟翼的襟翼连接部3，杆状基座4可位于整流罩5附近。无级调节装置还包括分别连接杆状基座4和襟翼连接部3的第一连接结构和第二连接结构。图4中以内襟翼8为例示出无级调节装置与襟翼间的连接关系和位置关系，其同样适用于外襟翼9。本实施例中，襟翼连接部3为连接块的形式，但采用其他形式的连接机构连接至襟翼也是可行的。

其中，第一连接结构包括第一关节块12、第二关节块13和长度可调节的第一连接机构，第一连接机构的一端经由第一关节块12连接至杆状基座4，另一端经由第二关节块13连接至襟翼连接部3的上部。应当理解的是，第一连接机构的长度方向可根据需要灵活调节。

第二连接结构包括主导轨21、轴承基座22、球轴承23，主导轨21以可沿杆状基座4的长度方向滑动的方式连接至杆状基座4，且主导轨21的延伸方向大致垂直于杆状基座4的长度方向，轴承基座22可滑动地固定于主导轨21上，并经由固定环28固定连接球轴承23。球轴承23也可采用球铰链代替。主导轨21在图4、5中为一水平方向导轨。

第二连接结构还包括巡航状态调节轴24、第二夹紧块25和长度可调节的第二连接机构，其中，巡航状态调节轴24的一端连接至球轴承23，另一端可滑动地连接于第二夹紧块25内，以使得第二夹紧块25沿着巡航状态调节轴24的延伸方向可移动，第二夹紧块25远离球轴承23的一端枢接至襟翼连接部3的下部，使得襟翼连接部3仅可绕枢接处垂直于图4、5中纸面方向的轴线为转动轴转动。第二夹紧块25靠近球轴承23的一端连接第二连接机构的一端，第二连接机构的另一端连接至襟翼连接部3的中部位置的连接点。

在本发明较为典型的实施方式中，如图3、4中所示，第一连接机构的长度方向可大致垂直于杆状基座4的长度方向，巡航状态调节轴24的延伸方向可大致垂直于杆状基座4的长度方向。

简而言之，本发明的无级调节装置通过可滑动地连接至杆状基座4的主导轨21，从而在沿杆状基座4的长度方向上调节主导轨21的位置，进而可以连续地调节球轴承23在这一方向上的位置。同时，利用轴承基座22与主导轨21的可滑动连接，从而得以在主导轨21的延伸方向上连续地调节球轴承23的位置。即，本发明中，球轴承23的位置在大致垂直的两个方向上均可连续调节，因而，若保持本发明的装置中的其他结构相对静止，则可实现对所连接的襟翼连接部3及襟翼在两个方向上的平移运动的连续调节。

第二连接结构中长度可调节的第二连接机构两端分别连接至襟翼连接部3的中部及第二夹紧块25的一端，第二夹紧块25的另一端则连接至襟翼连接部3的下部。通过调节第二连接机构的伸展长度，随之也就调节了第二夹紧块25和巡航状态调节轴24的相对滑动，从而实现了对襟翼下部和球轴承23之间的距离的调节。上述调节过程同样是连续可变的。因此，对于任一固定的球轴承23的位置，可通过适当调节上述机构，使得连接于襟翼连接部3上的襟翼处于能够绕轴旋转后恢复到巡航状态的姿态。

通过调节第一连接机构的长度，即可调节襟翼连接部3上部在大致垂直于杆状基座4的长度方向的第一连接机构的长度方向上的位置，进而实现对于襟翼连接部3及固定于其上的襟翼的角度的调节。更具体来说，在试验过程中，可在襟翼上安装两个如上装置，沿展向布置，上述对襟翼角度的调节即可以看作是调节襟翼以两个装置的球轴承23的球心连线为转动轴转动。因第一连接机构的长度连续可调，因而襟翼的偏角在可调范围内也是连续可调的。

因此，本发明的装置可以对襟翼的姿态进行多种方式的连续调节，即无级调节。通过这种无级调节的方式，就能根据试验过程中所需的试验目标，将襟翼调节为待试验的姿态，并可实时无级变调节襟翼转角及缝道参数，在灵活性和成本上相比于现有技术具有相当大的优势，尤其是对于相对大规模的试验而言。

本领域技术人员应当理解，第一连接机构、第二连接机构可以采用任何可定量调节延伸长度的连接机构、连接件或其组合，例如螺纹调节定位机构等，都可适用。本发明中的关节块可采用任何适当的具有两个转轴或以上的连接件，例如球形铰链，一般而言，可采用具有两个转轴的连接件作为关节块，其中的一个转轴为垂直于图4、5中的纸面方向的转轴。

参考图4所示，在一个优选的实施方式中，第二连接机构包括巡航状态调节导轨27和导轨夹紧装置26，巡航状态调节导轨27的一部分可在导轨夹紧装置26内滑动并由其固定，以调节第二连接机构的长度，巡航状态调节导轨27位于导轨夹紧装置26外的一端连接第二夹紧块25靠近球轴承23的一端，与之相对的导轨加紧装置的一端连接至连接点。

仍参考图4所示，在一个优选的实施方式中，第一连接机构包括偏角调节轴14和第一夹紧块15，偏角调节轴14的一部分可在第一夹紧块15内滑动并由其固定，以调节第一连接机构的长度，偏角调节轴14位于第一夹紧块15外的一端经由第一关节块12连接至杆状基座4，与之相对的第一夹紧块15的一端经由第二关节块13连接至襟翼连接部3的上部。

参考图3所示，在另一优选的实施方式中，主导轨21包括导轨部分和套设部分，套设部分套设于杆状基座4上并可沿其长度方向滑动，轴承基座22可滑动地固定于导轨部分。无级调节装置还包括套设调节决11，第一连接机构的一端经由第一关节块12连接至套设调节块11，套设调节块11套设于杆状基座4上并可沿其长度方向滑动。

以下将结合图2-5，对安装有本发明的无级调节装置0的机翼，以及利用本发明的无级调节装置对襟翼进行无级调节的方式进行说明。

参考图2所示，在机翼的内襟翼8和外襟翼9上，分别装有两个如上的无级调节装置0，其中杆状基座4与机翼固定连接，无级调节装置0的襟翼连接部3分别和内襟翼8、外襟翼9固定连接。

参考图4、5所示，轴承基座22(17)可以在主导轨21(即图中横向滑轨)上滑动，以调节轴承基座22及球轴承23(即襟翼的转轴)的横向位置(即调节图5中X1的大小)。主导轨21可在杆状基座44上滑动，以调节自身沿图中纵向位置(即调节图5中Y1的大小)，进而调节轴承基座22及球轴承23(即襟翼的转轴)的纵向位置。巡航状态调节轴24可在第二夹紧块25中滑动(即调节图5中b1的大小)，巡航状态调节导轨27通过导轨夹紧装置26固定(即调节固定图5中c1的大小)，确保在转轴改变后巡航状态调节轴24的夹紧长度能够确保襟翼在绕轴旋转后能恢复到巡航状态。偏角调节轴14可在第一夹紧块15中滑动(即调节图5中a1的大小)，通过改变夹紧长度就可以调节襟翼的转角。套设调节块可在杆状基座4上滑动(即调节图5中Y’的大小)，配合使用可解决因襟翼转角过大带来的调节轴长度过长或过短问题，避免产生部件间的干涉问题。通过如上过程便可实现对襟翼姿态的无级调节。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于在风洞试验中调节襟翼的无级调节装置，其特征在于，包括：

杆状基座；

襟翼连接部，用于固定连接至襟翼；

第一连接结构，其连接所述杆状基座和所述襟翼连接部，并包括第一关节块、第二关节块和长度可调节的第一连接机构，第一连接机构的一端经由第一关节块连接至所述杆状基座，另一端经由第二关节块连接至所述襟翼连接部的上部；

第二连接结构，其连接所述杆状基座和所述襟翼连接部，并包括主导轨、轴承基座、及球轴承或球铰链，所述主导轨以可沿所述杆状基座的长度方向滑动的方式连接至所述杆状基座，且所述主导轨的延伸方向大致垂直于所述杆状基座的长度方向，所述轴承基座可滑动地固定于主导轨上，并固定连接所述球轴承或球铰链，

第二连接结构还包括巡航状态调节轴、第二夹紧块和长度可调节的第二连接机构，其中，所述巡航状态调节轴的一端连接至所述球轴承或球铰链，另一端可滑动地连接于第二夹紧块内，以使得第二夹紧块沿着所述巡航状态调节轴的延伸方向可移动，第二夹紧块远离所述球轴承或球铰链的一端枢接至所述襟翼连接部的下部，第二夹紧块靠近所述球轴承或球铰链的一端连接第二连接机构的一端，第二连接机构的另一端连接至所述襟翼连接部的上部和下部之间的连接点。

2.如权利要求1所述的无级调节装置，其特征在于，第二连接机构包括巡航状态调节导轨和导轨夹紧装置，所述巡航状态调节导轨的一部分可在所述导轨夹紧装置内滑动并由其固定，以调节第二连接机构的长度，所述巡航状态调节导轨位于所述导轨夹紧装置外的一端连接第二夹紧块靠近所述球轴承或球铰链的一端，与之相对的所述导轨加紧装置的一端连接至所述连接点。

3.如权利要求1所述的无级调节装置，其特征在于，第一连接机构包括偏角调节轴和第一夹紧块，所述偏角调节轴的一部分可在第一夹紧块内滑动并由其固定，以调节第一连接机构的长度，所述偏角调节轴位于第一夹紧块外的一端经由第一关节块连接至所述杆状基座，与之相对的第一夹紧块的一端经由第二关节块连接至所述襟翼连接部的上部。

4.如权利要求1所述的无级调节装置，其特征在于，主导轨包括导轨部分和套设部分，所述套设部分套设于所述杆状基座上并可沿其长度方向滑动，所述轴承基座可滑动地固定于所述导轨部分。

5.如权利要求1所述的无级调节装置，其特征在于，第一连接机构的长度方向大致垂直于所述杆状基座的长度方向。

6.如权利要求1所述的无级调节装置，其特征在于，所述巡航状态调节轴的延伸方向大致垂直于所述杆状基座的长度方向。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的无级调节装置，其特征在于，所述无级调节装置还包括套设调节块，第一连接机构的一端经由第一关节块连接至所述套设调节块，所述套设调节块套设于所述杆状基座上并可沿其长度方向滑动。

8.一种飞机，包括机翼、内襟翼和外襟翼，其特征在于，还包括如权利要求1-7中任意一项所述的无级调节装置，每一内襟翼和/或每一外襟翼分别经由至少两个所述无级调节装置连接至机翼，其中所述杆状基座与机翼固定连接，所述襟翼连接部和内襟翼或外襟翼固定连接。