CN108100229B - 一种可伸缩式直升机短翼 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可伸缩式直升机短翼，涉及直升机结构设计领域。该短翼包括第一短翼盒段(1)，其包括前缘伸缩通道(11)、主承力伸缩通道(12)以及后缘伸缩通道(13)；第二短翼盒段(2)，其包括能够自前缘伸缩通道(11)内伸缩的前缘伸缩段(21)、自主承力伸缩通道(12)内伸缩的主承力伸缩段(22)以及自后缘伸缩通道(13)内伸缩的后缘伸缩段(23)；以及三轴电动缸(3)，同步驱动的三个输出轴分别连接在前缘伸缩段(21)、主承力伸缩段(22)及后缘伸缩段(23)上。直升机在前飞状态下，将短翼伸开可以有效增加直升机的升力，增强直升机的高原性能。

Description

一种可伸缩式直升机短翼

技术领域

本发明涉及直升机结构设计领域，具体涉及一种可伸缩式直升机短翼。

背景技术

直升机短翼指直升机机体中部或中前部用于挂载的结构，一般可用于悬挂副油箱、火箭弹、导弹等，另外还可为旋翼卸载，为直升机提供一部分的升力。现有直升机短翼的设计是将短翼盒段连接在机体上，为固定结构，翼展较短。

现有直升机短翼翼展较短，为直升机提供的升力有限。若将短翼设计过长，一方面在悬停时下洗流会在短翼上翼面产生向下的压力，对直升机升力系统产生不利的影响；另一方面也不利于直升机在地面停放和维护作业。

发明内容

本发明提供了一种可伸缩式直升机短翼，以解决现有直升机短翼存在的至少一个问题。

本发明可伸缩式直升机短翼，主要包括：

第一短翼盒段，其包括前缘伸缩通道、主承力伸缩通道以及后缘伸缩通道；

第二短翼盒段，其包括能够自前缘伸缩通道内伸缩的前缘伸缩段、自主承力伸缩通道内伸缩的主承力伸缩段以及自后缘伸缩通道内伸缩的后缘伸缩段；

三轴电动缸，同步驱动的三个输出轴分别连接在前缘伸缩段、主承力伸缩段及后缘伸缩段上。

优选的是，所述第一短翼盒段包括由第一前框、第一后框及连接梁形成的支撑骨架，所述连接梁垂直设置在第一前框及第一后框的底部，该连接梁包括位于第一前框及第一后框之间的第一部分、位于第一前框另一侧的第二部分以及位于第一后框另一侧的第三部分。

其中，第一前框、第一后框以及连接梁的第一部分构成主承力伸缩通道的骨架，第一前框及连接梁的第二部分构成前缘伸缩通道的骨架，第一后框及连接梁的第三部分构成后缘伸缩通道的骨架，所述骨架顶部设置有缘条，并通过铆钉在骨架底部的连接梁外部及顶部的缘条外部附着有蒙皮。

优选的是，所述第二短翼盒段的前缘伸缩段包括L型角材，贴紧设置在第一前框与连接梁的第二部分上；第二短翼盒段的后缘伸缩段包括L型角材，贴紧设置在第一后框与连接梁的第三部分上；第二短翼盒段的主承力伸缩段包括第二前框、第二后框及工字梁，第二前框贴紧在第一前框上，第二后框贴紧在第一后框上，工字梁用于连接第二前框及第二后框。

优选的是，所述第一前框与第二前框之间设置有橡胶条；所述第一后框与第二后框之间设置有橡胶条；前缘伸缩段的L型角材与第一前框及连接梁的第二部分之间设置有橡胶条；后缘伸缩段的L型角材与第一后框及连接梁的第三部分之间设置有橡胶条。

优选的是，所述前缘伸缩段、主承力伸缩段及后缘伸缩段均包括设置在两端的内腹板及外腹板。

优选的是，所述三轴电动缸的输出轴连接在相对靠近机身的内腹板上。

优选的是，所述三轴电动缸的输出轴与所述内腹板铰接。

优选的是，所述内腹板及外腹板为蜂窝状铝合金板材。

优选的是，所述第二短翼盒段在所述第一短翼盒段内伸缩时，其至少三分之一的长度始终位于所述第一短翼盒段内。

本发明的关键点在于：

1)直升机左右两侧采用了可伸缩式短翼，在短翼伸开时增大直升机的升力，在短翼收缩时减小对升力系统的影响，方便地勤人员维护作业；

2)第一短翼盒段采用了前缘伸缩通道、主承力伸缩通道和后缘伸缩通道，为第二短翼盒段提供伸缩空间；

3)第一短翼盒段的第一前框为第二短翼盒段的前缘伸缩段提供支撑，第一后框为第二短翼盒段的主承力伸缩段提供支撑；

4)通过三轴电动缸同时来改变第二短翼盒段三个伸缩段的伸缩量，可以实现精准控制，增强直升机的稳定性；

5)在第一短翼盒段满足短翼挂载需求的同时，第二短翼盒段还能为直升机提供升力，增强直升机的飞行性能。

本发明的优点在于：

1)在前飞状态下，将短翼伸开可以有效增加直升机的升力，特别是在大速度飞行时，短翼提供的升力更加明显，从而为旋翼卸载，为突破常规构型直升机的飞行速度限制创造可能性；

2)在高原环境下，直升机滑跑起飞，伸开状态下的可伸缩式短翼相比于固定式短翼能为直升机提供更多的升力，从而增强直升机的高原性能。

附图说明

图1为按照本发明可伸缩式直升机短翼的一优选实施例的短翼外伸状态图。

图2为本发明图1所示实施例的短翼收缩状态图。

图3为本发明图1所示实施例的第一短翼盒段侧面截面图。

图4为本发明图1所示实施例的第一短翼盒段上侧截面图。

图5为本发明图1所示实施例的第二短翼盒段截面图。

其中，1为第一短翼盒段，11为前缘伸缩通道，12为主承力伸缩通道，13为后缘伸缩通道，14为第一前框，15为第一后框，16为连接梁，161为第一部分，162为第二部分，163为第三部分；

2为第二短翼盒段，21为前缘伸缩段，22为主承力伸缩段，23为后缘伸缩段，24为第二前框，25为第二后框，26为工字梁，27为内腹板，28为外腹板；3为三轴电动缸，31为输出轴，4为机身。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，例如“顺时针”、“逆时针”、“向上”、“向下”等，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明的目的就是设计一种可伸缩式直升机短翼，在前飞状态下将短翼伸开，增大短翼的翼展长度，增加直升机的升力，为旋翼卸载，从而进一步提高飞行速度，增强飞行性能；在悬停以及地面停放时收缩，减小短翼的翼展长度，削弱对升力系统的影响，方便地勤人员维护作业。

如图2所示，本发明可伸缩式直升机短翼设置在机身4的两侧，包括第一短翼盒段1及能够由第一短翼盒段1内伸缩的第二短翼盒段2。

参考图1及图3，第一短翼盒段1包括前缘伸缩通道11、主承力伸缩通道12以及后缘伸缩通道13；第二短翼盒段2包括能够自前缘伸缩通道11内伸缩的前缘伸缩段21、自主承力伸缩通道12内伸缩的主承力伸缩段22以及自后缘伸缩通道13内伸缩的后缘伸缩段23。

参考图4，本发明的第二短翼盒段2由三轴电动缸3驱动，具体的，三轴电动缸3同步驱动的三个输出轴31分别连接在前缘伸缩段21、主承力伸缩段22及后缘伸缩段23上，短翼伸开时，第二短翼盒段2的三个伸缩段在三轴电动缸的控制下同时向外伸出；短翼收缩时，第二短翼盒段2的三个伸缩段在三轴电动缸的控制下同时向内收缩。

参考图3，所述第一短翼盒段1包括由第一前框14、第一后框15及连接梁16形成的支撑骨架，所述连接梁16垂直设置在第一前框14及第一后框15的底部，该连接梁16包括位于第一前框14及第一后框15之间的第一部分161、位于第一前框14另一侧的第二部分162以及位于第一后框15另一侧的第三部分163。

其中，第一前框14、第一后框15以及连接梁16的第一部分161构成主承力伸缩通道12的骨架，第一前框14及连接梁16的第二部分162构成前缘伸缩通道11的骨架，第一后框15及连接梁16的第三部分163构成后缘伸缩通道13的骨架，所述骨架顶部设置有缘条，并通过铆钉在骨架底部的连接梁16外部及顶部的缘条外部附着有蒙皮。其中，通过铆钉将缘条、蒙皮与第一前框连接构成前缘伸缩通道的外形；通过铆钉将缘条、蒙皮与第一前框、第一后框、连接梁连接构成主承力伸缩通道的上翼面、下翼面；通过铆钉将缘条、蒙皮与第一后框连接构成后缘伸缩通道的外形。

参考图4及图5，所述第二短翼盒段2的前缘伸缩段21包括L型角材，贴紧设置在第一前框14与连接梁16的第二部分上；第二短翼盒段2的后缘伸缩段23包括L型角材，贴紧设置在第一后框15与连接梁16的第三部分上；第二短翼盒段2的主承力伸缩段22包括第二前框24、第二后框25及工字梁26，第二前框(24)贴紧在第一前框14上，第二后框25贴紧在第一后框15上，工字梁26用于连接第二前框24及第二后框25。

其中，通过铆钉将蒙皮、缘条与第二前框和第二后框连接形成伸缩段的上翼面和下翼面。

本实施例中，所述第一前框14与第二前框24之间设置有橡胶条；所述第一后框15与第二后框25之间设置有橡胶条；前缘伸缩段21的L型角材与第一前框14及连接梁16的第二部分之间设置有橡胶条；后缘伸缩段23的L型角材与第一后框15及连接梁16的第三部分之间设置有橡胶条。

可以理解的是，上述橡胶条为附着在框或角材上的，而非单独存在，例如，橡胶条安装在L型角材的外侧，起到前缘伸缩段与第一短翼前框之间、前缘伸缩段与主承力伸缩段之间传力的作用；和/或橡胶条安装在第二前框和第二后框的外侧，起到主承力伸缩段与第一短翼前框后框之间、主承力伸缩段与前缘伸缩段之间传力的作用。

本实施例中，所述前缘伸缩段21、主承力伸缩段22及后缘伸缩段23均包括设置在两端的内腹板27及外腹板28。参考图5，内腹板27相较于外腹板28来讲是更加靠近机身3的。所述三轴电动缸3的输出轴连接在相对靠近机身的内腹板27上，外腹板28用于封闭伸缩段，防止雨水进入伸缩段。

本实施例中，所述三轴电动缸3的输出轴与所述内腹板27铰接。

当需要短翼伸出时，飞控系统给三轴电动缸发送指令，电动缸三根输出轴向外伸出，带动第二短翼盒段的三个伸缩段同时外伸；当需要短翼收缩时，飞控系统给三轴电动缸发送指令，电动缸三根输出轴向内收缩，带动第二短翼盒段的三个伸缩段同时内缩。第二短翼盒段的三个伸缩段最大外伸量为展长(此处例如可以是第二短翼盒段的展长)的三分之二，当伸缩段外伸至三分之二时，达到三轴电动缸输出轴的极限运动位置，此时第一短翼盒段前、后框与第二短翼盒段的重叠部分起到支撑第二短翼盒段的作用。当短翼收缩时，第二短翼盒段能完全收缩至第一短翼盒段内。

上述方案中，第一短翼盒段和第二短翼盒段的前框、后框由高强度铝合金整体机加而成，连接梁、工字梁、缘条采用高强度条状铝合金，腹板为蜂窝状铝合金板材，蒙皮为铝合金面板，三轴电动缸为数字控制的电动执行器，橡胶条为耐磨损人工合成或天然橡胶。

本发明提供的可伸缩式直升机短翼，直升机在前飞状态下，将短翼伸开可以有效增加直升机的升力，为突破常规构型直升机的飞行速度限制创造可能性，在高原环境下，直升机滑跑起飞，伸开状态下的可伸缩式短翼相比于固定式短翼能为直升机提供更多的升力，从而增强直升机的高原性能。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种可伸缩式直升机短翼，其特征在于，包括：

第一短翼盒段(1)，其包括前缘伸缩通道(11)、主承力伸缩通道(12)以及后缘伸缩通道(13)；

第二短翼盒段(2)，其包括能够自前缘伸缩通道(11)内伸缩的前缘伸缩段(21)、自主承力伸缩通道(12)内伸缩的主承力伸缩段(22)以及自后缘伸缩通道(13)内伸缩的后缘伸缩段(23)；

三轴电动缸(3)，同步驱动的三个输出轴分别连接在前缘伸缩段(21)、主承力伸缩段(22)及后缘伸缩段(23)上；

其中，所述第一短翼盒段(1)包括由第一前框(14)、第一后框(15)及连接梁(16)形成的支撑骨架，所述连接梁(16)垂直设置在第一前框(14)及第一后框(15)的底部，该连接梁(16)包括位于第一前框(14)及第一后框(15)之间的第一部分(161)、位于第一前框(14)另一侧的第二部分(162)以及位于第一后框(15)另一侧的第三部分(163)；

其中，第一前框(14)、第一后框(15)以及连接梁(16)的第一部分(161)构成主承力伸缩通道(12)的骨架，第一前框(14)及连接梁(16)的第二部分(162)构成前缘伸缩通道(11)的骨架，第一后框(15)及连接梁(16)的第三部分(163)构成后缘伸缩通道(13)的骨架，所述骨架顶部设置有缘条，并通过铆钉在骨架底部的连接梁(16)外部及顶部的缘条外部附着有蒙皮。

2.如权利要求1所述的可伸缩式直升机短翼，其特征在于，所述第二短翼盒段(2)的前缘伸缩段(21)包括L型角材，贴紧设置在第一前框(14)与连接梁(16)的第二部分上；第二短翼盒段(2)的后缘伸缩段(23)包括L型角材，贴紧设置在第一后框(15)与连接梁(16)的第三部分上；第二短翼盒段(2)的主承力伸缩段(22)包括第二前框(24)、第二后框(25)及工字梁(26)，第二前框(24)贴紧在第一前框(14)上，第二后框(25)贴紧在第一后框(15)上，工字梁(26)用于连接第二前框(24)及第二后框(25)。

3.如权利要求2所述的可伸缩式直升机短翼，其特征在于，所述第一前框(14)与第二前框(24)之间设置有橡胶条；所述第一后框(15)与第二后框(25)之间设置有橡胶条；前缘伸缩段(21)的L型角材与第一前框(14)及连接梁(16)的第二部分之间设置有橡胶条；后缘伸缩段(23)的L型角材与第一后框(15)及连接梁(16)的第三部分之间设置有橡胶条。

4.如权利要求1所述的可伸缩式直升机短翼，其特征在于，所述前缘伸缩段(21)、主承力伸缩段(22)及后缘伸缩段(23)均包括设置在两端的内腹板(27)及外腹板(28)。

5.如权利要求4所述的可伸缩式直升机短翼，其特征在于，所述三轴电动缸(3)的输出轴连接在相对靠近机身的内腹板(27)上。

6.如权利要求5所述的可伸缩式直升机短翼，其特征在于，所述三轴电动缸(3)的输出轴与所述内腹板(27)铰接。

7.如权利要求4所述的可伸缩式直升机短翼，其特征在于，所述内腹板(27)及外腹板(28)为蜂窝状铝合金板材。

8.如权利要求1所述的可伸缩式直升机短翼，其特征在于，所述第二短翼盒段(2)在所述第一短翼盒段(1)内伸缩时，其至少三分之一的长度始终位于所述第一短翼盒段(1)内。

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