CN108100233A - 一种襟副翼 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机结构设计领域，特别涉及一种襟副翼。包括襟副翼(2)、后退驱动机构、偏转驱动机构以及瓦特连杆(5)。本发明通过设计后退驱动机构和偏转驱动机构，并采用瓦特连杆(5)将后退驱动机构与偏转驱动机构连接，可以实现左/右同步后退并偏转之辅助增升功能以及在此基础上的左/右差动偏转之横滚操纵能力。本发明的襟副翼，同时兼顾较强的增升能力和横滚操纵效率，并且不增加飞行控制系统的复杂性，对于简化短距起降飞机和舰载固定翼飞机的操纵面配置有积极效果。

Description

一种襟副翼

技术领域

本发明涉及飞机机翼结构设计领域，特别涉及一种襟副翼。

背景技术

在野外简易机场短距起降的飞机通常需具备优异的低速升力特性和低速横滚操纵能力：简易机场跑道长度有限，飞机需以尽可能低的速度完成起飞和降落。而飞行速度低一方面要求增升装置有良好的增升能力，同时也对横滚操纵面的操纵效率提出了很高的要求，特别是野外简易机场通常大气环境相对恶劣，经常需要以压坡度的方式应对飘忽不定的侧向突风。除陆基短距起降飞机外，舰载固定翼飞机由于受到拦阻过载和触舰冲击载荷的限制，也需要以很低的速度着舰，因此也对增升和横滚操纵提出了很高的要求。

通常飞机的机翼后缘沿展向由内到外分别布置襟翼和副翼，襟翼用于增升，副翼用于横滚操纵，两者共同分享机翼后缘展长。对于大多数飞机而言，襟翼和副翼的展长分配始终是一对矛盾：副翼展长足够了则襟翼增升能力不足，反之，襟翼展长若满足了增升所需，则副翼因展长太短而无法满足副翼效率需求。对于短距起降飞机而言，这种矛盾尤为突出。襟副翼是解决这个矛盾的重要措施，尤其是当前主流飞机均采用电传操纵系统，摆脱了传统机械杆系的掣肘，可以很方便的实现襟副翼功能：起降时，两侧襟副翼随襟翼同步下偏用于辅助增升，在此基础上，左右两侧襟副翼再差动偏转以进行横滚操纵。目前，世界上绝大多数飞机采用定轴偏转式襟副翼，这种襟副翼由于受最大有效下偏角限制，在为横滚差动偏转预留一定下偏角的前提下，襟副翼用于增升的初始下偏角较小，一般只有5°～6°，所能提供的的辅助增升能力十分有限。正因为如此，大多数飞机为保证足够的增升能力而压缩襟副翼展长，并增设机翼扰流板以弥补横滚操纵能力的不足。增设扰流板这种方式对于大型飞机尚可，对于中小型飞机而言，则在很大程度上增加了飞行控制系统的复杂性。

欲同时满足中小型短距起降飞机及舰载固定翼飞机的增升和横滚操纵需求，并且不增加飞行控制系统的复杂性，需采用一种增升能力较强的襟副翼。

发明内容

本发明的目的是提供了一种同时满足增升和横滚操纵需求，并且不增加飞行控制系统的复杂性的增升能力较强的襟副翼。

本发明的技术方案是：

一种襟副翼，包括：

襟副翼，设置在所述主翼的后缘；

后退驱动机构，包括丝杠和大摇臂，所述丝杠可伸长和缩短，所述丝杠的一端与所述主翼固定连接于第一铰支点，另一端与所述大摇臂的一端连接于第一连接铰链，所述大摇臂的另一端与所述主翼固定连接于第二铰支点，且所述大摇臂的中部与所述襟副翼通过副翼转轴铰接；

偏转驱动机构，包括副翼作动器、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆以及副翼小摇臂，所述副翼作动器可伸长和缩短，一端与所述主翼固定连接于第三铰支点，另一端与所述第一连杆的一端铰接于第二连接铰链，所述第一连杆的中部与所述第二连杆的一端均与所述主翼固定连接于第四铰支点，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端连接于第三连接铰链，所述第三连杆的中部与所述第四连杆的一端连接于第四连接铰链，所述第四连杆的另一端与所述第一连杆的另一端连接于第五连接铰链，所述第三连杆的另一端与所述副翼小摇臂连接于第六连接铰链，所述副翼小摇臂与所述襟副翼连接于第七连接铰链；

瓦特连杆，一端铰接于所述后退驱动机构的副翼转轴，另一端铰接于所述偏转驱动机构的第三连接铰链。

可选地，所述襟副翼随襟翼同步下偏的最大初始偏度为15°～25°。

可选地，所述襟副翼在增升初始下偏的基础上再差动偏转的最大差动角为+20°至-30°。

可选地，所述襟副翼的展长可以占到机翼外露展长的30％～50％，相对弦长为25％～35％。

发明效果：

本发明的襟副翼，通过设计后退驱动机构和偏转驱动机构，并采用瓦特连杆将后退驱动机构与偏转驱动机构连接，可以实现左/右同步后退并偏转之辅助增升功能以及在此基础上的左/右差动偏转之横滚操纵能力。对于简化短距起降飞机和舰载固定翼飞机的操纵面配置及飞行控制系统复杂性有积极效果。

附图说明

图1是本发明的襟副翼的布局图；

图2是本发明的襟副翼的图1中A-A面结构示意图；

图3为本发明的襟副翼作动机构的空间构成分离示意图；

图4为本发明的襟副翼作动机构的空间构成总体示意图；

图5为本发明的襟副翼与主翼的连接方式示意图；

图6为本发明的襟副翼在巡航状态时襟副翼操纵杆系的位置示意图；

图7为本发明的襟副翼在着陆增升状态时襟副翼操纵杆系的位置示意图；

图8为本发明的襟副翼在着陆增升基础上的再上偏状态时襟副翼操纵杆系的位置示意图；

图9为本发明的襟副翼在着陆增升基础上的再下偏状态时襟副翼操纵杆系的位置示意图。

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，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。

下面结合附图1至9对本发明的襟副翼做进一步详细说明。

本发明提供了一种襟副翼，可以包括襟副翼2、后退驱动机构、偏转驱动机构以及瓦特连杆5。

具体地，襟副翼2设置在主翼1的后缘。

后退驱动机构包括丝杠3和大摇臂4，丝杠3可伸长和缩短，丝杠3的一端与主翼1固定连接于第一铰支点20，另一端与大摇臂4的一端连接于第一连接铰链21，大摇臂4的另一端与主翼1固定连接于第二铰支点23，且大摇臂4的中部与襟副翼2通过副翼转轴22铰接。

进一步，偏转驱动机构包括副翼作动器6、第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9、第四连杆10以及副翼小摇臂11，其中，第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9、第四连杆10组成四连杆机构。副翼作动器6可伸长和缩短，其一端与主翼1固定连接于第三铰支点12，另一端与第一连杆7的一端铰接于第二连接铰链13，第一连杆7的中部与第二连杆8的一端均与主翼1固定连接于第四铰支点14，第二连杆8的另一端与第三连杆9的一端连接于第三连接铰链15，第三连杆9与第四连杆10的一端连接于第四连接铰链17，第三连杆10的另一端与第一连杆7的另一端连接于第五连接铰链16，第三连杆9的另一端与副翼小摇臂11连接于第六连接铰链18，副翼小摇臂11与襟副翼2连接于第七连接铰链19。

瓦特连杆5一端铰接于后退驱动机构的副翼转轴22，另一端铰接于偏转驱动机构的第三连接铰链15。本实施例中，优选采用瓦特连杆5将后退驱动机构与偏转驱动机构连接，可以实现左/右同步后退并偏转之辅助增升功能以及在此基础上的左/右差动偏转之横滚操纵能力。

如图5所示，本发明的襟副翼的实施例中，襟副翼2通过连接支座B安装到主翼1上。在巡航状态时(如图6所示)，丝杠3与副翼作动器6均未伸缩，襟副翼2紧贴在主翼1的后缘。在着陆增升状态时(如图7所示)，丝杠3伸长(与襟翼驱动机构同步)，从而驱动大摇臂4绕其与主翼1的第二铰支点23向后转动，同时使大摇臂4中部的副翼转轴22后退。在副翼转轴22后退的同时，由于瓦特连杆5的连带作用，驱使由第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9和第四连杆10所组成的四连杆机构绕第一连杆7向后摆动(此时副翼作动器6未伸缩，第一连杆7相对主翼1为固定结构)，并最终通过副翼小摇臂11驱动副翼绕转轴22向下偏转，从而实现左/右两侧襟副翼2随襟翼的同步后退并下偏。本实施例可以增加翼剖面的弯度，同时能大大增加机翼面积，并且气流通过缝隙吹走后缘涡流，增升效果非常明显，起到单缝富勒襟翼的功能，提供辅助增升能力。本实施例中，襟副翼2随襟翼同步下偏的最大初始偏度为15°～25°，结合“后退效应”，可以提供比常规定轴襟副翼高得多的增升能力，风洞试验表明，其单位面积的增升能力约为常规定轴襟副翼的4～6倍。

进一步，图8所示的着陆增升基础上的再上偏状态中，在襟副翼2随襟翼同步后退并下偏的基础上，副翼作动器6伸长，会迫使由第一连杆7、第二连杆8、第三连杆9和第四连杆10所组成的四连杆机构绕第二连杆8向下摆动(此时副翼转轴22和第四铰支点14相对主翼1固定，导致第二连杆8和瓦特连杆5也相对主翼1为固定结构)，并通过副翼小摇臂11驱动襟副翼2绕其副翼转轴22在已下偏的基础上再往上偏转。在着陆增升基础上的再下偏状态时(如图9所示)，副翼作动器6收缩，从而驱动襟副翼2绕其副翼转轴22在已下偏的基础上继续下偏。左/右两侧副翼作动器6的反向伸缩，即可驱动左/右两侧襟副翼2在增升初始下偏的基础上再差动偏转，以进行横滚操纵。本实施例中，襟副翼2在增升初始下偏的基础上再差动偏转的最大差动角可达到+20°至-30°(下偏为正)。其能够继续有效下偏的原因在于，襟副翼2的缝道能够为其上翼面边界层补充能量，保证在很大的下偏角时仍不发生明显的气流分离。

本发明的襟副翼，由于襟副翼2增升能力较强，不必担心因其占用较多的展向空间而导致全机增升能力不足，因此，可以为其分配比常规副翼更大的展长。其展长可以占到机翼外露展长的30％～50％，相对弦长为25％～35％，以同时满足增升和横滚操纵需求。

综上所述，本发明的襟副翼，兼顾较强的增升能力和横滚操纵效率，对于简化短距起降飞机和舰载固定翼飞机的操纵面配置及飞行控制系统复杂性有积极效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种襟副翼，其特征在于，包括：

襟副翼(2)，设置在所述主翼(1)的后缘；

后退驱动机构，包括丝杠(3)和大摇臂(4)，所述丝杠(3)可伸长和缩短，所述丝杠(3)的一端与所述主翼(1)固定连接于第一铰支点(20)，另一端与所述大摇臂(4)的一端连接于第一连接铰链(21)，所述大摇臂(4)的另一端与所述主翼(1)固定连接于第二铰支点(23)，且所述大摇臂(4)的中部与所述襟副翼(2)通过副翼转轴(22)铰接；

偏转驱动机构，包括副翼作动器(6)、第一连杆(7)、第二连杆(8)、第三连杆(9)、第四连杆(10)以及副翼小摇臂(11)，所述副翼作动器(6)可伸长和缩短，一端与所述主翼(1)固定连接于第三铰支点(12)，另一端与所述第一连杆(7)的一端铰接于第二连接铰链(13)，所述第一连杆(7)的中部与所述第二连杆(8)的一端均与所述主翼(1)固定连接于第四铰支点(14)，所述第二连杆(8)的另一端与所述第三连杆(9)的一端连接于第三连接铰链(15)，所述第三连杆(9)的中部与所述第四连杆(10)的一端连接于第四连接铰链(17)，所述第四连杆(10)的另一端与所述第一连杆(7)的另一端连接于第五连接铰链(16)，所述第三连杆(9)的另一端与所述副翼小摇臂(11)连接于第六连接铰链(18)，所述副翼小摇臂(11)与所述襟副翼(2)连接于第七连接铰链(19)；

瓦特连杆(5)，一端铰接于所述后退驱动机构的副翼转轴(22)，另一端铰接于所述偏转驱动机构的第三连接铰链(15)。

2.根据权利要求1所述的襟副翼，其特征在于，所述襟副翼(2)随襟翼同步下偏的最大初始偏度为15°～25°。

3.根据权利要求1所述的襟副翼，其特征在于，所述襟副翼(2)在增升初始下偏的基础上再差动偏转的最大差动角为+20°至-30°。

4.根据权利要求1所述的襟副翼，其特征在于，所述襟副翼(2)的展长可以占到机翼外露展长的30％～50％，相对弦长为25％～35％。