CN108116659A - 一种变形翼梢帆片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变形翼梢帆片，包括一组翼梢帆片和翼梢帆片转动驱动机构；其中翼梢帆片包括前帆片、中帆片和后帆片，翼梢帆片转动驱动机构包括共用转轴、驱动转轴、舵机、若干摇臂组合；共用转轴为三段式转轴且通过支座设置于机翼表面上，每一翼梢帆片尾端分别设置于共用转轴对应的一段转轴上，舵机设置于机翼表面上，驱动转轴通过第一摇臂组合与舵机旋转轴连接，共用转轴的每段转轴分别通过相应的摇臂组合与驱动转轴连接；所述前帆片、中帆片和后帆片设置水平状态和常规状态两种状态：水平状态时，每一翼梢帆片的上反角都为0°；常规状态时，上反角和迎角不为0°且每一翼梢帆片的上反角角度不同。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞机机翼技术，特别是一种变形翼梢帆片。
背景技术
翼梢帆片是指装在机翼翼梢处的一组具有不同安装角及位置的小翼片，也可以看成是装在翼梢处的一组翼梢小翼，它的气动原理及作用与翼梢小翼类似，但减阻效率更高，主要起抑制翼尖形成的螺旋气流向上翼面流动、降低翼尖涡强度的作用，并因而达到减少诱导阻力的目的。由于翼尖处流场放向的多变性，设计人员应根据翼梢局部气流的变化，讲翼梢帆片以不同的撇角、倾角、扭角和位置设置在翼梢处，使它们形成一组相互交错，成螺旋线形分布的“翼梢小翼”，从而使之达到最佳的减阻、增升效果。从理论上讲，帆片的片数越多，减阻效果越显著，但由于帆片本身不仅产生部分升力，同时也产生一定的阻力，而且片数越多，增加的重量也越多。相对翼梢小翼，翼梢帆片用得较少。
申请号为201210508045.0的专利公开了一种固定翼通用飞机翼尖帆片装置，但是该发明的帆片的上反角和迎角时固定不变的，不能提高飞机不同的飞行姿态下的飞行性能。申请号为201510968294.1和201110317666.6的专利公开了一种可变安装角的翼梢小翼结构，采用L型梁或后掠角改变机构实现小翼的角度改变，但是小翼的减阻率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变形翼梢帆片，设置不同上反角的翼梢帆片可以使得飞机在飞行过程中的阻力大大降低。
实现本发明技术目的的技术方案为：一种变形翼梢帆片，包括一组翼梢帆片和翼梢帆片转动驱动机构；其中翼梢帆片包括前帆片、中帆片和后帆片，翼梢帆片转动驱动机构包括共用转轴、驱动转轴、舵机、若干摇臂组合；共用转轴为三段式转轴且通过支座设置于机翼表面上，每一翼梢帆片尾端分别设置于共用转轴对应的一段转轴上，舵机设置于机翼表面上，驱动转轴通过第一摇臂组合与舵机旋转轴连接，共用转轴的每段转轴分别通过相应的摇臂组合与驱动转轴连接；所述前帆片、中帆片和后帆片设置水平状态和常规状态两种状态：水平状态时，每一翼梢帆片的上反角都为0°；常规状态时，上反角和迎角不为0°且每一翼梢帆片的上反角角度不同。
采用上述变形翼梢帆片，第一摇臂组合包括第一驱动摇臂、驱动连杆和第二驱动摇臂，第一驱动摇臂的后端与舵机的旋转轴固定连接，驱动连杆的后端与第一驱动摇臂的前端转动连接，第二驱动摇臂的后端与驱动连杆的前端转动连接，第二驱动摇臂的前端与驱动转轴固定连接。
采用上述变形翼梢帆片，共用转轴与中帆片连接的中段转轴通过第三摇臂组合与驱动转连接，第二摇臂组合包括第一前帆片摇臂、前帆片连杆、第二前帆片摇臂，第一前帆片摇臂的后端与驱动转轴固定连接。前帆片连杆的后端与第一前帆片摇臂的前端转动连接，第二前帆片摇臂的后端与前帆片连杆的前端转动连接，第二前帆片摇臂的前端与共用转轴的前端转轴固定连接。
采用上述变形翼梢帆片，共用转轴与前帆片连接的前段转轴通过第二摇臂组合与驱动转轴连接，第三摇臂组合包括第一中帆片摇臂、中帆片连杆、第二中帆片摇臂，第一中帆片摇臂的后端与驱动转轴固定连接。中帆片连杆的后端与第一中帆片摇臂的前端转动连接，第二中帆片摇臂的后端与中帆片连杆的前端转动连接，第二中帆片摇臂的前端与共用转轴的中段转轴固定连接。
采用上述变形翼梢帆片，共用转轴与后帆片连接的后段转轴通过第四摇臂组合与驱动转轴连接，第四摇臂组合包括第一后帆片摇臂、第一后帆片连杆、第二后帆片摇臂、转轴、第二后帆片连杆、第三后帆片摇臂，第一后帆片摇臂的后端与驱动转轴固定连接，第一后帆片连杆的后端与第一后帆片摇臂的前端转动连接，第二后帆片摇臂的后端与第一后帆片摇臂的后端转动连接，第二后帆片摇臂的前端与转轴固定连接，转轴通过支座设置于机翼表面，第二后帆片连杆的后端与第二后帆片摇臂的前端转动连接，第三后帆片摇臂的后端与第二后帆片连杆的前端转动连接，第三后帆片摇臂的前端与共用转轴的后段转轴固定连接。
本发明变形翼梢帆片具有两种状态，水平状态和常规状态。当飞机处于盘旋或巡航状态时，翼梢帆片处于常规状态；当飞机处于起飞、降落、爬升、俯冲灯状态时，翼梢帆片向机翼展向外侧翻转至与机翼上表面成水平平滑过度状态。本发明通过翼梢帆片转动驱动机构实现多个帆片上反角和迎角的不同角度的改变。通过帆片角度的改变，飞机可以获得不同飞行状态下最好的飞行性能。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为翼梢帆片处于水平状态时的示意图。
图3为翼梢帆片处于常规状态时的示意图。
具体实施方式
结合图1，一种变形翼梢帆片，包括一组翼梢帆片和翼梢帆片转动驱动机构；其中翼梢帆片包括前帆片1、中帆片2和后帆片3，翼梢帆片转动驱动机构包括共用转轴4、驱动转轴21、舵机26、若干摇臂组合。共用转轴4为三段式转轴且通过支座设置于机翼表面上，每一翼梢帆片尾端分别设置于共用转轴4对应的一段转轴上，舵机26设置于机翼表面上，驱动转轴21通过第一摇臂组合与舵机26旋转轴连接，共用转轴4的每段转轴分别通过相应的摇臂组合与驱动转轴21连接。所述前帆片1、中帆片2和后帆片3设置水平状态和常规状态两种状态：水平状态时，每一翼梢帆片的上反角和迎角都为0°；常规状态时，上反角和迎角不为0°且每一翼梢帆片的上反角角度和迎角角度不同。
共用转轴4分为三段，且每一段都可以独立转动。共用转轴4通过支座15、16设置在机翼表面上，共用转轴4与支座15、16之间通过轴承连接。
第一摇臂组合包括第一驱动摇臂25、驱动连杆24和第二驱动摇臂23，第一驱动摇臂25的后端与舵机26的旋转轴固定连接，驱动连杆24的后端与第一驱动摇臂25的前端转动连接，第二驱动摇臂23的后端与驱动连杆24的前端转动连接，第二驱动摇臂23的前端与驱动转轴21固定连接。
共用转轴4与中帆片2连接的中段转轴通过第三摇臂组合与驱动转轴21连接，第二摇臂组合包括第一前帆片摇臂18、前帆片连杆10、第二前帆片摇臂7，第一前帆片摇臂18的后端与驱动转轴21固定连接。前帆片连杆10的后端与第一前帆片摇臂18的前端转动连接，第二前帆片摇臂7的后端与前帆片连杆10的前端转动连接，第二前帆片摇臂7的前端与共用转轴4的前端转轴固定连接。
共用转轴4与前帆片1连接的前段转轴通过第二摇臂组合与驱动转轴21连接，第三摇臂组合包括第一中帆片摇臂19、中帆片连杆11、第二中帆片摇臂8，第一中帆片摇臂19的后端与驱动转轴21固定连接。中帆片连杆11的后端与第一中帆片摇臂19的前端转动连接，第二中帆片摇臂8的后端与中帆片连杆11的前端转动连接，第二中帆片摇臂8的前端与共用转轴4的中段转轴固定连接。
由于后帆片3偏转角度小，因此通过第四摇臂组合驱动时，第四摇臂组合多设置一个转轴14，以减少每一摇杆的长度。共用转轴4与后帆片3连接的后段转轴通过第四摇臂组合与驱动转轴21连接，第四摇臂组合包括第一后帆片摇臂20、第一后帆片连杆17、第二后帆片摇臂13、转轴14、第二后帆片连杆12、第三后帆片摇臂9，第一后帆片摇臂20的后端与驱动转轴21固定连接，第一后帆片连杆17的后端与第一后帆片摇臂20的前端转动连接，第二后帆片摇臂13的后端与第一后帆片摇臂20的后端转动连接，第二后帆片摇臂13的前端与转轴14固定连接，转轴14通过支座设置于机翼表面，第二后帆片连杆12的后端与第二后帆片摇臂13的前端转动连接，第三后帆片摇臂9的后端与第二后帆片连杆12的前端转动连接，第三后帆片摇臂9的前端与共用转轴4的后段转轴固定连接。
改变摇杆7、8、13、18、19的长度，使得各帆片的上反角可以控制在以下范围内：
前帆片1的上反角转动范围为[0°,23°]，迎角转动范围为[0°,-5°]；
中帆片2的上反角转动范围为[0°,13°]，迎角转动范围为[0°,-3°]；
后帆片3的上反角转动范围为[0°,5°]，迎角转动范围为[0°,-1°]。
本发明还可以设置限位装置，该限位装置可以使得三段转轴在一定的转动角度范围内转动，以防止角度转动过大。限位装置可以为设置在转轴中的插件，当转轴转动至插件位置处被锁死。限位装置也可以是挡片，当转轴转动至一定角度后帆片被挡片阻挡。
Claims (6)
1.一种变形翼梢帆片，其特征在于，包括一组翼梢帆片和翼梢帆片转动驱动机构；其中翼梢帆片包括前帆片(1)、中帆片(2)和后帆片(3)，翼梢帆片转动驱动机构包括共用转轴(4)、驱动转轴(21)、舵机(26)、若干摇臂组合；
共用转轴(4)为三段式转轴且通过支座设置于机翼表面上，
每一翼梢帆片尾端分别设置于共用转轴(4)对应的一段转轴上，
舵机(26)设置于机翼表面上，
驱动转轴(21)通过第一摇臂组合与舵机(26)旋转轴连接，
共用转轴(4)的每段转轴分别通过相应的摇臂组合与驱动转轴(21)连接；
所述前帆片(1)、中帆片(2)和后帆片(3)设置水平状态和常规状态两种状态：
水平状态时，每一翼梢帆片的上反角都为0°；
常规状态时，上反角和迎角不为0°且每一翼梢帆片的上反角角度不同。
2.根据权利要求1所述的变形翼梢帆片，其特征在于，第一摇臂组合包括第一驱动摇臂(25)、驱动连杆(24)和第二驱动摇臂(23)，
第一驱动摇臂(25)的后端与舵机(26)的旋转轴固定连接，
驱动连杆(24)的后端与第一驱动摇臂(25)的前端转动连接，
第二驱动摇臂(23)的后端与驱动连杆(24)的前端转动连接，
第二驱动摇臂(23)的前端与驱动转轴(21)固定连接。
3.根据权利要求1所述的变形翼梢帆片，其特征在于，共用转轴(4)与中帆片(2)连接的中段转轴通过第三摇臂组合与驱动转轴(21)连接，第二摇臂组合包括第一前帆片摇臂(18)、前帆片连杆(10)、第二前帆片摇臂(7)，
第一前帆片摇臂(18)的后端与驱动转轴(21)固定连接。
前帆片连杆(10)的后端与第一前帆片摇臂(18)的前端转动连接，
第二前帆片摇臂(7)的后端与前帆片连杆(10)的前端转动连接，
第二前帆片摇臂(7)的前端与共用转轴(4)的前端转轴固定连接。
4.根据权利要求1所述的变形翼梢帆片，其特征在于，共用转轴(4)与前帆片(1)连接的前段转轴通过第二摇臂组合与驱动转轴(21)连接，第三摇臂组合包括第一中帆片摇臂(19)、中帆片连杆(11)、第二中帆片摇臂(8)，
第一中帆片摇臂(19)的后端与驱动转轴(21)固定连接。
中帆片连杆(11)的后端与第一中帆片摇臂(19)的前端转动连接，
第二中帆片摇臂(8)的后端与中帆片连杆(11)的前端转动连接，
第二中帆片摇臂(8)的前端与共用转轴(4)的中段转轴固定连接。
5.根据权利要求1所述的变形翼梢帆片，其特征在于，共用转轴(4)与后帆片(3)连接的后段转轴通过第四摇臂组合与驱动转轴(21)连接，第四摇臂组合包括第一后帆片摇臂(20)、第一后帆片连杆(17)、第二后帆片摇臂(13)、转轴(14)、第二后帆片连杆(12)、第三后帆片摇臂(9)，
第一后帆片摇臂(20)的后端与驱动转轴(21)固定连接，
第一后帆片连杆(17)的后端与第一后帆片摇臂(20)的前端转动连接，
第二后帆片摇臂(13)的后端与第一后帆片摇臂(20)的后端转动连接，
第二后帆片摇臂(13)的前端与转轴(14)固定连接，
转轴(14)通过支座设置于机翼表面，
第二后帆片连杆(12)的后端与第二后帆片摇臂(13)的前端转动连接，
第三后帆片摇臂(9)的后端与第二后帆片连杆(12)的前端转动连接，
第三后帆片摇臂(9)的前端与共用转轴(4)的后段转轴固定连接。
6.根据权利要求1所述的变形翼梢帆片，其特征在于，翼梢帆片的上反角转动范围分别为：
前帆片(1)的上反角转动范围为[0°,23°]；
中帆片(2)的上反角转动范围为[0°,13°]；
后帆片(3)的上反角转动范围为[0°,5°]。
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| CN108891569A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-27 | 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） | 一种可变翼型船用风帆 |
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