CN109625243B - 一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置，所述气动辅助驱动装置设置为两个导流片，所述导流片相对固定于一折叠翼片的后缘翼尖上；所述导流片包括前边、后边、侧边、第一折边和第二折边，所述导流片上开设有第一气流孔和第二气流孔，所述第一气流孔和所述第二气流孔为漏斗形，所述第一气流孔设置于所述导流片的第一端，所述第二气流孔设置于所述导流片的第二端，所述第一气流孔和所述第二气流孔贯通所述导流片，所述第一气流孔和所述第二气流孔的中心线平行。本发明的折叠翼面展开气动辅助驱动装置，不仅增加翼面展开的可靠性，还提升了飞行器的空间利用率，便于飞行器轻量化小型化的设计。

Description

一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置。
背景技术
为了满足航空飞行器具有紧凑的结构外形，折叠翼面布局得到广泛应用，其功用是在飞行器开始工作前，翼面折叠起来与承载装置相适应，飞行器开始工作后，在驱动装置作用下自动展开到位，产生升力，保证飞行器的稳定性与操纵性。
折叠翼面的展开力矩由驱动装置提供，按驱动方式可以分为弹性元件驱动式、燃气动力驱动式、液压动力驱动式等。燃气和液压驱动式展开驱动，展开迅速、动力大，展开到位可靠度高，然而需要弹簧、燃气筒、液压筒、电机等能量转化装置，结构复杂，且占用飞行器内部的空间，对小型化、低成本、可靠性等设计要求造成负面压力；弹性元件驱动展开折叠翼面以弹簧的弹力为动力展开翼面，结构简单，无需动力装置，但是弹簧产生的弹性力矩不足以驱动翼面的展开。
发明内容
本发明提供了一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置，其目的是为了解决折叠翼面的弹性元件驱动装置展开力矩不足，而燃气和液压驱动式展开驱动且结构组件在飞行器中占用空间大，不利于飞行器小型化和可靠性设计的问题，
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置，所述气动辅助驱动装置设置为两个导流片，所述导流片相对固定于一折叠翼片的后缘翼尖上；
所述导流片包括前边、后边、侧边、第一折边和第二折边，所述导流片上开设有第一气流孔和第二气流孔，所述第一气流孔和所述第二气流孔为漏斗形，所述第一气流孔设置于所述导流片的第一端，所述第二气流孔设置于所述导流片的第二端，所述第一气流孔和所述第二气流孔贯通所述导流片，所述第一气流孔和所述第二气流孔的中心线平行。
其中，所述前边与所述后边平行且均垂直与所述侧边，所述前边与所述第一折边的夹角为110°，所述后边与所述第二折边的夹角为160°。
其中，所述导流片的第一端面设置为坡面，所述坡面与水平面夹角为2.16°。
其中，所述导流片的侧边与所述折叠翼片的后缘对齐，所述导流片的第二端面与所述折叠翼片表面贴合固定。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明的上述实施例所述的一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置，通过在折叠翼后缘的翼尖处安装导流片，利用飞行器工作时产生的气动力，配合驱动装置的展开力矩，进一步提供展开过程中所受到的轴向力以及相对折叠翼片转轴的阻力矩驱使折叠翼面展开。本发明的折叠翼面展开气动辅助驱动装置，不仅增加翼面展开的可靠性，还减少了传统展开装置的尺寸和作动能量，极大地提升了飞行器的空间利用率，增加了飞行器的负载空间，便于飞行器轻量化小型化的设计。
附图说明
图1是本发明的一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置的示意图；
图2是本发明的一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置的A-A线剖视图；
图3是本发明的一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置的B-B线剖视图；
图4是本发明的装置有折叠翼面展开气动辅助驱动装置的舵翼折叠图；
图5是本发明的装置有折叠翼面展开气动辅助驱动装置的舵翼展开图。
【附图标记说明】
1-前边；2-后边；3-侧边；4-第一折边；5-第二折边；6-第一气流孔；7-第二气流孔；8-第一端面；9-第二端面；10-导流片；11-折叠翼片；12-翼盒。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对解决折叠翼面的弹性元件驱动装置展开力矩不足，而燃气和液压驱动式展开驱动且结构组件在飞行器中占用空间大，不利于飞行器小型化和可靠性设计的问题，提供了一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置。
如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置，所述气动辅助驱动装置设置为两个导流片10，所述导流片10相对固定于一折叠翼片11的后缘翼尖上；所述导流片10包括前边1、后边2、侧边3、第一折边4和第二折边5，所述导流片10上开设有第一气流孔6和第二气流孔7，所述第一气流孔6和所述第二气流孔为漏斗形，所述第一气流孔6设置于所述导流片10的第一端，所述第二气流孔7设置于所述导流片10的第二端，所述第一气流孔6和所述第二气流孔7贯通所述导流片10，所述第一气流孔6和所述第二气流孔7的中心线平行。
本发明的上述实施例所述的导流片10相对地固定在后缘翼尖上，当飞行器启动开始飞行时，折叠翼片11在翼盒12内装置的涡卷弹簧卷缩力矩下，涡卷弹簧发生回复，驱动折叠翼片11向翼盒12外侧展开，此时，飞行器高速飞行过程中，气流冲击翼尖处导流片10的第一折边4和第二折边5分别产生侧向力，侧向力在翼尖上合成辅助驱动力，辅助驱动力到折叠翼片11根部转动点的力臂增大，从而辅助驱动力力矩成倍增加，保证折叠翼片11能够迅速展开到位。
进一步地，导流片10上开设的第一气流孔6和第二气流孔7，贯通导流片10，呈漏斗形，第一气流孔6和第二气流孔7的中心线相互平行，飞行器启动飞行过程中，部分气流掠过第一折边4和第二折边5，在导流片10上流过，进入第一气流孔6和第二气流孔7，在第一气流孔6和第二气流孔7的孔体内形成涡流气旋，涡流气旋从第一气流孔6和第二气流孔7的漏斗口切向各方向不断溢出，在翼尖上产生切向阻力，切向阻力进一步驱动折叠翼片11向翼盒12外侧展开。
如图1所示，所述前边1与所述后边2平行且均垂直与所述侧边3，所述前边1与所述第一折边4的夹角为110°，所述后边2与所述第二折边5的夹角为160°。
如图3所示，所述导流片10的第一端面8设置为坡面，所述坡面与水平面夹角为2.16°。
本发明的上述实施例的导流片10的前边1与第一折边4的夹角为110°，后边2与第二折边5的夹角为160°，前边1与后边2平行且均垂直与侧边3，则即第一折边4与第二折边5也互相垂直，当气流冲击第一折边4时产生与第一折边4垂直的侧向力，气流冲击第一折边4时产生与第一折边4垂直的侧向力，两侧向力也互相垂直，合成辅助驱动力，折叠翼片11展开过程中，此辅助驱动力方向始终垂直于翼尖到翼根的力臂，可最大化地提供的辅助驱动力力矩，加速折叠翼片11地展开。
进一步地，导流片10的第一端面8的坡面角度设置为2.16°，可以使导流片10在翼片展开过程中，始终受到与气流方向相反的轴向力，该轴向力可分解为垂直于导流片10坡面的分力，该分力可产生与折叠翼片11展开方向相同的转动力矩，进而辅助折叠翼片11展开。
如图4和图5所示，所述导流片10的侧边3与所述折叠翼片11的后缘对齐，所述导流片10的第二端面9与所述折叠翼片11表面贴合固定。
两个导流片10为平板钢片，通过螺栓穿过第一气流孔6和第二气流孔7的孔底拧紧固定在折叠翼片11上，两个导流片10夹着折叠翼片11，导流片10的侧边3与折叠翼片11的后缘对齐，导流片10的大小由折叠翼片11大小和展开条件决定，在辅助折叠翼片11展开的同时又保证体积小巧易于装配。
本发明实施例中的导流片10作为气动辅助驱动装置装配在飞行器的尾舵翼上，飞行器的舵面折叠形式采用翼面从根部轴向折叠的形式，尾舵翼主要由折叠翼片11和翼盒12组成，折叠翼片11通过转轴连接在翼盒12上，翼盒12内安装有展开驱动装置，展开驱动装置中的涡卷弹簧套设在转轴上，当折叠翼片11收拢时，涡卷弹簧产生卷缩力，当折叠翼片11展开时，卷缩力释放，展开过程中涡卷弹簧能稳定提供小于2N·m的展开力矩，气动辅助伸展驱动装置同时提供辅助力矩，通过实验测试辅助力矩，结果如表1所示：
表1气动辅助驱动装置对于折叠尾舵转轴所产生的辅助力矩
Ma H al M
0.6 500 0 3.66289
0.8 500 0 5.11870
0.9 500 0 6.66437
0.95 500 0 7.50653
1.1 500 0 18.10460
1.2 500 0 20.52511
(注：Ma为马赫数；H为海拔高度；al为迎角、M为辅助力矩)
由表1可见本发明实施例中的气动辅助驱动装置辅助展开力矩远大于涡卷弹簧所能提供的力矩，说明所以位于翼尖处的导流片10产生了足够大的气动力矩，增加翼面展开的可靠性，同时减少位于翼根处的展开驱动装置的尺寸设计，实现了飞行器的小型化，本发明制造成本极低，应用前景广泛。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种折叠翼面展开气动辅助驱动装置，其特征在于，所述气动辅助驱动装置设置为两个导流片，所述导流片相对固定于一折叠翼片的后缘翼尖上；
所述导流片包括前边、后边、侧边、第一折边和第二折边，所述导流片上开设有第一气流孔和第二气流孔，所述第一气流孔和所述第二气流孔为漏斗形，所述第一气流孔设置于所述导流片的第一端，所述第二气流孔设置于所述导流片的第二端，所述第一气流孔和所述第二气流孔贯通所述导流片，所述第一气流孔和所述第二气流孔的中心线平行；
所述导流片的侧边与所述折叠翼片的后缘对齐，所述导流片的第二端面与所述折叠翼片表面贴合固定。
2.根据权利要求1所述的折叠翼面展开气动辅助驱动装置，其特征在于，所述前边与所述后边平行且均垂直于所述侧边，所述前边与所述第一折边的夹角为110°，所述后边与所述第二折边的夹角为160°。
3.根据权利要求1所述的折叠翼面展开气动辅助驱动装置，其特征在于，所述导流片的第一端面设置为坡面，所述坡面与水平面夹角为2.16°。
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