CN110435872A - 飞行器的机翼 - Google Patents

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Abstract

一种用于飞行器(1)的机翼(3)，所述机翼包括：固定机翼(5)，可折叠机翼尖端部分(9)，以及致动单元(19)。提供一种具有复杂度和重量减小的致动单元的机翼的目的的实现在于，致动单元(19)安排在固定机翼(5)处、并且经由链接机构(21)联接至可折叠机翼尖端部分(9)，该链接机构包括第一连杆元件(23)和第二链接元件(25)，其中，所述第一链接元件(23)安装至所述致动单元(19)的可旋转输出部(27)、并且经由第二铰链(29)可旋转地联接至所述第二链接元件(25)，并且其中，所述第二链接元件(25)经由第三铰链(31)可旋转地联接至所述可折叠机翼尖端部分(9)。

Description

飞行器的机翼
技术领域
本发明涉及一种用于飞行器的机翼，更具体地涉及一种包括固定机翼和可折叠机翼尖端部分的可折叠机翼。本发明的另一个方面涉及一种包括这种机翼的飞行器。
背景技术
这种机翼包括用于安装至机身的固定机翼，以及经由一个或多个第一铰链安装至固定机翼的可折叠机翼尖端部分，该一个或多个第一铰链围绕第一铰链轴线在伸展位置与折叠位置之间可旋转，在该伸展位置，可折叠机翼尖端部分延伸作为固定机翼的、优选地与固定机翼在共同平面中的连续延伸部，在该折叠位置，可折叠机翼尖端部分向上或向后延伸，以便与该伸展位置相比减小飞行器的整体跨度。具体地，当可折叠机翼尖端部分向上可折叠时，第一铰链轴线在水平面中延伸、和/或与翼弦线平行地延伸、和/或与机翼表面平行地延伸、和/或在飞行器的飞行方向上延伸。可替代地，当可折叠机翼尖端部分向后可折叠时，第一铰链轴线在竖直方向上延伸、和/或在机翼深度方向上延伸、和/或在横向或垂直于机翼表面的方向上延伸。
进一步，机翼包括致动单元，该致动单元用于致动可折叠机翼尖端部分相对于固定机翼围绕第一铰链轴线移动，即，使该可折叠机翼尖端部分在伸展位置与折叠位置之间移动。可以电动地和/或液压地向致动单元提供动力。
开发可折叠机翼以便在机动期间和停放在地面上期间降低飞行器的空间需求。一旦飞行器已经着陆，机翼的可折叠机翼尖端部分就向上或向后折叠起来，从而由此减小飞行器的整体跨度。
在本领域中已经提出了致动单元的不同设计。总体上，致动单元应当设计成足够强力以使可折叠机翼尖端部分在伸展位置与折叠位置之间可靠地移动，但是同时要具有最小的重量和复杂度以便降低与飞行器相关的成本。
发明内容
相应地，本发明的目的是提供一种具有复杂度和重量减小的致动单元的机翼。
此目的的实现在于，致动单元被安排或安装在固定机翼上、并且经由链接机构联接至可折叠机翼尖端部分，该链接机构至少包括第一链接元件和第二链接元件。第一链接元件以其第一端部固定地安装至致动单元的可旋转输出部、优选地为可旋转输出轴，并且以其相反的第二端部经由与输出部间隔开的第二铰链可旋转地联接至第二链接元件的第一端部。以这种方式，第一链接元件可以形成安装至输出部并且与其一起旋转的驱动臂。进一步，第二链接元件以其相反的第二端部经由与第二铰链间隔开的第三铰链可旋转地联接至可折叠机翼尖端部分。这种链接机构与第一铰链一起形成四连杆机构，这涉及用于将致动载荷传递到可折叠机翼尖端部分的特别有利的运动学，并且因此，允许缩小致动单元的尺寸，即降低其复杂度和重量。
可替代地，致动单元和链接机构的安排也可以颠倒，使得致动单元安排在可折叠机翼尖端部分处并且经由链接机构联接至固定机翼，其中，第二链接元件经由第三铰链可旋转地联接至固定机翼。这种替代性安排也解决了本发明的上述问题。
根据优选实施例，所述输出部围绕输出轴线旋转，所述第二铰链限定第二铰链轴线，并且所述第三铰链限定第三铰链轴线。进一步地，所述输出轴线和/或所述第二铰链轴线和/或所述第三铰链轴线与所述第一铰链轴线平行地延伸。这涉及链接机构的特别简单且有效的设计。
根据进一步优选的实施例，所述第三铰链在所述可折叠机翼尖端部分的尖端厚度方向上与所述第一铰链间隔开。以这种方式，形成了特别高效的四连杆机构。
尤其优选的是，至少在所述可折叠机翼尖端部分的伸展位置，第三铰链被定位成相对于处于地面上的正常位置的飞行器的伸展位置中的可折叠机翼尖端部分的尖端厚度方向低于第一铰链，其中，第一铰链轴线优选地在飞行方向或翼弦方向上延伸。以这种方式，当可折叠机翼尖端部分向折叠位置向上移动时，链接机构推动该可折叠机翼尖端部分，这是有利的，因为它需要来自致动单元的特别低的致动器负载。
根据另一个优选实施例，相对于所述可折叠机翼尖端部分的尖端跨度方向，所述第三铰链与所述可折叠机翼的尖端部分的尖端点之间的距离大于所述第一铰链与所述尖端点之间的距离。尖端点涉及可折叠机翼尖端部分的最远离机身最远的最外侧点。以这种方式，形成了仅需要最小致动器负载的特别高效的四连杆机构。
尤其优选的是，所述第三铰链经由杆固定地安装至所述可折叠机翼尖端部分，所述杆背离所述可折叠机翼尖端部分的与所述尖端点相反的内侧延伸。这种杆靠近致动单元的输出部延伸，并且引起了有利的运动学，其中，所需的致动器负载是处于最小值。
根据进一步优选的实施例，所述输出部至少在所述固定机翼的跨度方向上与所述第一铰链间隔开。以这种方式，形成了仅需要最小致动器负载的特别高效的四连杆机构。
根据又一优选实施例，所述输出部与所述第二铰链之间的距离同所述第一铰链与所述第三铰链之间的距离的比例小于1，优选地小于0.9，进一步优选地小于0.8，进一步优选地小于0.7。以这种方式，可以减小致动力，并且可以缩小致动单元的尺寸。
根据又一优选实施例，所述输出部与所述第一铰链之间的距离同所述第一铰链与所述第三铰链之间的距离的比例在0.3与0.6之间，优选地在0.4与0.5之间，进一步优选大约为0.42。以这种方式，可以减小致动力，并且可以缩小致动单元的尺寸。
根据又一优选实施例，当所述可折叠机翼尖端部分在所述伸展位置与所述折叠位置之间移动时，所述第一链接元件旋转大致120°与180°之间的角度，优选地是130°与170°之间的角度，进一步优选地是140°与160°之间的角度，进一步优选地是大约150°的角度，而所述可折叠机翼尖端部分旋转大致70°与100°之间的角度，优选地是80°与100°之间的角度，进一步优选是大约90°的角度。以这种方式，可以减小致动力，并且可以缩小致动单元的尺寸。
根据又一优选实施例，至少在可折叠机翼尖端部分的伸展位置，第三铰链被定位成相对于固定机翼的厚度方向低于输出部，其中，第一铰链轴线优选地在飞行方向或翼弦方向上延伸。以这种方式，形成了仅需要最小致动器负载的特别高效的四连杆机构。
本发明的另外的方面涉及一种飞行器，所述飞行器包括根据上述实施例中任一项所述的机翼。上述与机翼相关的特征和效果相应地适用于该飞行器。
附图说明
在下文中，通过附图以更详细的方式描述了本发明的优选实施例。附图说明
图1根据本发明的实施例的飞行器的透视图，
图2图1中所示出的机翼的详细透视图，着重于致动单元和链接机构，
图3图1中所示出的机翼的示意性功能展示，其中，可折叠机翼尖端部分处于伸展位置，并且
图4如图3中所示出的机翼的示意性功能展示，其中，可折叠机翼尖端部分处于折叠位置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例的示例性飞行器1。飞行器1包括可折叠机翼3，该可折叠机翼包括安装在机身7上的固定机翼5以及可移动地安装在固定机翼5上的可折叠机翼尖端部分9。
图2至图4更详细地展示了图1中所示出的飞行器1的机翼3。可折叠机翼尖端部分9经由第一铰链11安装至固定机翼5，该第一铰链围绕第一铰链轴线13在伸展位置15(参见图2和图3)与折叠位置17(参见图4)之间可旋转。在伸展位置15，可折叠机翼尖端部分9延伸作为固定机翼5的、在与固定机翼5的共同平面中的连续延伸部，其中，在折叠位置17，可折叠机翼尖端部分9向上延伸以便降低飞行器1的整体跨度。铰链轴线13与翼弦线平行地并且在飞行器1的飞行方向上延伸。
进一步，机翼3包括致动单元19，该致动单元用于使可折叠机翼尖端部分9围绕铰链轴线13相对于固定机翼5移动。致动单元19安排在固定机翼5处、并且经由链接机构21联接至可折叠机翼尖端部分9，该链接机构包括第一链接元件23和第二链接元件25。第一链接元件23以其第一端部固定地安装至致动单元19的可旋转输出部27，并且以其相反的第二端部经由与输出部27间隔开的第二铰链29可旋转地联接至第二链接元件25的第一端部。进一步，第二链接元件25以其相反的第二端部经由与第二铰链29间隔开的第三铰链31可旋转地联接至可折叠机翼尖端部分9。链接机构21与第一铰链11一起形成四连杆机构。
输出部27限定输出轴线33，第二铰链29限定第二铰链轴线35，并且第三铰链31限定第三铰链轴线37，其中输出轴线33、第二铰链轴线35和第三铰链轴线37与第一铰链轴线13平行地延伸。
第三铰链31在可折叠机翼尖端部分9的尖端厚度方向39上与第一铰链11间隔开，其中，至少在可折叠机翼尖端部分9的伸展位置15，第三铰链31被定位成相对于处于地面上的正常位置的飞行器1的可折叠机翼尖端部分9的尖端厚度方向39低于第一铰链11。这意味着，当可折叠机翼尖端部分9向折叠位置17向上移动时，链接机构21推动该可折叠机翼尖端部分。
相对于可折叠机翼尖端部分9的尖端跨度方向43，第三铰链31与可折叠机翼尖端部分9的尖端点41之间的距离大于第一铰链11与尖端点41之间的距离。这是因为第三铰链31经由杆45固定地安装至可折叠机翼尖端部分9，该杆背离可折叠机翼尖端部分9的与尖端点41相反的内侧47延伸。
输出部27在固定机翼5的跨度方向49上与第一铰链11间隔开。进一步，其中，输出部27与第二铰链29之间的距离同第一铰链11与第三铰链31之间的距离的比例大约为0.8。输出部27与第一铰链11之间的距离同第一铰链11与第三铰链31之间的距离的比例大约为0.42。并且，在可折叠机翼尖端部分9的伸展位置15和折叠位置17两者中，第三铰链31被定位成相对于固定机翼5的厚度方向51低于输出部27。
当可折叠机翼尖端部分9在伸展位置15与折叠位置17之间移动时，第一链接元件23旋转大致约150°的角度，而可折叠机翼尖端部分9旋转大致约90°的角度。

Claims (13)

1.一种飞行器(1)的机翼(3)，所述机翼包括：
固定机翼(5)，
可折叠机翼尖端部分(9)，所述可折叠机翼尖端部分经由第一铰链(11)安装至所述固定机翼(5)，所述可折叠机翼尖端部分围绕第一铰链轴线(13)在伸展位置(15)与折叠位置(17)之间可旋转，以及
致动单元(19)，所述致动单元用于致动所述可折叠机翼尖端部分(9)围绕所述第一铰链轴线(13)移动，
其特征在于，
所述致动单元(19)被安排在所述固定机翼(5)和所述可折叠机翼尖端部分(9)中的一者处、并且经由链接机构(21)联接至所述固定机翼(5)和所述可折叠机翼尖端部分(9)中的另一者，所述链接机构包括第一链接元件(23)和第二链接元件(25)，
所述第一链接元件(23)安装至所述致动单元(19)的可旋转输出部(27)、并且经由第二铰链(29)可旋转地联接至所述第二链接元件(25)，并且
所述第二链接元件(25)经由第三铰链(31)可旋转地联接至所述固定机翼(5)和所述可折叠机翼尖端部分(9)中的另一者。
2.根据权利要求1所述的机翼，其中，所述致动单元(19)被安排在所述固定机翼(5)处、并且经由所述链接机构(21)联接至所述可折叠机翼尖端部分(9)，其中，所述第二链接元件(25)经由所述第三铰链(31)可旋转地联接至所述可折叠机翼尖端部分(9)。
3.根据权利要求1或2所述的机翼，其中，所述输出部(27)围绕输出轴线(33)旋转，其中，所述第二铰链(29)限定第二铰链轴线(35)，并且其中，所述第三铰链(31)限定第三铰链轴线(37)，并且
其中，所述输出轴线(33)和/或所述第二铰链轴线(35)和/或所述第三铰链轴线(37)与所述第一铰链轴线(13)平行地延伸。
4.根据权利要求2或在从属于权利要求2时的权利要求3所述的机翼，其中，所述第三铰链(31)在所述可折叠机翼尖端部分(9)的尖端厚度方向(39)上与所述第一铰链(11)间隔开。
5.根据权利要求4所述的机翼，其中，当从所述可折叠机翼尖端部分(9)的尖端厚度方向(39)上观察时，至少在所述可折叠机翼尖端部分(9)的伸展位置(15)，所述第三铰链(31)被定位成低于所述第一铰链(11)。
6.根据权利要求2与在从属于权利要求2时的权利要求3至5中任一项所述的机翼，其中，当从所述可折叠机翼尖端部分(9)的尖端跨度方向(43)上观察时，所述第三铰链(31)与所述可折叠机翼的尖端部分(9)的尖端点(41)之间的距离大于所述第一铰链(11)与所述尖端点(41)之间的距离。
7.根据权利要求6所述的机翼，其中，所述第三铰链(31)经由杆(45)固定地安装至所述可折叠机翼尖端部分(9)，所述杆背离所述可折叠机翼尖端部分(9)的内侧(47)延伸。
8.根据权利要求2与在从属于权利要求2时的权利要求3至7中任一项所述的机翼，其中，所述输出部(27)在所述固定机翼(5)的跨度方向(49)上与所述第一铰链(11)间隔开。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机翼，其中，所述输出部(27)与所述第二铰链(29)之间的距离同所述第一铰链(11)与所述第三铰链(31)之间的距离的比例小于1，优选地小于0.9，进一步优选地小于0.8，进一步优选地小于0.7。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的机翼，其中，所述输出部(27)与所述第一铰链(11)之间的距离同所述第一铰链(11)与所述第三铰链(31)之间的距离的比例在0.3与0.6之间，优选地在0.4与0.5之间，进一步优选大约为0.42。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的机翼，其中，当所述可折叠机翼尖端部分(9)在所述伸展位置(15)与所述折叠位置(17)之间移动时，所述第一链接元件(23)旋转大致120°与180°之间的角度，优选地是130°与170°之间的角度，进一步优选地是140°与160°之间的角度，进一步优选地是大约150°的角度，而所述可折叠机翼尖端部分(9)旋转大致70°与100°之间的角度，优选地是80°与100°之间的角度，进一步优选是大约90°的角度。
12.根据权利要求2与在从属于权利要求2时的权利要求3至11中任一项所述的机翼，其中，当从所述固定机翼(5)的厚度方向(51)上观察时，至少在所述可折叠机翼尖端部分(9)的伸展位置(15)，所述第三铰链(31)被定位成低于所述输出端(27)。
13.一种飞行器(1)，所述飞行器包括根据权利要求1至12中任一项所述的机翼(3)。
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