CN110683033B - 一种可调距式旋翼 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞行器机翼技术领域，具体涉及一种可调距式旋翼。本发明在翼型的迎流段布置了可旋转前缘部分，可以根据流场的工况需求通过控制装置改变前缘部分的选转角度。同时在翼的来流段也布置可调距装置，通过电力推进的作用把前缘结构根据流场进行不同程度的伸缩，且前缘结构的旋转和伸展可以由控制装备同时来改变。区别于传统翼型的固定攻角，本发明采用内部槽结构，有效改善了传统翼型非周期和不对称流的特性，实现在较高攻角下的稳定流量控制，提升了翼型的升力，翼型上的前缘结构导致失速特性得到改善。本发明具有结构简单、节能减阻效果好的特点，在飞机和水下潜器上具有良好的实际应用前景。

Description

一种可调距式旋翼
技术领域
本发明属于飞行器机翼技术领域，具体涉及一种可调距式旋翼。
背景技术
翼的作用主要是产生升力，并保证一定的稳定和操纵性。飞机正常航行时，普通机翼主要表现为提供有限的升力，并产生非稳定和不对称的流场。在实现进一步的提升翼型性能的大背景下，考虑减少失速效应，并减少阻力效应，提高升力系数，开发一种高效的翼是非常有必要且十分有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供在保证具有常规翼操纵性能的前提下，实现流场的对称性，进而减小翼的阻力并提高失速性能的一种可调距式旋翼。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括前缘部分和主翼部分，所述的主翼部分内部设有电机；所述的前缘部分的翼纵剖面上开设有转动槽，在转动槽中设有转动轴；所述的电机的输出端与伸缩轴连接；所述的伸缩轴末端连接在转动轴上；所述的伸缩轴上安装有舵机；所述的舵机的输出端与舵机转盘连接；所述的舵机转盘通过连杆与前缘部分连接。
本发明还可以包括：
所述的舵机的输出端连接在舵机转盘的中部；所述的舵机转盘边缘处设有两根连杆，两根连杆的末端分别固定在前缘部分的翼纵剖面上。
本发明的有益效果在于：
本发明在保证具有常规翼操纵性能的前提下，通过前缘结构旋转和伸缩的结合方式，使翼产生槽型通气，实现流场的对称性，进而减小翼的阻力，并提高失速性能。
本发明在翼型的迎流段布置了可旋转前缘部分，可以根据流场的工况需求通过控制装置改变前缘部分的选转角度。同时在翼的来流段也布置可调距装置，通过电力推进的作用把前缘结构根据流场进行不同程度的伸缩，且前缘结构的旋转和伸展可以由控制装备同时来改变。区别于传统翼型的固定攻角，本发明采用内部槽结构，有效改善了传统翼型非周期和不对称流的特性，实现在较高攻角下的稳定流量控制，提升了翼型的升力，翼型上的前缘结构导致失速特性得到改善。本发明具有结构简单、节能减阻效果好的特点，在飞机和水下潜器上具有良好的实际应用前景。
附图说明
图1为一种可调距式旋翼的整体结构示意图。
图2为一种可调距式旋翼的正视图。
图3为一种可调距式旋翼的俯视图。
图4为一种可调距式旋翼的侧面剖面图。
图5为一种可调距式旋翼的俯视剖面图。
图6为一种可调距式旋翼的俯视剖面放大图。
图7为一种可调距式旋翼的侧面剖面放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明涉及一种高效的可调距式旋翼，是对传统翼型的一种改进，包括前缘部分1和主翼部分2。主翼部分内部设有电机8，前缘部分的翼纵剖面上开设有转动槽15，在转动槽中设有转动轴5，如图5、图6和图7所示，转动轴5从前缘部分左端贯穿至前缘部分右端。电机8的输出端与伸缩轴4连接，伸缩轴末端连接在转动轴上，伸缩轴4可通过铰链连接的方式同前缘部分的转动轴5进行链接，通过制动伸缩轴，实现前缘部分的伸缩。伸缩轴上安装有舵机10，可通过在伸缩轴上安装肋板9，然后在肋板上安装舵机，舵机刚性固定在电动推杆上，为了使舵机能很流畅的转动，可在舵机轴上安装弹性装置，实现控制旋转角度顺利的回转。舵机的位置随伸缩轴的伸缩而变化，可实现伸缩轴4的伸缩连带控制，舵机和电机深埋在主翼部分内部，不妨碍流体通过。舵机的输出端通过舵机转轴14连接在舵机转盘7的中部，舵机转盘边缘处设有两根舵机连杆3，两根舵机连杆的末端分别固定在前缘部分的翼纵剖面上。当伸缩轴处于初始位置即长度最短时，前缘部分与主翼部分可以无缝对接，合成完整的流线型机翼。前缘部分1的旋转由舵机10主动控制，舵机连杆3通过连带转动，实现前缘部分的转动。在前缘部分转动的过程中，伸缩轴4锁定舵机位置，保证控制前缘部分旋转角度的准确性。通过前缘部分的伸缩和旋转构建的内部槽型结构6，实现了流体的分流，降低了阻力系数，提升了升力系数。
本发明在保证具有常规翼操纵性能的前提下，通过前缘部分旋转和伸缩的结合方式，使翼产生槽型通气，实现流场的对称性，进而减小翼的阻力，并提高失速性能。翼前缘部分后迎流段布置了内部槽型结构6，通过电机控制伸缩轴的实现内部槽道的伸缩，解决传统翼型上的非周期和不对称流问题。并通过舵机实现前缘部分的旋转，使转捩点后移，有效的降低了失速现象，增加了升阻比。此种翼的前缘部分伸展由伸缩轴4完成；前缘部分的旋转角度由舵机10控制舵机转盘7带动前缘部分实现，由此形成的内部槽型结构6实现流体的传输。翼剖面是一种对称型机翼，翼内部槽道结构贯通翼纵剖面，调节前缘部分的控制装置位于主舵体中纵剖面。
根据不同工况的需要，要改变内部槽型结构6的开闭情况，这一过程是通过前缘部分的伸缩量与旋转角度来完成的，以槽型空间扩大为例，当电机与伸缩轴4正常工作时，伸缩轴4将前缘部分推离主翼部分2一定距离，就实现了一定空间的槽型，伸缩轴4的持续伸展，就实现了槽型空间的不断扩大。当槽型空间确定后，伸缩轴4处于关闭(锁死)状态，当需要调整前缘结构角度值时，通过舵机带动舵机连杆3旋转(顺时针或逆时针均可)，进而前缘部分绕转动轴5旋转，以此带动前缘部分实现一定的角度旋转。当需要恢复初始角度值时，只需将舵机相反方向转动即可，同时收缩伸缩轴长度，这样即可达到减少槽型空间的功能，旋转角度复位和伸缩轴复位后，该翼型即表现为常规对称翼型。
前缘部分形成的槽型空间将会提高翼型的失速性能，可以在更大的迎角范围内提升升力系数，降低阻力系数，进而增加升阻比。通过槽型结构的流体导入使得流体分布表现为周期性，实现了较高攻角情况下的流场稳定性，解决了传统翼型上常发生的非周期型和不对称流动问题。
本发明在翼型的迎流段布置了可旋转的前缘部分，可以根据流场的工况(不同来流速度及攻角时剖面翼型的转捩点位置不同)需求通过控制装置改变前缘部分的旋转角度；同时在翼的来流段布置有调距装置电机，通过伸缩轴4将前缘部分根据流场进行不同程度的伸缩，且前缘部分的旋转和伸展可以同时改变。前缘部分通过旋转和伸展的组合运动模型，区别于传统翼型的固定攻角，采用内部槽结构，将会提升翼型的升力，翼型上的前缘结构导致失速特性得到改善。同时，采用内部槽结构，有效改善了传统翼型非周期和不对称流的特性，实现在较高攻角下的稳定流量控制。本发明具有结构简单、节能减阻效果好的特点，在飞机和水下潜器上具有良好的实际应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种可调距式旋翼，包括前缘部分和主翼部分，其特征在于：所述的主翼部分内部设有电机；所述的前缘部分的翼纵剖面上开设有转动槽，在转动槽中设有转动轴；所述的电机的输出端与伸缩轴连接；所述的伸缩轴末端连接在转动轴上；所述的伸缩轴上安装有舵机；所述的舵机的输出端与舵机转盘连接；所述的舵机转盘通过连杆与前缘部分连接；所述的舵机的输出端连接在舵机转盘的中部；所述的舵机转盘边缘处设有两根连杆，两根连杆的末端分别固定在前缘部分的翼纵剖面上；当伸缩轴处于初始位置即长度最短时，前缘部分与主翼部分无缝对接，合成完整的流线型机翼；前缘部分的旋转由舵机主动控制，舵机连杆通过连带转动，实现前缘部分的转动；在前缘部分转动的过程中，伸缩轴锁定舵机位置，保证控制前缘部分旋转角度的准确性；通过前缘部分的伸缩和旋转构建的内部槽型结构，实现了流体的分流，降低了阻力系数，提升了升力系数。
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