CN110920853A - 一种可伸缩飞艇机翼 - Google Patents

一种可伸缩飞艇机翼 Download PDF

Info

Publication number
CN110920853A
CN110920853A CN201911234403.1A CN201911234403A CN110920853A CN 110920853 A CN110920853 A CN 110920853A CN 201911234403 A CN201911234403 A CN 201911234403A CN 110920853 A CN110920853 A CN 110920853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
airship
wing
air bag
rib
length direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911234403.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王琪
朱强
肖鹏
何巍
刘翀
王雪明
熊伟
顾文华
马晶晶
罗宇辉
杨文涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Special Vehicle Research Institute
Original Assignee
China Special Vehicle Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Special Vehicle Research Institute filed Critical China Special Vehicle Research Institute
Priority to CN201911234403.1A priority Critical patent/CN110920853A/zh
Publication of CN110920853A publication Critical patent/CN110920853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/58—Arrangements or construction of gas-bags; Filling arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明属于一种浮空器结构设计领域。本发明，提供一种可伸缩飞艇机翼，所述可伸缩飞艇机翼包括气囊1、多个肋框2、至少两个弹性伸缩机构和至少两个立杆4。所述肋框2为框体结构；多个平行设置的肋框2位于气囊1内，并与气囊1内壁连接，以支撑所述气囊1；气囊1内填充有密度小于气囊1外空气密度的气体介质，以产生浮力。弹性伸缩机构与多个平行设置的肋框2内连接的立杆4的中部铰接；立杆4的两端连接肋框2相对的两端。能够根据不同飞行高度的空气密度实现自适应变形，从而大大增加飞艇飞行高度。

Description

一种可伸缩飞艇机翼
技术领域
本发明属于一种浮空器结构设计领域，具体涉及一种可伸缩飞艇机翼，用于飞艇机翼、飞艇或各种软式气囊结构的飞行器。
背景技术
现有飞艇或各种软式气囊结构飞行器一般为不可变形的固定式结构，这种结构很难适应飞行器在不同飞行高度的气动特性，需要布置副气囊或其它结构以调节内部压力平衡。比较典型的可变形飞艇或飞艇机翼多采用变截面式结构，这种结构由于变形前后体积比很小，一般也仅限于一定高度内飞行。
发明内容
本发明的目的：提供一种可伸缩飞艇机翼，解决现有飞艇或各种软式气囊结构飞行器气动特性单一且飞行高度有限的问题，提供一种可伸缩变形结构，能够根据不同飞行高度的空气密度实现自适应变形，从而大大增加飞艇飞行高度。
本发明的技术方案：提供一种可伸缩飞艇机翼，所述可伸缩飞艇机翼包括气囊1、多个肋框2、至少两个弹性伸缩机构和多个立杆4；
所述肋框2为框体结构；多个平行设置的肋框2位于气囊1内，并与气囊1内壁连接，以支撑所述气囊1；气囊1内填充有密度小于气囊1外空气密度的气体介质，以产生浮力；
弹性伸缩机构与多个平行设置的肋框2内连接的立杆4的中部铰接；立杆4的两端连接肋框2相对的两端；
飞艇在低空飞行时，空气密度较大，气囊1沿机翼长度方向收缩，气囊1两端的肋框2通过立杆4带动弹性伸缩机构沿机翼长度方向收缩，以带动其他肋框2沿机翼长度方向相互靠拢；
飞艇在高空飞行时，空气密度较小，气囊1沿机翼长度方向伸展，气囊1两端的肋框2通过立杆4带动弹性伸缩机构沿机翼长度方向伸展，以带动其他肋框2沿机翼长度方向相互远离。
进一步地，所述弹性伸缩机构包括至少两个平行设置的剪叉机构(3)。
进一步地，所述剪叉机构包括多个第一剪叉臂30和多个第二剪叉臂31；所述第一剪叉臂30的中部和第二剪叉臂31的中部铰接，并均与立杆4的中部铰接。
进一步地，所述可伸缩飞艇机翼还包括辅助撑杆5；立杆4上设置有滑槽40，辅助撑杆5的一端与第一剪叉臂30或第二剪叉臂31铰接，另一端与滑动连接于滑槽40。
进一步地，所述肋框2通过捆扎布套6与气囊1连接。
进一步地，所述气囊1垂直机翼长度方向的截面的外形为飞机翼型外形；所述肋框2的框体外形和气囊1垂直机翼长度方向的截面的外形一致。
进一步地，所述肋框2有圆管弯折构成。
进一步地，气体介质为氦气。
本发明的技术效果：
本发明结构简单、具有自适应变形、变形比大、结构简单的特点，通过剪叉机构即可实现气囊的变形，其变形体积比取决于剪叉机构伸展与压缩的长度比值，可根据飞艇不同飞行高度自适应调节其气动外形，解决了传统飞艇飞行高度有限及变形体积比小的问题，本发明结构原理适用于飞艇机翼、飞艇及各类软式结构飞行器，应用前景广阔。
附图说明：
图1为可伸缩飞艇机翼展开图；
图2为可伸缩飞艇机翼剪叉机构连接示意图；
图3为可伸缩飞艇机翼骨架收缩图。
具体实施方式
图1为可伸缩飞艇机翼展开图。如图1所示，本实施例，提供一种可伸缩飞艇机翼，所述可伸缩飞艇机翼包括气囊1、多个肋框2、至少一个弹性伸缩机构和多个立杆4。
所述肋框2为框体结构；多个平行设置的肋框2位于气囊1内，并与气囊1内壁连接，以支撑所述气囊1；气囊1内填充有密度小于气囊1外空气密度的气体介质，以产生浮力。本实施例，气体介质为氦气。
弹性伸缩机构与多个平行设置的肋框2内连接的立杆4的中部铰接；立杆4的两端连接肋框2相对的两端。本实施例，弹性伸缩机构为剪叉机构3；两个剪叉机构3平行设置。
飞艇在低空飞行时，空气密度较大，气囊1沿机翼长度方向收缩，气囊1两端的肋框2通过立杆4带动弹性伸缩机构沿机翼长度方向收缩，以带动其他肋框2沿机翼长度方向相互靠拢。
飞艇在高空飞行时，空气密度较小，气囊1沿机翼长度方向伸展，气囊1两端的肋框2通过立杆4带动弹性伸缩机构沿机翼长度方向伸展，以带动其他肋框2沿机翼长度方向相互远离。
本实施例，采用剪叉机构的变形原理，通过剪叉机构的运动实现飞艇或飞艇机翼的变形，不需要采用复杂机构或控制单元即可实现变形。由于飞艇内一般充有低于空气密度的气体，飞艇在高度不同的区域飞行时飞艇内气体会膨胀或收缩，该可伸缩结构可根据这种特性实现结构的自适应伸展与收缩，不需要借助外部动力即可实现飞艇的变形。这种结构不同于变截面式变形的飞艇，该结构具有变形比大的特点，传统的变截面式飞艇，变形前后体积比一般在1:2～1:4之间，很难达到1:5以上，本发明可伸缩变形结构变形比可达到1:6以上。
进一步地，如图2所示，图2为可伸缩飞艇机翼剪叉机构连接示意图。所述剪叉机构包括多个第一剪叉臂30和多个第二剪叉臂31；所述第一剪叉臂30的中部和第二剪叉臂31的中部铰接，并均与立杆4的中部铰接。第一剪叉臂30和第二剪叉臂31相互交叉，第一剪叉臂30的端部与第二剪叉臂31的端部铰接，由此构成剪叉机构。
所述可伸缩飞艇机翼还包括辅助撑杆5；立杆4上设置有滑槽40，辅助撑杆5的一端与第一剪叉臂30或第二剪叉臂31铰接，另一端与滑动连接于滑槽40。当然，滑槽40也可以为滑槽孔。剪叉机构与立杆一部分直接铰接，另一部分通过辅助撑杆与立杆连接，辅助撑杆与变形剪叉机构的连接直接采用铰接。辅助撑杆可沿滑槽实现移动。辅助撑杆的作用在于维持剪叉机构及肋框运动的稳定性及一致性。
进一步地，肋框2与气囊1之间通过捆扎布套6连接，每个肋框与气囊通过捆扎布套将肋框与气囊固定相连。气囊布置于整体结构最外侧，气囊1垂直机翼长度方向的截面的外形为飞机翼型外形；所述肋框2的框体外形和气囊1垂直机翼长度方向的截面的外形一致。肋框2有圆管弯折构成。
本发明的工作原理：
结合图1和图2所示，肋框与气囊之间通过捆扎布套连接，每个肋框与气囊通过5个捆扎布套将肋框与气囊固定相连，每个肋框上设置2个立杆，立杆上下两端与肋框固连。在肋框内设置有2排变形剪叉机构。
当飞艇机翼处于低空状态下飞行时，空气密度相对高空时较大，此时变形剪叉机构处于如图3所示的压缩状态，当飞艇飞行高度不断上升时，由于空气密度逐渐降低，气囊内部的氦气会逐渐膨胀，气囊内部氦气会对气囊产生膨胀推力，由于气囊与肋框相连，肋框与气囊一起运动，气囊两端的肋框通过立杆4带动剪叉机构沿机翼长度方向伸展，以带动其他肋框2沿机翼长度方向相互远离。由于剪叉机构运动仅为一个方向，辅助撑杆沿着立杆滑槽向下滑动，剪叉机构得以展开，此时剪叉机构会沿着气囊展向逐渐展开，当飞行至预定高度时，变形剪叉机构得以完全展开，其展开效果图如图1所示。
以上举例仅为本发明的实施例之一。可伸缩飞艇机翼可用于飞艇及其它软式结构飞行器，本领域研发人员从本结构直接导出的相同变形原理的外形结构，均应认为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可伸缩飞艇机翼，其特征在于，所述可伸缩飞艇机翼包括气囊(1)、多个肋框(2)、至少一个弹性伸缩机构和多个个立杆(4)；
所述肋框(2)为框体结构；多个平行设置的肋框(2)位于气囊(1)内，并与气囊(1)内壁连接，以支撑所述气囊(1)；气囊(1)内填充有密度小于气囊(1)外空气密度的气体介质，以产生浮力；
弹性伸缩机构与多个平行设置的肋框(2)内连接的立杆(4)的中部铰接；立杆(4)的两端连接肋框(2)相对的两端；
飞艇在低空飞行时，空气密度较大，气囊(1)沿机翼长度方向收缩，气囊(1)两端的肋框(2)通过立杆(4)带动弹性伸缩机构沿机翼长度方向收缩，以带动其他肋框(2)沿机翼长度方向相互靠拢；
飞艇在高空飞行时，空气密度较小，气囊(1)沿机翼长度方向伸展，气囊(1)两端的肋框(2)通过立杆(4)带动弹性伸缩机构沿机翼长度方向伸展，以带动其他肋框(2)沿机翼长度方向相互远离。
2.根据权利要求1所述的可伸缩飞艇机翼，其特征在于，所述弹性伸缩机构包括至少两个平行设置的剪叉机构(3)。
3.根据权利要求2所述的可伸缩飞艇机翼，其特征在于，所述剪叉机构包括多个第一剪叉臂(30)和多个第二剪叉臂(31)；所述第一剪叉臂(30)的中部和第二剪叉臂(31)的中部铰接，并均与立杆(4)的中部铰接。
4.根据权利要求2所述的可伸缩飞艇机翼，其特征在于，所述可伸缩飞艇机翼还包括辅助撑杆(5)；立杆(4)上设置有滑槽(40)，辅助撑杆(5)的一端与第一剪叉臂(30)或第二剪叉臂(31)铰接，另一端滑动连接于滑槽(40)。
5.根据权利要求1所述的可伸缩飞艇机翼，其特征在于，所述肋框(2)通过捆扎布套(6)与气囊(1)连接。
6.根据权利要求1所述的可伸缩飞艇机翼，其特征在于，所述气囊(1)垂直机翼长度方向的截面的外形为飞机翼型外形；所述肋框(2)的框体外形和气囊(1)垂直机翼长度方向的截面的外形一致。
7.根据权利要求6所述的可伸缩飞艇机翼，其特征在于，所述肋框(2)有圆管弯折构成。
8.根据权利要求1所述的可伸缩飞艇机翼，其特征在于，气体介质为氦气。
CN201911234403.1A 2019-12-05 2019-12-05 一种可伸缩飞艇机翼 Pending CN110920853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911234403.1A CN110920853A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种可伸缩飞艇机翼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911234403.1A CN110920853A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种可伸缩飞艇机翼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110920853A true CN110920853A (zh) 2020-03-27

Family

ID=69857075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911234403.1A Pending CN110920853A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种可伸缩飞艇机翼

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110920853A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111422341A (zh) * 2020-04-28 2020-07-17 江苏航空职业技术学院 一种可伸缩式翼型太阳能变体浮空飞行器
CN111550875A (zh) * 2020-04-20 2020-08-18 浙江省科技宣传教育中心 一种可折叠的空气消毒机
CN111645848A (zh) * 2020-06-03 2020-09-11 西安交通大学 一种可伸缩机翼的骨架结构

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB357848A (en) * 1930-11-17 1931-10-01 Willis C Ward Improvements in airships
GB1449468A (en) * 1973-04-06 1976-09-15 Cooke W D Aerostats and aquastats
US4102519A (en) * 1977-05-11 1978-07-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Variable lift inflatable airfoil for tethered balloons
CN101157384A (zh) * 2007-06-19 2008-04-09 周雷 一种容积可变的飞艇气囊
US7762500B1 (en) * 2006-11-06 2010-07-27 Sanjay Dhall Telescopic wing with articulated structural spar
CN102205875A (zh) * 2010-12-29 2011-10-05 中国特种飞行器研究所 一种伞张式飞艇气囊
CN103587674A (zh) * 2012-08-13 2014-02-19 中国空间技术研究院 一种飞艇用带有形状控制骨架的气囊
CN104176238A (zh) * 2014-08-25 2014-12-03 西北工业大学 一种高精度轻质可控伸缩翼机构
CN104428201A (zh) * 2012-07-11 2015-03-18 谷歌公司 利用密度调节和/或体积调节的气球高度控制
CN104554698A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 陈德荣 一种囊体伸缩式飞艇
CN104590539A (zh) * 2014-08-19 2015-05-06 中国特种飞行器研究所 用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置
CN104925243A (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 西北工业大学 一种翼展可变的充气式浮升一体化平流层飞艇
CN105836097A (zh) * 2016-03-30 2016-08-10 北京航空航天大学 一种高度与轨迹可控的高空气球
CN206068134U (zh) * 2016-10-12 2017-04-05 沈阳航空航天大学 一种可变翼展的充气式柔性机翼结构
CN107757449A (zh) * 2017-11-23 2018-03-06 湖北汽车工业学院 一种自卸车密闭式箱盖机构
CN108248826A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 北京卓翼智能科技有限公司 一种伸缩机翼机构、伸缩方法及包括其的飞行器
CN108482645A (zh) * 2018-04-20 2018-09-04 哈尔滨工业大学 一种基于剪叉联动骨架与滑动蒙皮的变形翼机构
CN109436283A (zh) * 2018-09-30 2019-03-08 中国特种飞行器研究所 一种飞翼式变体飞艇
CN110271659A (zh) * 2019-07-03 2019-09-24 北京航空航天大学 一种基于折纸原理的小型无人机伸缩式折叠机翼

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB357848A (en) * 1930-11-17 1931-10-01 Willis C Ward Improvements in airships
GB1449468A (en) * 1973-04-06 1976-09-15 Cooke W D Aerostats and aquastats
US4102519A (en) * 1977-05-11 1978-07-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Variable lift inflatable airfoil for tethered balloons
US7762500B1 (en) * 2006-11-06 2010-07-27 Sanjay Dhall Telescopic wing with articulated structural spar
CN101157384A (zh) * 2007-06-19 2008-04-09 周雷 一种容积可变的飞艇气囊
CN102205875A (zh) * 2010-12-29 2011-10-05 中国特种飞行器研究所 一种伞张式飞艇气囊
CN104428201A (zh) * 2012-07-11 2015-03-18 谷歌公司 利用密度调节和/或体积调节的气球高度控制
CN103587674A (zh) * 2012-08-13 2014-02-19 中国空间技术研究院 一种飞艇用带有形状控制骨架的气囊
CN104554698A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 陈德荣 一种囊体伸缩式飞艇
CN104590539A (zh) * 2014-08-19 2015-05-06 中国特种飞行器研究所 用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置
CN104176238A (zh) * 2014-08-25 2014-12-03 西北工业大学 一种高精度轻质可控伸缩翼机构
CN104925243A (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 西北工业大学 一种翼展可变的充气式浮升一体化平流层飞艇
CN105836097A (zh) * 2016-03-30 2016-08-10 北京航空航天大学 一种高度与轨迹可控的高空气球
CN206068134U (zh) * 2016-10-12 2017-04-05 沈阳航空航天大学 一种可变翼展的充气式柔性机翼结构
CN108248826A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 北京卓翼智能科技有限公司 一种伸缩机翼机构、伸缩方法及包括其的飞行器
CN107757449A (zh) * 2017-11-23 2018-03-06 湖北汽车工业学院 一种自卸车密闭式箱盖机构
CN108482645A (zh) * 2018-04-20 2018-09-04 哈尔滨工业大学 一种基于剪叉联动骨架与滑动蒙皮的变形翼机构
CN109436283A (zh) * 2018-09-30 2019-03-08 中国特种飞行器研究所 一种飞翼式变体飞艇
CN110271659A (zh) * 2019-07-03 2019-09-24 北京航空航天大学 一种基于折纸原理的小型无人机伸缩式折叠机翼

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111550875A (zh) * 2020-04-20 2020-08-18 浙江省科技宣传教育中心 一种可折叠的空气消毒机
CN111422341A (zh) * 2020-04-28 2020-07-17 江苏航空职业技术学院 一种可伸缩式翼型太阳能变体浮空飞行器
CN111645848A (zh) * 2020-06-03 2020-09-11 西安交通大学 一种可伸缩机翼的骨架结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110920853A (zh) 一种可伸缩飞艇机翼
US10696376B2 (en) Foldable wing and rotocraft and glider using the same
CN109592031B (zh) 单侧单节点的仿生扑翼飞行器
US10787268B2 (en) Rigidized assisted opening system for high altitude parafoils
CN107284651B (zh) 折叠式机翼
CN102673771B (zh) 可变构形浮空飞行器
CN104859834A (zh) 低能耗可快速控变静升降装置
CN105438444A (zh) 可变形机翼及采用该机翼的垂直起降飞行器
WO2019170158A1 (zh) 变体平流层飞艇
US9623954B2 (en) Hybrid lighter-than-air vehicle
CN109436283B (zh) 一种飞翼式变体飞艇
CN109606605B (zh) 一种飞艇多旋翼复合式飞行器
CN110723270A (zh) 一种大尺度刚柔一体结构的平流层飞艇
CN102673770B (zh) 仿生鱼型临近空间浮空飞行器
CN103158859A (zh) 一种由压电纤维复合材料驱动的可变形的可充气伸展机翼
CN207078313U (zh) 一种具有减震作用的联动式升降结构起落架
CN105217011A (zh) 一种升浮一体飞行器及控制方法
CN106081099B (zh) 竖直升降的多旋翼飞机和水平升降的固定翼飞机
CN111976978A (zh) 微型飞行器用仿生扑翼拍动及扭转组合运动的传动装置
CN104590539B (zh) 用于伞张式飞艇气囊超压及变形控制装置
CN108674633A (zh) 舵面控制机构和航模
CN103569345A (zh) 半开放式飞艇
CN109080812B (zh) 一种高空动力浮空器的航姿调节方法
CN210882616U (zh) 一种仿生扑翼飞行器的折叠翼机构
CN106697251B (zh) 一种气动肌肉变体平流层飞艇

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination