CN111824394B - 带折叠后缘襟翼的折叠式机翼 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其包括主翼和折叠后缘襟翼，其中多根曲柄形襟翼支撑肋，通过连接轴和对应的蒙皮支撑肋下表面铰接连接，构成依托蒙皮支撑肋的折叠后缘襟翼支撑骨架，复位弹簧使曲柄形襟翼支撑肋长边上表面紧贴蒙皮支撑肋下表面，柔性襟翼蒙皮附着连接在折叠后缘襟翼支撑骨架上表面。在现有折叠式机翼的基础上，本发明设计能够随机翼折叠、展开，且可调节的机翼后缘襟翼，构成带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，能够很好地解决现有折叠式机翼没有机翼后缘襟翼，机翼调节能力受限的问题，配合折叠式机翼副翼，使得折叠式机翼具有现代固定翼机翼的主要功能。

Description

带折叠后缘襟翼的折叠式机翼
技术领域
本发明属于航空技术领域，具体涉及一种带折叠后缘襟翼的折叠式机翼。
背景技术
现有技术中，专利号：201620324195.X、201621063844.1、201910263631.5、201921875322.5、以及专利号US10696376等专利公开了一种折叠式机翼，具有其能够完全折叠和展开的固定翼机翼性能，能够广泛的应用于各种类型小型和轻型有人驾驶和无人驾驶的飞行器。
现有折叠式机翼主要由可折叠的多重三角形支撑骨架、滑轨、蒙皮支撑肋、气囊充气式蒙皮、平直折叠延伸翼及其副翼、机翼动作装置构成，形成可折叠、展开的固定翼机翼。
现有技术的技术缺陷是：机翼带有可调节的副翼，但没有可调节的后缘襟翼，使机翼的气动调节能力受限。
发明内容
本发明的目的是：在现有折叠式机翼的基础上，设计能够随机翼折叠、展开，且可调节的机翼后缘襟翼，构成带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，能够很好地解决现有技术的缺陷。
本发明是在现行的折叠式机翼后缘部位设计安装折叠后缘襟翼，折叠后缘襟翼能够随折叠式机翼同步变形，折叠式机翼展开后，当飞行器需要增加机翼升力时，由襟翼驱动装置拉动柔性联动索，带动各个曲柄形襟翼支撑肋同步绕连接轴转动，从而使后缘襟翼向下调节，增加机翼弯度和面积，改变机翼气动形态，增加机翼升力。
本发明实施例提供一种带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，包括主翼，所述主翼包括：机翼支撑骨架、滑轨、蒙皮支撑肋、机翼上表面气囊充气式蒙皮、机翼下表面蒙皮和副翼，和
折叠后缘襟翼，所述折叠后缘襟翼包括：多根曲柄形襟翼支撑肋；柔性襟翼蒙皮；连接轴；柔性联动主索；柔性联动支索；联动索支座；复位弹簧；和襟翼驱动装置，
其中，多根曲柄形襟翼支撑肋，通过连接轴和对应的蒙皮支撑肋下表面铰接连接，构成依托蒙皮支撑肋的折叠后缘襟翼支撑骨架，复位弹簧使曲柄形襟翼支撑肋长边上表面紧贴蒙皮支撑肋下表面，柔性襟翼蒙皮附着连接在折叠后缘襟翼支撑骨架上表面；联动索支座安装在蒙皮支撑肋下表面，和曲柄形襟翼支撑肋的短边以及连接轴构成一个空间三角形；柔性联动主索和各柔性联动支索连接，各柔性联动支索呈并联关系，柔性联动支索一端连接曲柄形襟翼支撑肋的短边端头，另一端连接柔性联动主索，柔性联动主索串接各个联动索支座上的索孔，终端连接襟翼驱动装置。
折叠式机翼展开后，蒙皮支撑肋受机翼蒙皮的拉动，处于位置固定状态，此时，蒙皮支撑肋依托机翼支撑骨架，能够承受机翼气动荷载；若干根曲柄形襟翼支撑肋，通过连接轴和对应的蒙皮支撑肋下表面铰接连接，构成依托蒙皮支撑肋的折叠后缘襟翼支撑骨架，复位弹簧使曲柄形襟翼支撑肋长边上表面紧贴蒙皮支撑肋下表面。
进一步地，折叠式机翼展开后，当飞行器需要增加机翼升力时，由襟翼驱动装置提供动力，柔性联动主索经拉动沿联动索支座上的索洞运动，从而带动与柔性联动主索连接的各个柔性联动支索沿联动索支座上的索洞同步运动，进而拉动与之相连的各曲柄形襟翼支撑肋绕连接轴同步旋转，形成整片折叠后缘襟翼转动向下调节，实现增加机翼弯度和面积，改变机翼气动形态，增加机翼升力的目的。
柔性襟翼蒙皮附着连接在折叠后缘襟翼支撑骨架上表面，构成折叠后缘襟翼承受气流的受力面。
进一步地，当飞行器恢复正常飞行时，襟翼驱动装置释放柔性联动主索，与柔性联动主索连接的各个柔性联动支索失去对曲柄形襟翼支撑肋的拉力，受机翼下表面气流和复位弹簧的作用力，折叠后缘襟翼复位。
进一步地，折叠式机翼折叠时，机翼支撑骨架带动蒙皮支撑肋和机翼蒙皮向机身方向折叠，蒙皮支撑肋带动曲柄形襟翼支撑肋和柔性襟翼蒙皮以及柔性联动索同步向机身方向折叠，完成带折叠后缘襟翼的折叠式机翼的折叠过程。
进一步地，柔性襟翼蒙皮具有柔性襟翼蒙皮孔洞，当折叠后缘襟翼向下调节后，机翼下表面部分气流通过柔性襟翼蒙皮孔洞，可延续到机翼后缘，既能够加快机翼后缘气流速度，延缓机翼上表面气流层流破坏，又可以减弱折叠后缘襟翼反面涡流影响。
进一步地，柔性关联蒙皮一端连接柔性襟翼蒙皮的前端，另一端连接机翼下表面蒙皮，在折叠后缘襟翼非调节状态下，能够减弱机翼下表面气流对柔性襟翼蒙皮的扰动，柔性关联蒙皮可以是柔性材料或是弹性材料。
进一步地，折叠后缘襟翼具有襟翼条缝，折叠后缘襟翼向下调节后，曲柄形襟翼支撑肋的台阶下步区域和机翼下表面蒙皮之间形成襟翼条缝，机翼下表面部分气流通过襟翼条缝，可延续到机翼后缘，既能够加快机翼后缘气流速度，延缓机翼上表面气流层流破坏，又可以减弱折叠后缘襟翼反面涡流影响。
进一步地，襟翼驱动装置为柔性联动索提供动力。
本发明的技术方案使折叠式机翼具有了襟翼和襟翼调节的功能，和副翼配合，使折叠式机翼具有了现行固定翼机翼的主要功能；折叠后缘襟翼完全依附于主翼结构，结构简洁，功能完善；本发明应用于需要通过襟翼调节提高机翼升力的飞行器，扩大了折叠式机翼的使用范围。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的论述：
图1为带折叠后缘襟翼的折叠式机翼(左半幅结构，右半幅平面)完全折叠平面图；
图2为带折叠后缘襟翼的折叠式机翼(左半幅结构，右半幅平面)半展开平面图；
图3为带折叠后缘襟翼的折叠式机翼(左半幅结构，右半幅平面)完全展开平面图；
图4为带折叠后缘襟翼的折叠式机翼完全展开平面图；
图5为图4中的折叠式机翼的A-A剖面图，A-A(1)表示此时后缘襟翼未展开；
图6为图5中a的局部放大图；
图7为图4中的折叠式机翼的A-A剖面图，A-A(2)表示此时后缘襟翼向下调节；
图8为图7中b的局部放大图；
图9为带折叠后缘襟翼的折叠式机翼(有条缝)完全展开平面图；
图10为图9中的折叠式机翼的B-B剖面图，B-B(1)表示此时后缘襟翼未展开；
图11为图10中c的局部放大图；
图12为图9中的折叠式机翼的B-B剖面图，B-B(2)表示此时后缘襟翼向下调节；
图13为图12中d的局部放大图。
附图中：(1)机翼支撑骨架；(2)滑轨；(3)蒙皮支撑肋；(4)机翼上表面气囊充气式蒙皮；(5)机翼下表面蒙皮；(6)副翼；(7)曲柄形襟翼支撑肋；(8)柔性襟翼蒙皮；(9)连接轴；(10)柔性联动主索；(11)柔性联动支索；(12)联动索支座；(13)复位弹簧；(14)柔性关联蒙皮，(15)柔性襟翼蒙皮孔洞；(16)襟翼条缝；(17)襟翼驱动装置。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。附图中展示了两种带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，本领域的专业人员能够理解，采用同样的原理，还能够演变出其它形式的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，它们都属于本发明范围。
以下论述中，附图中各标记表示为：1：机翼支撑骨架、2：滑轨、3：蒙皮支撑肋、4：机翼上表面气囊充气式蒙皮、5：机翼下表面蒙皮、6：副翼等现有技术构成的折叠式机翼，简称主翼。
图1、图2、图3展示的是带折叠后缘襟翼的折叠式机翼(左半幅结构，右半幅平面)：完全折叠、半展开、完全展开的过程平面图。
图1显示了带折叠后缘襟翼的折叠式机翼折叠时，机翼完全收拢的状态图。
图2显示了带折叠后缘襟翼的折叠式机翼展开过程，其中机翼支撑骨架带动蒙皮支撑肋3和机翼蒙皮向外展开，蒙皮支撑肋3带动曲柄形襟翼支撑肋7和柔性襟翼蒙皮8以及柔性联动索同步向外展开。
图3显示了带折叠后缘襟翼的机翼完全展开后，蒙皮支撑肋3带动曲柄形襟翼支撑肋7，将柔性襟翼蒙皮8展开绷紧，形成带折叠后缘襟翼的折叠式机翼。
图4是带折叠后缘襟翼的折叠式机翼完全展开平面图；图5是图4的A-A剖面图，图中A-A(1)显示了折叠后缘襟翼和主翼之间剖面相互关系。
图6是图5的a局部放大图，图中显示：在主翼蒙皮支撑肋3的后缘下表面适当的位置，曲柄形襟翼支撑肋7通过连接轴9和蒙皮支撑肋3铰接，复位弹簧13使曲柄形襟翼支撑肋7长边上表面紧贴蒙皮支撑肋3下表面，柔性襟翼蒙皮8附着连接在曲柄形襟翼支撑肋7上表面，并贴近主翼下表面蒙皮5。
进一步的，联动索支座12安装在蒙皮支撑肋3下表面，和曲柄形襟翼支撑肋7的短边、连接轴9、构成一个空间三角形。
进一步的，柔性联动主索10和各个与之连接的柔性联动支索11，共同构成柔性联动索，各柔性联动支索11呈并联关系，柔性联动支索11一端连接曲柄形襟翼支撑肋7的短边端头，另一端连接柔性联动主索10，柔性联动主索10穿过联动索支座12上的索孔。
如图3所示，若干根曲柄形襟翼支撑肋7和对应的蒙皮支撑肋3做上述相同的铰接，构成了依托蒙皮支撑肋3的折叠后缘襟翼支撑骨架。
进一步的，柔性襟翼蒙皮8连接在折叠后缘襟翼支撑骨架上表面，构成了折叠后缘襟翼承受气流的受力面。
进一步的，柔性联动主索10与连接各个曲柄形襟翼支撑肋7的柔性联动支索11连接，柔性联动主索10串接各个联动索支座12上的索孔，终端连接襟翼驱动装置17。
进一步的，当飞行器需要增加机翼升力时，由襟翼驱动装置17提供动力，拉动柔性联动主索10沿联动索支座12上的索洞运动，从而带动与柔性联动主索10连接的各个柔性联动支索11沿联动索支座12上的索洞同步运动，进而拉动与之相连的各曲柄形襟翼支撑肋7和与其上表面连接的柔性襟翼蒙皮8，绕连接轴9同步旋转，形成整片折叠后缘襟翼转动向下调节，实现增加机翼弯度和面积，改变机翼气动形态，增加机翼升力的目的。
图7是图4的A-A剖面图，图中A-A(2)显示了折叠后缘襟翼向下调节后的机翼剖面形态。图8是图7的b局部放大图，显示了曲柄形襟翼支撑肋7在柔性联动支索11拉动下，绕连接轴9旋转，向下调节的形态。
图6、图8中，柔性关联蒙皮14一端连接柔性襟翼蒙皮8的前端，另一端连接机翼下表面蒙皮5，在折叠后缘襟翼非调节状态下，能够减弱机翼下表面气流对柔性襟翼蒙皮8的扰动，柔性关联蒙皮14可以是柔性材料或是弹性材料。
图中，15是柔性襟翼蒙皮孔洞，其作用是：当折叠后缘襟翼向下调节后，机翼下表面部分气流通过柔性襟翼蒙皮孔洞15，可延续到机翼后缘，既能够加快机翼后缘气流速度，延缓机翼上表面气流层流破坏，又可以减弱折叠后缘襟翼反面涡流影响。
图9显示了另外一种形式的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其主要特征是折叠后缘襟翼具有襟翼条缝16。
图10是图9的B-B剖面图，图中B-B(1)展示了主翼和折叠后缘襟翼之间的剖面关系。
图11是图10的c局部放大图，图中：蒙皮支撑肋3在其后缘部位做了台阶变形设计，与其相连的机翼下表面蒙皮5也相应成台阶形连接。
进一步的，曲柄形襟翼支撑肋7也相对应做了台阶变形设计，柔性襟翼蒙皮8连接在曲柄形襟翼支撑肋7的台阶上步表面，曲柄形襟翼支撑肋7的台阶下步表面没有蒙皮，该区域是襟翼条缝16的区域。
进一步的，曲柄形襟翼支撑肋7通过连接轴9和蒙皮支撑肋3下表面相连，正常状态时，在复位弹簧13的作用力下，曲柄形襟翼支撑肋7的台阶形上表面和蒙皮支撑肋3的台阶形下表面契合贴近，柔性襟翼蒙皮8的前端隐蔽在机翼下表面蒙皮5形成的台阶后面，减弱了机翼下表面气流对折叠后缘襟翼前端的冲击。
图12是图9的B-B剖面图，图中B-B(2)展示了折叠后缘襟翼向下调节后和主翼之间的剖面关系。
图13是图12的d局部放大图，图中：折叠后缘襟翼向下调节后，曲柄形襟翼支撑肋7的台阶下步区域和机翼下表面蒙皮5之间形成襟翼条缝16，机翼下表面部分气流通过襟翼条缝16，可延续到机翼后缘，既能够加快机翼后缘气流速度，延缓机翼上表面气流层流破坏，又可以减弱折叠后缘襟翼反面涡流影响。
本领域技术人员能够理解，襟翼驱动装置17能够有多种方式为柔性联动索提供动力，例如：采用摆臂，或是变速齿轮，或是链条等等，在此不做累述。
本发明的主要优点：
1、使折叠式机翼具有了襟翼和襟翼调节的功能，和副翼配合，使折叠式机翼具有了现行固定翼机翼的主要功能；
2、折叠后缘襟翼完全依附于主翼结构，结构简洁，功能完善；
3、本发明应用于需要通过襟翼调节提高机翼升力的飞行器，扩大了折叠式机翼的使用范围。
实施例：
本发明应用于一种飞行汽车，该飞行汽车在起飞和降落阶段，都需要通过襟翼调节来增加机翼升力，实现飞行汽车顺利起飞和安全降落。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，包括主翼，
所述主翼包括：机翼支撑骨架(1)、滑轨(2)、蒙皮支撑肋(3)、机翼上表面气囊充气式蒙皮(4)、机翼下表面蒙皮(5)和副翼(6)，和
折叠后缘襟翼，所述折叠后缘襟翼包括：多根曲柄形襟翼支撑肋(7)；柔性襟翼蒙皮(8)；连接轴(9)；柔性联动主索(10)；柔性联动支索(11)；联动索支座(12)；复位弹簧(13)；和襟翼驱动装置(17)，
其中，多根曲柄形襟翼支撑肋(7)，通过连接轴(9)和对应的蒙皮支撑肋(3)下表面铰接连接，构成依托蒙皮支撑肋(3)的折叠后缘襟翼支撑骨架，复位弹簧(13)使曲柄形襟翼支撑肋(7)长边上表面紧贴蒙皮支撑肋(3)下表面，柔性襟翼蒙皮(8)附着连接在折叠后缘襟翼支撑骨架上表面；联动索支座(12)安装在蒙皮支撑肋(3)下表面，和曲柄形襟翼支撑肋(7)的短边以及连接轴(9)构成一个空间三角形；柔性联动主索(10)和各柔性联动支索(11)连接，各柔性联动支索(11)呈并联关系，柔性联动支索(11)一端连接曲柄形襟翼支撑肋(7)的短边端头，另一端连接柔性联动主索(10)，柔性联动主索(10)串接各个联动索支座(12)上的索孔，终端连接襟翼驱动装置(17)。
2.根据权利要求1所述的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其特征在于：折叠式机翼展开后，当飞行器需要增加机翼升力时，由襟翼驱动装置(17)提供动力，柔性联动主索(10)经拉动沿联动索支座(12)上的索洞运动，从而带动与柔性联动主索(10)连接的各个柔性联动支索(11)沿联动索支座(12)上的索洞同步运动，进而拉动与之相连的各曲柄形襟翼支撑肋(7)绕连接轴(9)同步旋转，形成整片折叠后缘襟翼转动向下调节。
3.根据权利要求1所述的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其特征在于：当飞行器恢复正常飞行时，襟翼驱动装置(17)释放柔性联动主索(10)，与柔性联动主索(10)连接的各个柔性联动支索(11)失去对曲柄形襟翼支撑肋(7)的拉力，受机翼下表面气流和复位弹簧(13)的作用力，折叠后缘襟翼复位。
4.根据权利要求1所述的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其特征在于：折叠式机翼折叠时，机翼支撑骨架(1)带动蒙皮支撑肋(3)和机翼蒙皮向机身方向折叠，蒙皮支撑肋(3)带动曲柄形襟翼支撑肋(7)和柔性襟翼蒙皮(8)以及柔性联动主索同步向机身方向折叠，完成带折叠后缘襟翼的折叠式机翼的折叠过程。
5.根据权利要求1所述的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其特征在于：柔性襟翼蒙皮(8)具有柔性襟翼蒙皮孔洞(15)，当折叠后缘襟翼向下调节后，机翼下表面部分气流通过柔性襟翼蒙皮孔洞(15)，延续到机翼后缘，既能够加快机翼后缘气流速度，延缓机翼上表面气流层流破坏，又减弱折叠后缘襟翼反面涡流影响。
6.根据权利要求1所述的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其特征在于：柔性关联蒙皮(14)一端连接柔性襟翼蒙皮(8)的前端，另一端连接机翼下表面蒙皮(5)，在折叠后缘襟翼非调节状态下，能够减弱机翼下表面气流对柔性襟翼蒙皮(8)的扰动，柔性关联蒙皮(14)是弹性材料。
7.根据权利要求1所述的带折叠后缘襟翼的折叠式机翼，其特征在于：折叠后缘襟翼具有襟翼条缝(16)，折叠后缘襟翼向下调节后，曲柄形襟翼支撑肋(7)的台阶下步区域和机翼下表面蒙皮(5)之间形成襟翼条缝(16)，机翼下表面部分气流通过襟翼条缝(16)，延续到机翼后缘，既能够加快机翼后缘气流速度，延缓机翼上表面气流层流破坏，又减弱折叠后缘襟翼反面涡流影响。
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