CN112607015A - 一种可重构模块化自适应变体飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞行器总体技术领域。设计一种可重构模块化自适应变体飞行器，包括：机身(1)、尾翼(3)和起落架(4)；所述机身(1)为菱形，机身(1)后半部分两侧对称设有能够沿航向转动的尾翼(3)，机身(1)下方设有起落架(4)。本发明不仅能够在地面可以通过外翼的拆卸和模块化组装实现飞机构型的快速改变，在空中飞行状态，还能通过操纵机构实现尾翼姿态的多方向运动变化，而且该尾翼还可以通过闭环控制器改变自身形态，从而提升操纵效率和飞行品质，以达到自适应不同飞行状态和更宽域的飞行环境。
Description
技术领域
本发明属于飞行器总体技术领域。
背景技术
目前国内外针对变体飞行器技术，主要包括变后掠翼和变展长等改变机翼外形的方法，这些传统的变体方法机构复杂，构型转换效率较低，无法实现较广范围飞行任务的快速构型转变，而且此类变机翼外形的方法可靠性较低。目前，国内型号应用较多的全动平尾，也只是单个方向自由度的转动，无法实现多个方向的运动变化，也没有能够通过感受传感器信号而自适应变形的柔性尾翼。
发明内容
发明目的
设计一种可重构模块化自适应变体飞行器，达到自适应不同飞行状态和更宽域的飞行环境。
技术方案
一种可重构模块化自适应变体飞行器，包括：
机身1、尾翼3和起落架4；
所述机身1为菱形，机身1后半部分两侧对称设有能够沿航向转动的尾翼3，机身1下方设有起落架4。
所述机身1中部两端位置对称安装可拆卸的翼尖整流罩6。
所述机身1中部两端位置对称安装可拆卸的机翼2。
所述机翼2端部安装可拆卸的翼尖整流罩6。
所述尾翼3能够沿展向转动。
所述尾翼3通过航向转动轴14与机身1连接，展向转动轴13与航向转动轴14连接，翼肋8与展向转动轴13垂直且翼肋8前部与展向转动轴13连接，翼肋8上覆盖蒙皮9。
蒙皮9内侧横向设置长桁7，长桁7将蒙皮9分成若干区域，长桁7与翼肋8之间通过翼肋变形驱动机构10连接，控制器12设置在展向转动轴13上，控制器12驱动翼肋变形驱动机构10展开或者折叠，改变蒙皮9外形。
蒙皮9表面设置有传感器11，感受振动信号，将所述振动信号传递给控制器12。
有益效果
可重构模块化自适应变体飞行器包括基本构型结构、模块化可更换外翼、以及双向运动自适应尾翼，不仅可以通过模块化外翼的拆卸更换，实现飞行构型的快速改变从亚音速构型转变为超音速构型，还能通过尾翼展向转动轴和航向运动轴快速改变尾翼的姿态，实现飞行器全动平尾和V型尾翼和垂直尾翼构型的变化，并且能够通过翼肋变形驱动机构，实现尾翼外形的变化，以提升飞行器的操纵效率。同现有技术相比，这里提供可重构模块化自适应飞行器技术，开创了一种全新的飞行器构型转换方式，设计的模块化外翼拆卸更换结构简单、操作方便，尾翼双向转变方式机构简单、灵活度高，而且操纵方便，可以实现尾翼构型的快速转变，并且通过尾翼自适应变形技术实现尾翼外形的柔性变化，可以提升飞行器的操纵效率和飞行品质。
附图说明
图1为本发明可重构模块化自适应变体飞行器示意图。
图2为本发明自适应柔性变形翼肋示意图。
具体实施方式
这里设计的可重构模块化自适应变体飞行器主要包含三个部分：基本构型结构、模块化可更换外翼、以及双向运动自适应尾翼，见图1。
基本构型结构，包括与机身1相连接的机翼2、尾翼3和起落架4；所述机身1为菱形，机身1后半部分两侧对称设有能够沿航向转动的尾翼3，机身1下方设有起落架4。
模块化可更换外翼，包括机翼2，机翼2通过对接结构5与机身1可拆卸连接，机翼2可更换为翼尖整流罩6；
双向运动自适应尾翼，所述尾翼3能够沿展向转动。
所述尾翼3通过航向转动轴14与机身1连接，展向转动轴13与航向转动轴14连接，翼肋8与展向转动轴13垂直且翼肋8前部与展向转动轴13连接，翼肋8上覆盖蒙皮9。
如图2所示，蒙皮9内侧横向设置长桁7，长桁7将蒙皮9分成若干区域，长桁7与翼肋8之间通过翼肋变形驱动机构10连接，控制器12设置在展向转动轴13上，控制器12驱动翼肋变形驱动机构10展开或者折叠，改变蒙皮9外形。
蒙皮9表面设置有传感器11，感受振动信号，控制器12通过安装在尾翼3上的传感器11感受运动信号，从而通过连接在翼肋8上的驱动机构10驱动尾翼3柔性变形，并且尾翼3可以绕展向转动轴13和航向转动轴14运动。
通过机身、机翼、尾翼、起落架，可以组成一架基本构型的飞行器。通过模块化外翼的拆卸更换，可以实现飞机构型快速改变。并且通过尾翼绕航向转动轴运动，可以实现飞行器全动平尾和V型尾翼和垂直尾翼的变化，以及通过绕展向转动轴运动，实现飞行器的姿态控制。此外，通过翼肋变形驱动机构，可以实现尾翼外形自适应柔性变化，进一步提升飞行器的操纵效率和飞行品质，并适应更宽域的飞行环境。
可重构模块化自适应变体飞行器实施方案为：
1、亚音速构型与超音速构型的转换：在基本构型基础上，通过机翼更换为翼尖整流罩，将一架带长直机翼的亚音速构型飞行器变化为超音速构型菱形飞行器；
2、高隐身构型与高机动构型的转换：在基本构型基础上，通过尾翼绕航向转轴更换为V型尾翼，将一架高隐身构型飞行器变化为高机动构型飞行器；
3、自适应尾翼工作方式：一旦飞机遭遇突风发生运动姿态变化，尾翼上的变形控制器通过安装在尾翼上的加速度传感器接收运动信号，然后通过驱动机构控制翼肋运动，从而实现尾翼的外形的自适应柔性变形。
Claims (8)
1.一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，包括：
机身(1)、尾翼(3)和起落架(4)；
所述机身(1)为菱形，机身(1)后半部分两侧对称设有能够沿航向转动的尾翼(3)，机身(1)下方设有起落架(4)。
2.如权利要求1所述的一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，
所述机身(1)中部两端位置对称安装可拆卸的翼尖整流罩(6)。
3.如权利要求1所述的一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，
所述机身(1)中部两端位置对称安装可拆卸的机翼(2)。
4.如权利要求3所述的一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，
所述机翼(2)端部安装可拆卸的翼尖整流罩(6)。
5.如权利要求1所述的一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，
所述尾翼(3)能够沿展向转动。
6.如权利要求5所述的一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，
所述尾翼(3)通过航向转动轴(14)与机身(1)连接，展向转动轴(13)与航向转动轴(14)连接，翼肋(8)与展向转动轴(13)垂直且翼肋(8)前部与展向转动轴(13)连接，翼肋(8)上覆盖蒙皮(9)。
7.如权利要求6所述的一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，
蒙皮(9)内侧横向设置长桁(7)，长桁(7)将蒙皮(9)分成若干区域，长桁(7)与翼肋(8)之间通过翼肋变形驱动机构(10)连接，控制器(12)设置在展向转动轴(13)上，控制器(12)驱动翼肋变形驱动机构(10)展开或者折叠，改变蒙皮(9)外形。
8.如权利要求7所述的一种可重构模块化自适应变体飞行器，其特征在于，
蒙皮(9)表面设置有传感器(11)，感受振动信号，将所述振动信号传递给控制器(12)。
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| CN202011611209.3A CN112607015A (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 一种可重构模块化自适应变体飞行器 |
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