CN113277089B - 一种用于改变翼伞飞行迎角的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于改变翼伞飞行迎角的装置，包括连接装置、操纵绳和控制箱，连接装置包括侧支撑杆、外支撑杆和内支撑杆，两根侧支撑杆和两根外支撑杆构成矩形框架，翼伞通过伞绳与两根外支撑杆相连，多根内支撑杆设在矩形框架内，操纵绳与两根侧支撑杆相连，控制箱设在连接装置下方，控制箱上设有多根吊挂带，每一吊挂带一端固定在控制箱上，多根吊挂带的另一端相连形成吊挂点，控制箱通过吊挂绳挂设在连接装置展向位置的中间，吊挂绳穿设两根外支撑杆和两根内支撑杆且与吊挂点相连，控制箱上安装有滑轮，操纵绳的中部穿过滑轮。本发明提供一种改变翼伞飞行迎角的装置，实现对翼伞空中飞行过程中迎角的改变，从而改变翼伞的飞行状态。

Description

一种用于改变翼伞飞行迎角的装置

技术领域

本发明涉及翼伞技术领域，具体涉及一种用于改变翼伞飞行迎角的装置。

背景技术

空投是指利用降落伞等气动减速装置将物资装备等投放到指定地域的一种技术手段，是物资装备快速或应急补给的一种重要方式。精确空投系统即能实现物资装备高精度着陆的空投系统。精确空投系统一般由翼伞(一种可操纵的具有类似飞机机翼外形的降落伞)和具有操纵功能的控制系统组成。精确空投系统由于其体积小、重量轻以及便于携带搬运等特点，在民用、军事和航空航天等领域都得到了广泛的应用。我国幅员辽阔，自然地理条件复杂，应急救援和后勤补给等任务频繁，也为物资装备的快速精确补给以及相应的精确空投系统发展，提出了实际需求。

精确空投系统的投放精度主要取决于其归航过程的操纵精度。精确空投系统的飞行操控主要是在翼伞充气展开后实施，沿规划好的路径进行跟踪控制。但目前翼伞充气展开后，操控方式有限，一般都是以设计好的固定迎角进行滑翔飞行，通过控制系统单侧或双侧下拉尾缘方式进行转弯或减速来改变飞行状态(翼伞尾缘单侧下拉来实现空投系统的转弯操作，双侧下拉来实现空投系统的雀降操作)，很难像固定翼飞行器一样，通过改变迎角方式来改变其飞行状态。这样，也会造成归航飞行过程中，相应的最优航迹规划过程和跟踪控制方式有限，从而对精确空投系统最终着陆精度造成影响。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种改变翼伞飞行迎角的装置，来实现对翼伞空中飞行过程中迎角的改变，从而改变翼伞的飞行状态，为翼伞操纵控制提供更多样化的方式，使翼伞具有更灵活的操纵性能，从而能实现更优的航迹规划路径和相应的跟踪控制操作。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于改变翼伞飞行迎角的装置，包括连接装置、操纵绳和控制箱；

所述连接装置包括侧支撑杆、外支撑杆和内支撑杆，两根所述侧支撑杆和两根所述外支撑杆构成矩形框架，翼伞通过设在其两侧的多组伞绳与两根所述外支撑杆相连，多根所述内支撑杆设在矩形框架内且与所述外支撑杆平行设置；

所述操纵绳的两端分别与两根所述侧支撑杆相连；

所述控制箱设在所述连接装置下方，所述控制箱上设有多根吊挂带，每一所述吊挂带一端固定在所述控制箱上，多根所述吊挂带的另一端相连形成吊挂点，所述控制箱通过吊挂绳挂设在所述连接装置展向位置的中间，所述吊挂绳穿设两根所述外支撑杆和两根所述内支撑杆且与所述吊挂点相连，所述控制箱内设有控制电机，所述控制电机的输出轴上安装有滑轮，所述操纵绳的中部穿过所述滑轮，在翼伞飞行过程中，通过所述控制电机带动所述滑轮沿所述外支撑杆轴向方向移动，使两根所述侧支撑杆分别上升或下降。

进一步地，所述侧支撑杆的两端均设有第一连接孔，所述第一连接孔为盲孔且水平横向方向设置，每一所述第一连接孔与一根所述外支撑杆相连，所述侧支撑杆中部设有第一吊挂孔，所述第一吊挂孔为通孔且竖直方向设置，所述操纵绳的端部通过所述第一吊挂孔与所述侧支撑杆相连。

进一步地，所述侧支撑杆上设有多个第二连接孔，所述第二连接孔为盲孔且水平横向方向设置，每一所述第二连接孔与一根所述内支撑杆相连。

进一步地，所述外支撑杆上设有多个第二吊挂孔，所述第二吊挂孔为通孔且竖直方向设置，每一组所述伞绳穿过一个所述第二吊挂孔与一根所述外支撑杆相连。

进一步地，所述外支撑杆中部设有第三吊挂孔，所述第三吊挂孔为通孔且水平纵向方向设置，所述吊挂绳穿过两个所述第三吊挂孔。

进一步地，所述内支撑杆中部设有第四吊挂孔，所述第四吊挂孔为通孔且水平纵向方向设置，所述吊挂绳穿过两个所述第四吊挂孔。

进一步地，所述控制电机的输出轴上连接有滚珠丝杠机构，所述滑轮安装在所述滚珠丝杠机构上。

进一步地，所述侧支撑杆的长度为翼伞形状简化为矩形后长度的1/10～1/5，所述外支撑杆或所述内支撑杆的长度为翼伞形状简化为矩形后宽度的1/10～1/5。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1.本发明所述一种用于改变翼伞飞行迎角的装置，在翼伞展开和飞行过程中，可设定和保持初始迎角，以及维持翼伞飞行平衡状态。

2.本发明所述一种用于改变翼伞飞行迎角的装置，在翼伞飞行过程中可改变飞行迎角。飞行迎角直接与翼伞滑翔比相关，翼伞滑翔比越小，则滑翔坡度越陡，相应的翼伞下降速度会更快，适用于翼伞需快速下降高度的阶段；滑翔比越大，则滑翔坡度更平坦，可以让翼伞飞得更远。

附图说明

图1为本发明连接装置的整体示意图。

图2为本发明连接装置侧支撑杆的结构示意图。

图3为本发明连接装置外支撑杆的结构示意图。

图4为本发明连接装置内支撑杆的结构示意图。

图5为本发明控制箱控制操作绳和连接装置运动的示意图。

图6为本发明吊挂绳穿过连接装置形成吊挂点示意图。

图7为本发明连接装置、翼伞和控制箱的连接示意图。

图8为本发明翼伞低头示意图。

图9为本发明翼伞抬头示意图

图10为本发明翼伞与连接装置连接示意图。

图11为本发明连接装置与控制箱连接示意图。

图中：1、翼伞；2、伞绳；3、控制箱；31、滑轮；4、连接装置；41、侧支撑杆；42、外支撑杆；43、内支撑杆；411、第一连接孔；412、第二连接孔；413、第一吊挂孔；421、第二吊挂孔；422、第三吊挂孔；431、第四吊挂孔；5、操纵绳；6、吊挂绳；7、吊挂点；8、吊挂带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

现有技术中，一般都是以设计好的固定迎角进行滑翔飞行，很难通过改变迎角方式来改变其飞行状态，本发明提供一种用于改变翼伞飞行迎角的装置，可以实现对翼伞1空中飞行过程中迎角的改变，从而改变翼伞1的飞行状态。

一种用于改变翼伞飞行迎角的装置，参照图1-图11所示，包括连接装置4、操纵绳5和控制箱3。

连接装置4包括侧支撑杆41、外支撑杆42和内支撑杆43，两根侧支撑杆41和两根外支撑杆42构成矩形框架，翼伞1通过设在其两侧的多组伞绳2与两根外支撑杆42相连，多根内支撑杆43设在矩形框架内且与外支撑杆42平行设置。

操纵绳5的两端分别与两根侧支撑杆41相连，操纵绳5用于连接和固定连接装置4和控制箱3，进而改变翼伞1飞行迎角。

控制箱3设在连接装置4下方，控制箱3上设有多根吊挂带8，每一吊挂带8一端固定在控制箱3上，多根吊挂带8的另一端相连形成吊挂点7，控制箱3通过吊挂绳6挂设在连接装置4展向位置的中间，吊挂绳6穿设两根外支撑杆42和两根内支撑杆43且与吊挂点7相连，使吊挂绳6在两根侧支撑杆41中心点的连线上，进而使翼伞1和连接装置4中心对称，防止发生滚转，控制箱3内设有控制电机，控制电机的输出轴上安装有滑轮31，操纵绳5的中部穿过滑轮31，在翼伞1飞行过程中，通过控制电机带动滑轮31沿外支撑杆42轴向方向移动，使两根侧支撑杆41分别上升或下降。

翼伞1充气展开后，翼伞1、连接装置4、操纵绳5和控制箱3形成平衡状态，通过控制电机带动滑轮31沿外支撑杆42轴向方向移动，可以使操纵绳5上下移动，进而使两根侧支撑杆41分别上升或下降，从而增加翼伞1的迎角以降低速度以及下沉率。

具体地，参照图5所示，翼伞1充气展开后，当控制电机带动滑轮31向左移动，使操纵绳5带动两根侧支撑杆41上下移动，左边的侧支撑杆41下降，右边的侧支撑杆41上升，进而改变连接装置4的倾斜状态位置，使翼伞1的迎角降低，从而使翼伞1的状态如图8所示。

相反地，翼伞1充气展开后，当控制电机带动滑轮31向右移动，使操纵绳5带动两根侧支撑杆41上下移动，左边的侧支撑杆41上升，右边的侧支撑杆41下降，进而改变连接装置4的倾斜状态位置，使翼伞1的迎角增加，从而使翼伞1的状态如图9所示。

下面对连接装置4进行详细地描述。

参照图1-图4所示，侧支撑杆41、外支撑杆42和内支撑杆43均为刚性管材制成，使得侧支撑杆41、外支撑杆42和内支撑杆43具有一定的硬度，不容易变形，可以起支撑作用。具体地，侧支撑杆41、外支撑杆42和内支撑杆43的大小可以根据翼伞1实际尺寸进行确定，侧支撑杆41、外支撑杆42或内支撑杆43的长度可为翼伞1形状简化为矩形后长度或宽度的1/10～1/5，进而使本装置用于任意形状和尺寸的翼伞1。

本发明中，连接装置4包括两根侧支撑杆41、两根外支撑杆42和至少两根根内支撑杆43。内撑杆数量由连接装置4的结构承重需求决定。

参照图1和图2所示，两根侧支撑杆41主要用于与两根外支撑杆42一起组成连接装置4，侧支撑杆41的两端均设有第一连接孔411，第一连接孔411水平方向设置，每一第一连接孔411与一根外支撑杆42相连，第一连接孔411为盲孔，外支撑杆42插入第一连接孔411中并通过焊接固定。

参照图2和图5所示，侧支撑杆41的中部设有第一吊挂孔413，第一吊挂孔413为通孔且竖直方向设置，操纵绳5的端部通过第一吊挂孔413与侧支撑杆41相连，第一吊挂孔413为通过，操纵绳5的端部可以穿过第一吊挂孔413固定在侧支撑杆41上。

参照图1和图2所示，侧支撑杆41上设有多个第二连接孔412，第二连接孔412水平方向设置，每一第二连接孔412与一根内支撑杆43相连，第二连接孔412为盲孔且水平横向方向设置，内支撑杆43插入第二连接孔412中并通过焊接固定。

参照图1-图11所示，两根外支撑杆42主要用于与两根侧支撑杆41一起组成连接装置4，外支撑杆42上设有多个第二吊挂孔421，第二吊挂孔421为通孔且竖直方向设置，每一第二吊挂孔421与一组伞绳2相连，进而使翼伞1挂设在两根外支撑杆42上，第二吊挂孔421为通孔，一组伞绳2可以穿过第二吊挂孔421固定在外支撑杆42上。第二吊挂孔421的数量为4-6个，具体数量可根据翼伞1一侧伞绳2的组数进行增加或减少，第二吊挂孔421的位置根据翼伞1上每组伞绳2的位置具体进行确定，每组伞绳2分别穿过第二吊挂孔421系在外撑杆上。

参照图1-图11所示，外支撑杆42中部设有第三吊挂孔422，第三吊挂孔422为通孔且水平纵向方向设置，吊挂绳6穿过两个分别设在两个外支撑杆42上的第三吊挂孔422。在改变翼伞1飞行迎角的过程中，两个第三吊挂孔422形成连接装置4进行俯仰转动的支撑点。

参照图6和图11所示，内支撑杆43主要用于对连接装置4进行加固，使之更结实和牢固，并用于提供额外的第四吊挂孔431与外支撑杆42上的第三吊挂孔422一起用于穿过吊挂绳6，第四吊挂孔431为通孔且水平纵向方向设置，吊挂绳6不仅穿过两个分别设在两个外支撑杆42上的第三吊挂孔422，且穿过两个分别设在两个内支撑杆43上的第四吊挂孔431，当设有第三吊挂孔422、第四吊挂孔431和吊挂绳6时，在改变翼伞1飞行迎角的过程中，第三吊挂孔422、第四吊挂孔431形成连接装置4进行俯仰转动的支撑点。内撑杆43的数量主要取决于承重要求。

控制电机的输出轴上连接有滚珠丝杠机构，滑轮31安装在滚珠丝杠机构上。

本发明的使用方法：将连接装置4的侧支撑杆41与控制箱3通过操纵绳5相连，将翼伞1伞绳2固定在连接装置4上，将吊挂绳6穿过第三吊挂孔422和第四吊挂孔431。连接装置4可通过移动操纵绳5来进行位置和姿态改变，从而改变翼伞1的迎角。具体地，翼伞1充气展开后，当控制电机带动滑轮31向左移动，使操纵绳5带动两根侧支撑杆41上下移动，左边的侧支撑杆41下降，右边的侧支撑杆41上升，从而降低翼伞1的迎角，迎角下降会导致翼伞1升力系数下降，因此会使得其飞行速度和下沉率也增加；同样翼伞1充气展开后，当控制电机带动滑轮31向右移动，使操纵绳5带动两根侧支撑杆41上下移动，左边的侧支撑杆41上升，右边的侧支撑杆41下降，迎角增加会相应的增加升力系数，因此会使得其飞行速度和下沉率也降低。另外，通过前移或后移第三吊挂孔422和第四吊挂孔431的位置，进而改变其形成的吊挂点7的位置，设置连接装置4初始倾斜状态的位置，从而来设定翼伞1展开之后的初始飞行迎角值。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种用于改变翼伞飞行迎角的装置，其特征在于：包括连接装置(4)、操纵绳(5)和控制箱(3)；

连接装置(4)包括侧支撑杆(41)、外支撑杆(42)和内支撑杆(43)，两根侧支撑杆(41)和两根外支撑杆(42)构成矩形框架，翼伞(1)通过设在其两侧的多组伞绳(2)与两根外支撑杆(42)相连，多根内支撑杆(43)设在矩形框架内且与外支撑杆(42)平行设置，外支撑杆(42)上设有多个第二吊挂孔(421)，第二吊挂孔(421)为通孔且竖直方向设置，每一组伞绳(2)穿过一个第二吊挂孔(421)与一根外支撑杆(42)相连；

操纵绳(5)的两端分别与两根侧支撑杆(41)相连，侧支撑杆(41)中部设有第一吊挂孔(413)，第一吊挂孔(413)为通孔且竖直方向设置，操纵绳(5)的端部通过第一吊挂孔(413)与侧支撑杆(41)相连；

控制箱(3)设在连接装置(4)下方，控制箱(3)上设有多根吊挂带(8)，每一吊挂带(8)一端固定在控制箱(3)上，多根吊挂带(8)的另一端相连形成吊挂点(7)，控制箱(3)通过吊挂绳(6)挂设在连接装置(4)展向位置的中间，吊挂绳(6)穿设两根外支撑杆(42)和两根内支撑杆(43)且与吊挂点(7)相连，外支撑杆(42)中部设有第三吊挂孔(422)，第三吊挂孔(422)为通孔且水平纵向方向设置，吊挂绳(6)穿过两个第三吊挂孔(422)，所述内支撑杆(43)中部设有第四吊挂孔(431)，所述第四吊挂孔(431)为通孔且水平纵向方向设置，所述吊挂绳(6)穿过两个所述第四吊挂孔(431)，控制箱(3)内设有控制电机，控制电机的输出轴上安装有滑轮(31)，操纵绳(5)的中部穿过滑轮(31)，在翼伞(1)飞行过程中，通过控制电机带动滑轮(31)沿外支撑杆(42)轴向方向移动，使两根侧支撑杆(41)分别上升或下降。

2.根据权利要求1所述的用于改变翼伞飞行迎角的装置，其特征在于：所述侧支撑杆(41)的两端均设有第一连接孔(411)，所述第一连接孔(411)为盲孔且水平横向方向设置，每一所述第一连接孔(411)与一根所述外支撑杆(42)相连。

3.根据权利要求1所述的用于改变翼伞飞行迎角的装置，其特征在于：所述侧支撑杆(41)上设有多个第二连接孔(412)，所述第二连接孔(412)为盲孔且水平横向方向设置，每一所述第二连接孔(412)与一根所述内支撑杆(43)相连。

4.根据权利要求1所述的用于改变翼伞飞行迎角的装置，其特征在于：所述控制电机的输出轴上连接有滚珠丝杠机构，所述滑轮(31)安装在所述滚珠丝杠机构上。

5.根据权利要求1所述的用于改变翼伞飞行迎角的装置，其特征在于：所述侧支撑杆(41)的长度为翼伞(1)形状简化为矩形后长度的1/10～1/5，所述外支撑杆(42)或所述内支撑杆(43)的长度为翼伞(1)形状简化为矩形后宽度的1/10～1/5。

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