CN115046431A - 飞行器翼面折叠展开装置及采用该装置的巡飞弹 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行器翼面折叠展开装置及采用该装置的巡飞弹，装置包括安装座和翼片，翼片通过双自由度折展组件安装在安装座上，双自由度折展组件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件以能绕预设轴线转动和轴向移动的方式安装在安装座上，第二连接件以能绕预设轴线转动的方式安装在安装座上，翼片分别与第一连接件和第二连接件铰接，还包括用于迫使翼片向展开角度转动的弹性组件和用于调节第一连接件轴向移动位置以调节翼片摆动角度的摆动驱动组件。巡飞弹包括弹体和四个飞行器翼面折叠展开装置。本发明具有能够满足多种翼片布局需求，结构简单紧凑、成本低、安装使用方便、工作稳定可靠、易于控制等优点。

Description

飞行器翼面折叠展开装置及采用该装置的巡飞弹

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种飞行器翼面折叠展开装置及采用该装置的巡飞弹。

背景技术

巡飞弹是一种将无人机、炮弹、导弹等技术相结合的新型武器，由于其体积小、重量轻、成本低、可以大规模发射等特点，是满足未来信息化作战需求的智能武器，获得了各国的广泛研究。巡飞弹多采用发射筒进行发射，因此其弹翼多采用发射前折叠，发射后自动展开到位的方式，以减小巡飞弹运输及贮存时的尺寸(见图1-图2)，同时保证弹翼展开到位可靠以满足巡飞弹的飞行性能，因此开展对弹翼折叠展开机构的研究是必不可少的。

目前巡飞弹的弹翼有两种气动布局方案：一字型和X型布局，其中X型布局有四片弹翼，每两片相邻弹翼呈90°夹角。X型布局具有升力高，机动能力强的特点，但对于尺寸受限或弹重较大的工况，传统X型布局升力不足，飞行攻角较大，升阻比下降且控制非线性增强。同时传统的弹翼折叠展开机构仅能使弹翼单自由度展开，难以满足不同需求的气动布局形式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能够满足多种翼片布局需求，结构简单紧凑、成本低、安装使用方便、工作稳定可靠、易于控制的飞行器翼面折叠展开装置及采用该装置的巡飞弹。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种飞行器翼面折叠展开装置，包括安装座和翼片，所述翼片通过双自由度折展组件安装在所述安装座上，所述双自由度折展组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件以能绕预设轴线转动和轴向移动的方式安装在所述安装座上，所述第二连接件以能绕所述预设轴线转动的方式安装在所述安装座上，所述翼片分别与第一连接件和第二连接件铰接，以使翼片能绕所述预设轴线在展开角度和折叠角度之间转动、以及绕与第二连接件的铰接轴线往复摆动，所述飞行器翼面折叠展开装置还包括用于迫使翼片向展开角度转动的弹性组件和用于调节第一连接件轴向移动位置以调节翼片摆动角度的摆动驱动组件。

上述的飞行器翼面折叠展开装置，优选的，所述摆动驱动组件设于第一连接件和安装座之间且利用第一连接件的转动运动同步驱动第一连接件轴向移动。

上述的飞行器翼面折叠展开装置，优选的，所述第一连接件设有第一套筒部，所述摆动驱动组件包括固定安装在安装座上的固定轴，所述第一套筒部套设在固定轴的外部，所述固定轴和第一套筒部之间设有联动机构，所述联动机构在第一套筒部随翼片由折叠角度向展开角度转动时迫使第一套筒部沿固定轴移动使翼片同步向安装座外侧摆动张开，在第一套筒部随翼片由展开角度向折叠角度转动时迫使第一套筒部沿固定轴移动使翼片同步向安装座内侧摆动收拢；或者所述联动机构在第一套筒部随翼片由折叠角度向展开角度转动时迫使第一套筒部沿固定轴移动使翼片同步向安装座内侧摆动收拢，在第一套筒部随翼片由展开角度向折叠角度转动时迫使第一套筒部沿固定轴移动使翼片同步向安装座外侧摆动张开。

上述的飞行器翼面折叠展开装置，优选的，所述联动机构包括设于所述第一套筒部的筒壁上的一个以上导向槽，所述固定轴对应每个导向槽均连接有导向件，所述导向件插设于对应的导向槽中，所述导向槽的两端在固定轴轴向方向上间隔布置。

上述的飞行器翼面折叠展开装置，优选的，所述固定轴的轴线与所述预设轴线重合，所述第二连接件设有第二套筒部，所述第二套筒部以转动方式套设安装在固定轴外部，所述第一套筒部以能沿第二套筒部轴向移动的方式套设安装在第二套筒部外部。

上述的飞行器翼面折叠展开装置，优选的，所述弹性组件为连接于第二连接件和安装座之间的扭簧。

上述的飞行器翼面折叠展开装置，优选的，所述第二连接件设有环绕在第二套筒部外侧的容置凹槽，所述第一套筒部伸入所述容置凹槽中，所述扭簧套设在第二套筒部外部并位于所述容置凹槽内。

上述的飞行器翼面折叠展开装置，优选的，所述固定轴上套设有耐磨衬套，所述耐磨衬套一端与设于固定轴上的凸起部相抵，所述固定轴的端部螺纹连接有与所述耐磨衬套另一端相抵并与凸起部配合压紧固定耐磨衬套的可拆卸定位件，所述耐磨衬套设有环形定位部，所述第二套筒部转动套设耐磨衬套上并通过所述可拆卸定位件和环形定位部轴向定位。

一种巡飞弹，包括弹体，所述弹体的四周环绕设置有四个上述的飞行器翼面折叠展开装置。

上述的巡飞弹，优选的，四个飞行器翼面折叠展开装置的翼片处于展开角度时，各飞行器翼面折叠展开装置的翼片与一侧相邻飞行器翼面折叠展开装置的翼片之间的夹角为120°，与另一侧相邻飞行器翼面折叠展开装置的翼片之间的夹角为60°。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的飞行器翼面折叠展开装置能够实现两个自由度的旋转，不仅能够进行展开和折叠动作，还能调节向安装座外侧和内侧摆动的角度，能够满足多种翼片布局需求，其使用灵活、适用范围广，并且只采用转动和轴线移动的第一连接件、转动的第二连接件、弹性组件以及摆动驱动组件的组合，具有结构简单紧凑、成本低、安装使用方便、工作稳定可靠、易于控制的优点。

本发明的巡飞弹采用本发明的飞行器翼面折叠展开装置，其也具有该飞行器翼面折叠展开装置所具有的优点。

附图说明

图1为实施例1中飞行器翼面折叠展开装置的局部立体结构示意图。

图2为实施例1中飞行器翼面折叠展开装置拆下翼片时的局部立体结构示意图。

图3为实施例1中飞行器翼面折叠展开装置的局部主剖视结构示意图。

图4为实施例1中第一连接件、第二连接件和转轴连接装配结构的局部主剖视结构示意图。

图5为实施例1中第一连接件、第二连接件和转轴连接装配结构的局部侧剖视结构示意图。

图6为实施例2中巡飞弹的俯视结构示意图。

图7为图6中A处放大结构示意图。

图例说明：

1、安装座；2、翼片；3、第一连接件；31、第一套筒部；311、导向槽；4、第二连接件；41、第二套筒部；42、容置凹槽；5、固定轴；51、导向件；52、凸起部；6、扭簧；7、耐磨衬套；71、环形定位部；8、可拆卸定位件；100、弹体。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图5所示，本实施例的飞行器翼面折叠展开装置，包括安装座1和翼片2，翼片2通过双自由度折展组件安装在安装座1上，双自由度折展组件包括第一连接件3和第二连接件4，第一连接件3以能绕预设轴线转动和轴向移动的方式安装在安装座1上，第二连接件4以能绕预设轴线转动的方式安装在安装座1上，翼片2分别与第一连接件3和第二连接件4铰接，以使翼片2能绕预设轴线在展开角度和折叠角度之间转动、以及绕与第二连接件4的铰接轴线往复摆动，也即相互连接的第一连接件3、第二连接件4和翼片2能绕预设轴线转动，使翼片2能在展开角度和折叠角度转动转换，同时第一连接件3能轴向移动，使翼片2能绕与第二连接件4的铰接轴线往复摆动，该飞行器翼面折叠展开装置还包括用于迫使翼片2向展开角度转动的弹性组件和用于调节第一连接件3轴向移动位置以调节翼片2摆动角度的摆动驱动组件。该飞行器翼面折叠展开装置将翼片2铰接安装在能转动和轴向移动的第一连接件3以及转动的第二连接件4上，使翼片2能在展开角度和折叠角度之间转动，配合迫使翼片2向展开角度转动的弹性组件，在飞行器安装在发射筒内时可利用发射筒对翼片2形成约束，使翼片2克服弹性组件的作用保持在折叠角度，在飞行器发射出筒后发射筒对翼片2的约束取消，此时在弹性组件的作用下可迫使翼片2向展开角度转动，从而实现翼片2自动转动至展开角度。同时，摆动驱动组件能够调节第一连接件3轴向移动位置，从而调节调节翼片2摆动角度，可使翼片2向安装座1外侧摆动张开或者使翼片2向安装座1内侧摆动收拢，进而实现在翼片2在展开和折叠的同时，还能向安装座1外侧摆动张开和向安装座1内侧摆动收拢，满足飞行器不同翼片2布局的需求。

该飞行器翼面折叠展开装置能够实现两个自由度的旋转，不仅能够进行展开和折叠动作，还能调节向安装座1外侧和内侧摆动的角度，能够满足多种翼片2布局需求，其使用灵活、适用范围广，并且只采用转动和轴线移动的第一连接件3、转动的第二连接件4、弹性组件以及摆动驱动组件的组合，具有结构简单紧凑、成本低、安装使用方便、工作稳定可靠、易于控制的优点。

本实施例中，摆动驱动组件设于第一连接件3和安装座1之间且利用第一连接件3的转动运动同步驱动第一连接件3轴向移动。摆动驱动组件由第一连接件3驱动，而第一连接件3又由弹性组件驱动的翼片2带动动作，也即摆动驱动组件由弹性组件提供动力驱动动作，不需要单独设置驱动件，能够降低成本、使结构简单紧凑，同时第一连接件3的转动运动和轴向移动同步动作，能够保证翼片2动作的同步性、同时性，保证翼片2动作过程中飞行器的性能。

本实施例中，第一连接件3设有第一套筒部31，摆动驱动组件包括固定安装在安装座1上的固定轴5，第一套筒部31套设在固定轴5的外部，固定轴5和第一套筒部31之间设有联动机构，联动机构在第一套筒部31随翼片2由折叠角度向展开角度转动时迫使第一套筒部31沿固定轴5移动使翼片2同步向安装座1外侧摆动张开，在第一套筒部31随翼片2由展开角度向折叠角度转动时迫使第一套筒部31沿固定轴5移动使翼片2同步向安装座1内侧摆动收拢。或者联动机构在第一套筒部31随翼片2由折叠角度向展开角度转动时迫使第一套筒部31沿固定轴5移动使翼片2同步向安装座1内侧摆动收拢，在第一套筒部31随翼片2由展开角度向折叠角度转动时迫使第一套筒部31沿固定轴5移动使翼片2同步向安装座1外侧摆动张开。也即翼片2由折叠角度向展开角度转动时，联动机构既可配置为使翼片2同步向安装座1外侧摆动张开，也可配置为使翼片2同步向安装座1内侧摆动收拢，对应的，翼片2由展开角度向折叠角度转动时，联动机构相应使翼片2同步向安装座1内侧摆动收拢或使翼片2同步向安装座1外侧摆动张开。这样，可根据实际的翼片2布局需求，进行灵活设置。摆动驱动组件采用固定轴5，并将第一套筒部31套设在固定轴5的外部，再在第一套筒部31和固定轴5之间设置联动机构，不仅结构简单紧凑、成本低、易于制作装配，且联动机构的设置更加简单容易。

本实施例中，联动机构包括设于第一套筒部31的筒壁上的一个以上导向槽311，固定轴5对应每个导向槽311均连接有导向件51，导向件51插设于对应的导向槽311中，导向槽311的两端在固定轴5轴向方向上间隔布置。在第一套筒部31转动时，导向件51沿导向槽311运动，从而迫使第一套筒部31同步轴向移动。该种联动机构的结构简单紧凑、成本低、动作精准稳定。优选的，第一套筒部31的筒壁上设有两个对称布置的导向槽311，其受力性能更好，动作顺畅稳定。

本实施例中，固定轴5的轴线与预设轴线重合，第二连接件4设有第二套筒部41，第二套筒部41以转动方式套设安装在固定轴5外部，第一套筒部31以能沿第二套筒部41轴向移动的方式套设安装在第二套筒部41外部。第二套筒部41安装在固定轴5上只能绕固定轴5转动而不能沿固定轴5轴向移动，第一套筒部31安装在第二套筒部41上能沿第二套筒部41轴向移动，这种装配结构及方式，在实现第一套筒部31转动和轴向移动的前提下，不仅结构紧凑，且可确保第二连接件4转动的稳定可靠性。优选的，第一套筒部31与第二套筒部41绕预设轴线转动配合。

本实施例中，弹性组件为连接于第二连接件4和安装座1之间的扭簧6，其成本低、易于装配。在其他实施例中，弹性组件还可以采用其他形式，例如连接于第二连接件4和安装座1之间的伸缩弹簧或者弹性片等，只要能够提供驱动第二连接件4转动以使翼片2向展开角度转动的弹性力即可。

本实施例中，第二连接件4设有环绕在第二套筒部41外侧的容置凹槽42，第一套筒部31伸入容置凹槽42中，扭簧6套设在第二套筒部41外部并位于容置凹槽42内，使扭簧6的安装稳固可靠，且不外露，其安全性和美观性好，结构紧凑性也好。

本实施例中，固定轴5上套设有耐磨衬套7，耐磨衬套7一端与设于固定轴5上的凸起部52相抵，固定轴5的端部螺纹连接有与耐磨衬套7另一端相抵并与凸起部52配合压紧固定耐磨衬套7的可拆卸定位件8，耐磨衬套7设有环形定位部71，第二套筒部41转动套设耐磨衬套7上并通过可拆卸定位件8和环形定位部71轴向定位。采用耐磨衬套7在减少磨损和提高寿命的前提下，能够降低成本。同时，耐磨衬套7和第二套筒部41的装配结构及方式，具有结构简单、成本低、易于装卸维护的优点。

本实施例的飞行器翼面折叠展开装置可以整体装配好后，再将安装座1安装到飞行器上，其装配和维护方便，且占用空间小。优选的，在安装座1上设有与螺钉配合的螺钉孔，以便于采用螺钉快速方便的将安装座1连接固定到飞行器上。安装座1为连接于固定轴5一端且向两侧延伸的条状部件或其他形状的部件，也直接将固定轴5的端部作为安装座1。

实施例2：

如图6和图7所示，本实施例的巡飞弹，包括弹体100，弹体100的四周环绕设置有四个实施例1的飞行器翼面折叠展开装置。由于本实施例的巡飞弹采用实施例1的飞行器翼面折叠展开装置，其也具有该飞行器翼面折叠展开装置所具有的优点。

本实施例中，四个飞行器翼面折叠展开装置的翼片2处于展开角度时，各飞行器翼面折叠展开装置的翼片2与一侧相邻飞行器翼面折叠展开装置的翼片2之间的夹角为120°，与另一侧相邻飞行器翼面折叠展开装置的翼片2之间的夹角为60°。具体的，四个飞行器翼面折叠展开装置中，一对相对设置的两个飞行器翼面折叠展开装置在翼片2由折叠角度向展开角度转动后，其翼片2同步向安装座1外侧摆动张开，另一对相对设置的两个飞行器翼面折叠展开装置在翼片2由折叠角度向展开角度转动后，其翼片2同步向安装座1内侧摆动收拢。该种翼片2展开所形成的气动布局形式，在巡飞弹平飞状态下相较于X型布局升力提升了约20％，在巡飞弹尺寸受限或巡飞弹重量较大时能提供足够升力，飞行攻角更小，具有较好的气动性能和线性控制性能。

本实施例中，优选的在弹体100上设置容置凹腔，各飞行器翼面折叠展开装置沉入安装在容置凹腔中，可避免飞行器翼面折叠展开装置外凸，提高结构紧凑性和安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种飞行器翼面折叠展开装置，包括安装座(1)和翼片(2)，其特征在于：所述翼片(2)通过双自由度折展组件安装在所述安装座(1)上，所述双自由度折展组件包括第一连接件(3)和第二连接件(4)，所述第一连接件(3)以能绕预设轴线转动和轴向移动的方式安装在所述安装座(1)上，所述第二连接件(4)以能绕所述预设轴线转动的方式安装在所述安装座(1)上，所述翼片(2)分别与第一连接件(3)和第二连接件(4)铰接，以使翼片(2)能绕所述预设轴线在展开角度和折叠角度之间转动、以及绕与第二连接件(4)的铰接轴线往复摆动，所述飞行器翼面折叠展开装置还包括用于迫使翼片(2)向展开角度转动的弹性组件和用于调节第一连接件(3)轴向移动位置以调节翼片(2)摆动角度的摆动驱动组件。

2.根据权利要求1所述的飞行器翼面折叠展开装置，其特征在于：所述摆动驱动组件设于第一连接件(3)和安装座(1)之间且利用第一连接件(3)的转动运动同步驱动第一连接件(3)轴向移动。

3.根据权利要求2所述的飞行器翼面折叠展开装置，其特征在于：所述第一连接件(3)设有第一套筒部(31)，所述摆动驱动组件包括固定安装在安装座(1)上的固定轴(5)，所述第一套筒部(31)套设在固定轴(5)的外部，所述固定轴(5)和第一套筒部(31)之间设有联动机构，所述联动机构在第一套筒部(31)随翼片(2)由折叠角度向展开角度转动时迫使第一套筒部(31)沿固定轴(5)移动使翼片(2)同步向安装座(1)外侧摆动张开，在第一套筒部(31)随翼片(2)由展开角度向折叠角度转动时迫使第一套筒部(31)沿固定轴(5)移动使翼片(2)同步向安装座(1)内侧摆动收拢；或者所述联动机构在第一套筒部(31)随翼片(2)由折叠角度向展开角度转动时迫使第一套筒部(31)沿固定轴(5)移动使翼片(2)同步向安装座(1)内侧摆动收拢，在第一套筒部(31)随翼片(2)由展开角度向折叠角度转动时迫使第一套筒部(31)沿固定轴(5)移动使翼片(2)同步向安装座(1)外侧摆动张开。

4.根据权利要求3所述的飞行器翼面折叠展开装置，其特征在于：所述联动机构包括设于所述第一套筒部(31)的筒壁上的一个以上导向槽(311)，所述固定轴(5)对应每个导向槽(311)均连接有导向件(51)，所述导向件(51)插设于对应的导向槽(311)中，所述导向槽(311)的两端在固定轴(5)轴向方向上间隔布置。

5.根据权利要求3所述的飞行器翼面折叠展开装置，其特征在于：所述固定轴(5)的轴线与所述预设轴线重合，所述第二连接件(4)设有第二套筒部(41)，所述第二套筒部(41)以转动方式套设安装在固定轴(5)外部，所述第一套筒部(31)以能沿第二套筒部(41)轴向移动的方式套设安装在第二套筒部(41)外部。

6.根据权利要求5所述的飞行器翼面折叠展开装置，其特征在于：所述弹性组件为连接于第二连接件(4)和安装座(1)之间的扭簧(6)。

7.根据权利要求6所述的飞行器翼面折叠展开装置，其特征在于：所述第二连接件(4)设有环绕在第二套筒部(41)外侧的容置凹槽(42)，所述第一套筒部(31)伸入所述容置凹槽(42)中，所述扭簧(6)套设在第二套筒部(41)外部并位于所述容置凹槽(42)内。

8.根据权利要求5所述的飞行器翼面折叠展开装置，其特征在于：所述固定轴(5)上套设有耐磨衬套(7)，所述耐磨衬套(7)一端与设于固定轴(5)上的凸起部(52)相抵，所述固定轴(5)的端部螺纹连接有与所述耐磨衬套(7)另一端相抵并与凸起部(52)配合压紧固定耐磨衬套(7)的可拆卸定位件(8)，所述耐磨衬套(7)设有环形定位部(71)，所述第二套筒部(41)转动套设耐磨衬套(7)上并通过所述可拆卸定位件(8)和环形定位部(71)轴向定位。

9.一种巡飞弹，包括弹体(100)，其特征在于：所述弹体(100)的四周环绕设置有四个权利要求1至8中任一项所述的飞行器翼面折叠展开装置。

10.根据权利要求9所述的巡飞弹，其特征在于：四个飞行器翼面折叠展开装置的翼片(2)处于展开角度时，各飞行器翼面折叠展开装置的翼片(2)与一侧相邻飞行器翼面折叠展开装置的翼片(2)之间的夹角为120°，与另一侧相邻飞行器翼面折叠展开装置的翼片(2)之间的夹角为60°。

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