CN115771606A - 一种投放式大展弦比无人机的可折叠机翼 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于投放式大展弦比无人机的可以横向快速展开的可折叠机翼，包括内翼段和外翼段，外翼段由布置在机翼下表面外的转轴与内翼段相连，并可以向下旋转180°与内翼段形成对折。内翼段和外翼段沿展向有一段重叠段，上重叠段与内翼段相连，下重叠段与外翼段相连，固定在内翼段的固定绞盘通过收束绕过上重叠段的定位滑轮和下重叠段的旋转滑轮的绳索，可以驱动对折状态下的外翼段转动至与内翼段水平。本发明为投放式无人机提供了一种收纳性好、结构简单、可靠性高、投放后可以快速展开的可折叠机翼。

Description

一种投放式大展弦比无人机的可折叠机翼

技术领域

本发明提供一种用于投放式大展弦比无人机的可以横向快速展开的可折叠机翼，属于航空领域。

背景技术

大展弦比无人机可广泛应用于对地观测，空中预警，侦察监视，通讯中继等军事和民用领域，大展弦比无人机一般具有较长的航时、较大的展弦比和较小的飞行速度等特征。但在遇到如森林火灾等需要长时间进行空中监控的紧急状况时，较小的飞行速度使得无人机无法短时间内到达指定任务空域，影响了实际运用价值。针对上述问题，具备可自主展开折叠机翼的投放式无人机可由具备较高飞行速度的母机携带飞往任务空域，并在指定空域投放，被投放后将自行展开折叠机翼，实现自主飞行。目前的折叠机翼无人机多采用纵向收纳弹射式机翼，翼面积较小，续航时间较短。针对具有较大翼面积的大展弦比投放式无人机，本发明设计了一种投放后可快速自主展开机翼使无人机达到稳定飞行的可折叠机翼，具有结构简单，可靠性高，折叠角度大，承载能力强，成本低的优点，并且便于实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于投放式大展弦比无人机的可以横向快速展开的可折叠机翼，以解决现有折叠机翼折叠结构和驱动方式复杂、展开速度慢、折叠角度小等问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种横向展开可折叠机翼，包括内翼段和外翼段，外翼段由布置在机翼下表面外的转轴与内翼段相连，并可以向下旋转180°与内翼段形成对折。内翼段和外翼段沿展向有一段重叠段，在该区域与内翼段相连的为上重叠段，与外翼段相连的为下重叠段。上重叠段结构由内加强肋、上限位框、连接短梁、转轴套筒、固定绞盘、定位滑轮组成。下重叠段结构由转轴、转轴连接梁、外加强肋、下限位框、滑轮支座、旋转滑轮组成。与内折叠段形成对折的外折叠段可由绳索驱动进行展开，直至与内折叠段平齐。

所述内加强肋位于上重叠段内侧，连接内翼段翼梁，维持翼型，并在翼型下表面外与转轴套筒连接，固定转轴位置并承受载荷。内加强肋中部留有空间以供绳索和旋转滑轮穿过。

所述上限位框在上重叠段外侧，在折叠翼完全展开状态下可与下限位框对接，构成完整翼型，同时限制下折叠段位置并传递载荷。

所述连接短梁分为，连接内加强肋与上限位框，并分别与转轴套筒相连，从内至外逐渐收窄，并采用镂空减重设计。

所述固定绞盘固定在内加强肋内侧，用于收放绳索，提供驱动力。

所述定位滑轮用于限定绳索绕线位置，并由支架固定在连接短梁上，布置在外翼段重心所在的垂直于转轴的平面上，且距内加强肋有一定距离。定位滑轮位置可以保证绳索驱动外翼段时可以有较大的力臂。

所述转轴与转轴连接梁连接处有支撑结构，各自与转轴套筒边缘接触，用于传递转轴载荷和限制转轴轴向运动。

所述下限位框将转轴连接梁与外加强肋相连，并与外加强肋一同起限制外翼段位置的作用。

所述外加强肋与外翼段翼梁相连，用于维持翼型和传递载荷。

所述滑轮支座与中间位置的连接短梁相连，所述旋转滑轮各自与滑轮支座相连，布置在外翼段重心所在的垂直于转轴的平面上。

所述的绳索一端连接在固定绞盘上，另一端连接在下限位框上，两端均位于外翼段重心所在的垂直于转轴的平面上。在对折位置绳索沿绞盘至下限位框方向先后绕过定位滑轮与旋转滑轮。

附图说明

图1为本发明提供的可折叠机翼展开过程中的整体示意图

图2为本发明提供的可折叠机翼关键部件在展开过程中的结构示意图

图3为本发明中的上重叠段的结构示意图

图4为本发明中的下重叠段的结构示意图

图5为本发明提供的可折叠机翼在对折状态下的整体示意图

图6为本发明提供的可折叠机翼在对折状态下的关键区域结构剖面示意图

图7为本发明提供的可折叠机翼在展开过程中的整体示意图

图8为本发明提供的可折叠机翼在展开过程中的关键区域结构剖面示意图

图9为本发明提供的可折叠机翼在完全展开状态下的整体示意图

图10为本发明提供的可折叠机翼在完全展开状态下的关键区域结构剖面示意图

图中：1内翼段；2外翼段；3上重叠段；4下重叠段；5内翼段翼梁；6外翼段翼梁；7绳索；8内加强肋；9连接短梁；10上限位框；11转轴套筒；12固定绞盘；13定位滑轮；14转轴；15转轴连接梁；16下限位框；17外加强肋；18滑轮支座；19旋转滑轮。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题以及方案效益的叙述更为清晰，以下结合附图和实施实例对本发明做出进一步的说明。

本发明涉及一种用于投放式大展弦比无人机的可以横向快速展开的可折叠机翼，如图1所示。在本实施方式中，机翼分为内翼段1与外翼段2，内翼段1与外翼段2经上重叠段3与下重叠段4相连接。如图2所示，上重叠段3与下重叠段4经转轴套筒11与转轴14相连。

如图5所示，外翼段2可向下折叠至与完全对折状态，投放式无人机可折叠机翼在无人机投放前机翼处于此初始状态。如图6所示，可折叠机翼处于此初始状态时，绳索7从固定绞盘12出发，先后绕过定位滑轮13和旋转滑轮19，连接至下限位框16上(如图4)。初始状态下，绳索7处于预紧状态，外翼段2末端由锁定装置固定；如图6所示，在无人机投放后，锁定装置解锁，固定绞盘12以合适的拉力拉动绳索7，在绳索7牵引下，外翼段2绕转轴14逆时针旋转，旋转滑轮19随之一同转动，在旋转滑轮19限制下外翼段2所受绳索7拉力方向将始终与转轴14保持一定距离的力臂，使外翼段在一定转动力矩下顺利展开。转轴14设计在机翼下表面外，使外翼段2可以进行绕转轴14进行180°旋转，折叠角度大，可收纳性好。

如图7、8所示，外翼段2绕转轴14转动至一定角度时，旋转滑轮19与绳索7分离，在该情况下，绳索7绕过定位滑轮13直接连接在下限位框16上。在定位滑轮13限制下，外翼段2所受绳索7拉力始终与转轴14保持一定距离的力臂，使外翼段2能够顺利展开。进一步的，定位滑轮13与转轴14保持有一定距离，保证不会与旋转滑轮19发生相互干涉。本发明中涉及的可折叠机翼机构除绳索7与外翼段2绕转轴14转动过程外不含有其他任何部件自由度，结构简单，可靠性高。本发明中可折叠机翼驱动装置涉及的滑轮绳索装置传动效率高，展开速度快。

如图9所示，外翼段2绕转轴14继续转动，可以转动至与内翼段1齐平。如图10所示，当外翼段2转动至水平位置时，部分滑轮支座18以及旋转滑轮19之一将收入内加强肋8内侧，固定绞盘12继续保持对绳索7的拉力，上重叠段3与下重叠段4拼接为完整重叠段，仅留有转轴14与转轴套筒11在机翼气动外形以外。由于平飞时外翼段2所受向上的气动力明显大于自身重力，因此外翼段2对上折叠段3形成逆时针的弯矩，上限位框10与下限位框16处于受压状态，使锁定装置可以更好固定机翼位置。完全展开状态下内翼段1与外翼段2对接完整，留在机翼面外的部件横横截面积小，具有较好的气动外形。

Claims (6)

1.一种可用于投放式大展弦比无人机的可以横向快速展开的可折叠机翼，其特征在于，包括：靠近翼根的内翼段(1)和靠近翼稍的外翼段(2)；内翼段(1)与外翼段(2)沿展向有一段重叠部分，包括属于内翼段(1)的上重叠段(3)和属于外翼段(2)的下重叠段(4)。

2.根据权利要求1所述的可折叠机翼，其特征在于，通过滑轮绳索驱动装置，外翼段(2)可以从对折状态经绳索(7)驱动主动展开至水平位置。

3.根据权利要求1所述的上重叠段，其特征在于，包括：内加强肋(8)以及连接在内加强肋(8)上，轴线位于机翼下表面面外的转轴套筒(11)；用于维持翼型和限制外翼段(2)展开位置的上限位框(10)；具有一定长度，用于连接和确定内加强肋(8)和上限位框(10)距离的连接短梁(9)；固定在内翼段(1)上，用于收紧绳索，施加驱动力，牵引外翼段(2)向上展开的固定绞盘(12)；固定在连接短梁上，用于确定绳索牵引位置的定位滑轮(13)。

4.根据权利要求1所述的下重叠段，其特征在于，包括：与转轴套筒(11)相合的转轴(14)；与转轴(14)相连，并连接到下限位框(16)的转轴连接梁(15)；用于与上限位框(10)对接，传递气动载荷，并连接绳索(7)，传递绳索(7)拉力的下限位框(16)；与下限位框(16)连接，用于传递载荷的外加强肋(17)；连接在转轴连接梁(15)上的滑轮支座(18)以及固定在滑轮支座上的旋转滑轮(19)。

5.根据权利要求2所述的滑轮绳索驱动装置，其特征在于，包括：固定绞盘(12)、定位滑轮(13)、旋转滑轮(19)以及两端分别连接在固定绞盘(12)和下限位框(16)上的绳索(7)。

6.根据权利要求2所述的滑轮绳索驱动装置，其特征在于，各部件布置在外翼段(2)重心所在的垂直于转轴(14)的平面内；依靠固定绞盘(12)进行绳索收束和牵引，使用定位滑轮(13)确定绳索牵引外翼段(2)的位置，通过旋转滑轮(19)使绳索(7)始终保持与转轴(14)保持一定距离，维持转动力矩的力臂；仅通过收束绳索驱动即可使外翼段(2)从对折状态展开至与内翼段(1)水平。

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