翼梢小翼以及机翼系统技术方案

本实用新型专利技术是关于一种翼梢小翼以及机翼系统。该翼梢小翼包括：小翼；驱动装置，用于控制所述小翼的转动；压力检测装置，位于所述小翼的根部表面，用于检测所述小翼根部的目标弯矩；控制装置，与所述驱动装置和所述压力检测装置均相连，用于基于所述目标弯矩生成控制信号，以使所述驱动装置根据该控制信号调整所述小翼的倾角。该技术方案可解决整个航程阶段的飞机减阻问题，同时还能保证飞机的经济性。

Winglets and wing systems

【技术实现步骤摘要】
翼梢小翼以及机翼系统
本技术涉及航空
，尤其涉及一种翼梢小翼以及机翼系统。
技术介绍
随着能源问题的日益突显，各个耗能行业面临的节能减排问题日趋严重。与此同时，航空产业也越来越为注重飞行器的经济性。基于此，作为减少飞机油耗以及解决经济性问题的重要途径，飞机减阻技术受到了广泛的关注。对于大型飞机而言，诱导阻力是飞机所受阻力的重要组成部分之一，其在巡航阶段占总阻力的40％，而在起飞阶段和爬升阶段甚至可达总阻力的50％～70％，因此减低诱导阻力对于飞机减阻具有重要的意义。目前比较公认的减少诱导阻力的方法是在机翼的翼尖部位增加翼梢小翼，而在翼梢小翼的设计参数中，倾斜角是影响减阻效果的主要因素之一。但目前在民航系统服役的飞机中，翼梢小翼的几何参数仅针对巡航阶段的减阻进行了优化，而在起飞和爬升等非设计状态的减阻效果不佳，尤其是对于短距离航线而言，起飞和爬升占总航时的比重较大，因此翼梢小翼带来的经济效应并不明显，有时甚至会降低飞机的经济性。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本技术实施例提供了一种翼梢小翼以及机翼系统。该技术方案如下：根据本技术实施例的第一方面，提供一种翼梢小翼，包括：小翼；驱动装置，用于控制所述小翼的转动；压力检测装置，位于所述小翼的根部表面，用于检测所述小翼根部的目标弯矩；控制装置，与所述驱动装置和所述压力检测装置均相连，用于基于所述目标弯矩生成控制信号，以使所述驱动装置根据该控制信号调整所述小翼的倾角。在一个实施例中，所述压力检测装置包括压电传感器。在一个实施例中，所述压电传感器包括压电陶瓷。在一个实施例中，所述控制装置包括信号采集单元和飞控板；所述信号采集单元用于获取所述目标弯矩对应的电学信号并将所述电学信号发送给所述飞控板；所述飞控板用于根据当前获取的所述电学信号以及前次获取的所述电学信号生成相应的控制信号并发送给所述驱动装置。根据本技术实施例的第二方面，提供一种机翼系统，包括机翼本体以及第一方面任一项所述的翼梢小翼；其中，所述机翼本体包括位于翼尖位置的附加翼盒，所述翼梢小翼旋转连接在所述附加翼盒上。在一个实施例中，所述机翼系统还包括转动机构；所述小翼包括主梁以及与所述主梁固定连接的小翼本体，所述附加翼盒包括腹板以及由所述腹板外延伸出的凸耳，所述主梁和所述凸耳通过所述转动机构相连接。在一个实施例中，所述转动机构包括转轴和连杆机构，所述主梁上设有第一限位孔，所述凸耳上设有第二限位孔，所述转轴穿过所述第一限位孔和所述第二限位孔并通过所述连杆机构连接至所述驱动装置。在一个实施例中，所述第一限位孔内设有凹槽，所述转轴的表面设有凸起，所述凸起与所述凹槽相互配合，以用于限定所述主梁与所述转轴的相对位置。在一个实施例中，所述转动机构还包括轴承，所述轴承的外表面与所述第一限位孔的内表面相接触，所述轴承的内表面与所述转轴的外表面相接触。在一个实施例中，所述驱动装置包括舵机，所述舵机固定在所述附加翼盒的腹板上。在一个实施例中，所述机翼本体还包括多个翼肋，所述多个翼肋中靠近翼尖方向的两个翼肋为加强肋。在一个实施例中，所述机翼本体上还设有太阳能电池板。本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：该技术方案通过压力检测装置检测小翼根部的目标弯矩，并借助于控制装置根据该目标弯矩的变化来预测飞行参数的变化趋势，以生成相应的控制信号，使得驱动装置能够根据该控制信号调整小翼的倾角，从而达到减小小翼根部所受弯矩的效果，这样即可确保翼梢小翼能够实时削弱翼尖涡流的强度，以此来提高机翼的升阻比，从而解决整个航程阶段的飞机减阻问题，同时还能保证飞机的经济性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。图1是根据一示例性实施例示出的翼梢小翼的组装结构示意图；图2是根据一示例性实施例示出的翼梢小翼的工作模块示意图；图3是根据一示例性实施例示出的机翼系统的连接关系示意图；图4是根据一示例性实施例示出的机翼系统的结构示意图一；图5是根据一示例性实施例示出的机翼系统的结构示意图二。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。本技术实施例所提供的技术方案涉及一种翼梢小翼，可用于解决在整个航程阶段的飞机减阻问题。图1示意性示出了该翼梢小翼10的组装结构示意图。根据图1可知，该翼梢小翼10安装于机翼本体20的翼尖方向，具体可包括小翼101、驱动装置102、压力检测装置103、以及控制装置104。其中，驱动装置102与小翼101相连接，用于控制小翼101的转动；压力检测装置103位于小翼101的根部表面，用于检测小翼101根部承受的目标弯矩；控制装置104与驱动装置102和压力检测装置103均相连，用于根据目标弯矩生成控制信号，以使驱动装置102根据该控制信号调整小翼101的倾角。需要说明的是：小翼101的倾角是指小翼101相对于机翼本体20所在平面之间的夹角，其具体可通过围绕翼弦方向旋转而进行调整。基于此，在飞机的整个航程阶段尤其是起飞阶段和爬行阶段，由于飞行参数(主要体现为飞机迎角和飞行速度)的不断变化，翼尖涡流的强度也在相应的变化，畸变的三元流场中具有沿机翼展向的分量，该分量作用于翼梢小翼10上就会体现为其根部弯矩的变化。本技术方案通过压力检测装置103检测小翼101根部的目标弯矩，并借助于控制装置104根据该目标弯矩的变化来预测飞行参数的变化趋势，以生成相应的控制信号，使得驱动装置102能够根据该控制信号调整小翼101的倾角，从而达到减小小翼101根部所受弯矩的效果，这样即可确保翼梢小翼10能够实时削弱翼尖涡流的强度，以此来提高机翼的升阻比，从而解决整个航程阶段的飞机减阻问题，同时还能保证飞机的经济性。本示例实施方式中，所述压力检测装置103可以包括压力检测仪或者压电传感器等，且不以此为限。考虑到压电传感器具有较高的灵敏度以及较轻的重量，因此本实施例可以采用压电传感器作为压力检测装置103。其中，压电传感器可以采用具有高压电系数的压电陶瓷，例如d31型压电陶瓷元件，其具体可以设置在小翼101的根部表面，即靠近机翼本体20的位置处。由于畸变的三元流场中沿机翼展向的分量在作用于翼梢小翼10时会导致其根部弯矩的变化，因此本实施例可在此处设置压电陶瓷，以便于实时检测该部位的弯矩，并将检测到的弯矩转换为电学信号，使得控制装置104能够根据该弯矩变化生成对应的控制信号，从而控制驱动装置102调整小翼101的倾角。本实施例中，控制装置104可以设于机身内部，压电传感器的数据传输线可隐藏于机翼内部并从机翼根部穿出而与控制装置104相连接。本实施例还可对翼梢小翼10的根部结构进行加强，以保证在结构变形时的强度与刚度。本示例实施方式中，控制装置104兼具数据处理功能和控制功能。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种翼梢小翼，其特征在于，包括：小翼；驱动装置，用于控制所述小翼的转动；压力检测装置，位于所述小翼的根部表面，用于检测所述小翼根部的目标弯矩；控制装置，与所述驱动装置和所述压力检测装置均相连，用于基于所述目标弯矩生成控制信号，以使所述驱动装置根据该控制信号调整所述小翼的倾角。

【技术特征摘要】
1.一种翼梢小翼，其特征在于，包括：小翼；驱动装置，用于控制所述小翼的转动；压力检测装置，位于所述小翼的根部表面，用于检测所述小翼根部的目标弯矩；控制装置，与所述驱动装置和所述压力检测装置均相连，用于基于所述目标弯矩生成控制信号，以使所述驱动装置根据该控制信号调整所述小翼的倾角。2.根据权利要求1所述的翼梢小翼，其特征在于，所述控制装置包括信号采集单元和飞控板；所述信号采集单元用于获取所述目标弯矩对应的电学信号并将所述电学信号发送给所述飞控板；所述飞控板用于根据当前获取的所述电学信号以及前次获取的所述电学信号生成相应的控制信号并发送给所述驱动装置。3.一种机翼系统，其特征在于，包括机翼本体以及权利要求1或2所述的翼梢小翼；其中，所述机翼本体包括位于翼尖位置的附加翼盒，所述翼梢小翼旋转连接在所述附加翼盒上。4.根据权利要求3所述的机翼系统，其特征在于，所述机翼系统还包括转动机构；所述小翼包括主梁以及与所述主梁固定连接的小翼本体，所述附加翼盒包括腹板以及由所述腹板外延伸出的凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃慷，
申请(专利权)人：东汉太阳能无人机技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11