变形翼制造技术

本实用新型专利技术提供了一种变形翼，该变形翼包括刚性盒段、弹性盒段和驱动机构。安置于刚性盒段内的管道可将飞行器发动机产生的高压气流传导至分布安置于机翼后缘处多个互相独立的后缘气室内，驱动机构中的气流管道能够将高压气流传导至机翼后缘并从后缘喷出，达到分布式推进的目的。同时驱动机构能够驱动弹性盒段产生形变，改变机翼形态，提高气动效率、失速迎角极限、升力系数和飞行性能。

Deformed wing

【技术实现步骤摘要】
变形翼
本技术涉及飞机机翼
，特别是涉及一种变形翼。
技术介绍
无论是载人或无人飞行器都广泛应用于军事和民用领域。飞行器主要依靠机翼在定向空气流场中产生升力，而机翼升力系数和阻力系数大小因翼型不同而异，最大升力和阻力系数之比(升阻比)通常作为判定翼型优劣的根据。发动机推力系统则通常外置并与机翼分别独立设置。在给定气流速度条件下，机翼一般采用两种方式改变升力大小实现机动飞行。一是改变迎角；二是改变操纵面偏转角或机翼翼型弯度。传统构型飞机通常通过操纵尾翼偏转角改变俯仰角而改变机翼攻角，或采用改变后缘操纵面的偏转角达到改变翼型等效迎角或弯度的效果。传统操纵面基本为通过铰链安装在机翼后梁上的刚体，在偏转时与机翼主升力面的铰链连接处形成折角，导致翼型弯度变化不连续，气动效率偏低。在偏角过大时折点至后缘出现气流分离而导致升力系数急速减小、操纵效率降低甚至机翼失速现象。而可连续变弯度的无缝变形翼具有显著高于传统操纵面的升阻比和失速迎角的特点，并且可扩展到机翼前缘变弯度达到增升目的。在飞行器领域具有发展潜力和应用前景。近年申请人对一种飞机变形翼的研究结果表面，在起飞状态时采用机翼前缘和襟翼后缘变弯度的机翼最大升阻比所需的迎角为4.5度，比采用传统刚性襟翼偏转的机翼提高升力达5％；在降落状态采用机翼前缘和襟翼后缘变弯度，襟翼下偏角可由传统的35度减小至27度，而升力可提高2％。在起飞状态时，若将机翼原设计迎角增加4度，襟翼后缘仍没有发生明显气流分离；但当迎角增加到4.5度时，襟翼后缘开始出现明显气流分离，机翼进入失速状态。然而，此时若在襟翼后缘上表面提供高于气流流速的切向喷气，机翼迎角将在增加8度时襟翼后缘才开始出现气流分离。这表明变形翼的升力系数比安装刚体襟翼的传统机翼有大幅提高。无缝变弯度翼并非全新概念。人类在早期模仿鸟类飞行时就开始尝试这种机翼。怀特兄弟早在一百多年前成功实现人类首次动力飞行时就采用了变弯度机翼。但随着飞机重量和飞行速度的提高，机翼结构的刚度大幅提高，使得采用变弯度机翼技术不够现实，故采用了刚性传统操纵面。随着材料和动力技术的高速发展和大幅提高现代飞行器的气动效率或升阻比以及飞行性能的迫切需求，传统的刚性翼已经很难满足现代飞行器的性能要求。于是，自本世纪初开始美国和欧洲航空领域再次兴起了对弹性变形翼技术的研发热潮。然而，目前的变形翼技术仍延续着改变机翼几何外形获得增升或改进气动效率的传统概念，不能发掘变形翼技术的最大潜力。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前的变形翼所存在的气动效率和飞行性能提升不足的问题，提供一种变形翼。上述目的通过下述技术方案实现：一种变形翼，其特征在于，包括：变形翼刚性盒段：所述刚性盒段位于所述变形翼前缘到机翼后梁之间，所述后梁位于整个变形翼的中后部，所述刚性盒段内部设有机翼前梁；变形翼弹性盒段：所述弹性盒段位于所述后梁到后缘之间，所述弹性盒段固定连接于所述刚性盒段，所述弹性盒段包括上蒙皮和下蒙皮，所述上蒙皮和下蒙皮上沿翼展方向固定设置有加强筋条，所述上蒙皮和下蒙皮之间靠近后缘处设置有滑动连接机构，所述滑动连接机构能够使所述上蒙皮和下蒙皮沿翼弦方向相对滑动，所述滑动连接机构包括成对滑块，所述滑块包括上蒙皮滑块和下蒙皮滑块；所述上蒙皮滑块固定连接于所述上蒙皮，所述下蒙皮滑块固定连接于所述下蒙皮，所述上蒙皮滑块和下蒙皮滑块之间设置有滑动组件，所述滑动组件能够使所述上蒙皮滑块和下蒙皮滑块能够沿着翼弦方向滑动，沿着垂直于翼弦的方向固定；所述上蒙皮和下蒙皮之间靠近所述滑动连接机构处滑动设置有滑门，所述上蒙皮、下蒙皮与所述滑门包围形成后缘气室，且所述后缘气室在靠近后缘位置的所述上蒙皮和下蒙皮之间形成缝隙；驱动机构：所述驱动机构设置于所述变形翼内部，所述驱动机构能够驱动所述上蒙皮和下蒙皮发生弯曲变形，从而使所述变形翼的翼型发生变化；所述驱动机构还包括气流管道，所述气流管道用以向所述后缘气室内输送高压气流。在其中一个实施例中，所述滑动组件包括沿翼弦方向设置于所述上蒙皮滑块上的梯形凸起和设置于所述下蒙皮滑块上的梯形凹槽。在其中一个实施例中，各所述滑块靠近所述滑门的端面上设置有弹性垫块。在其中一个实施例中，所述弹性垫块的长度和高度和与其连接的所述滑块长度和高度相等，所述弹性垫块的厚度为与其连接的所述滑块最大高度的1倍-2倍。在其中一个实施例中，所述滑块靠近所述刚性盒段的一侧设有滑轨加筋条，所述滑轨加筋条分别设置于所述上蒙皮和下蒙皮上，所述滑轨加筋条的横截面形状为“Z”形，所述滑轨加筋条与所述滑块构成滑槽，所述滑槽能够使安置于其内的滑门滑动。在其中一个实施例中，所述滑门横截面形状为“C”形，所述“C”形滑门的开口朝向机翼前缘，所述滑门上下两端向前伸出的缘条与所述“Z”形滑轨加筋条向后伸出的缘条相互搭接，并可产生一定的相对滑动。在其中一个实施例中，所述气流管道为空心弯管，所述驱动机构还包括：驱动器、传力盘和传力滑动机构，所述空心弯管的前部设置于所述机翼后梁上，并可绕弯管中心线转动，所述驱动器能够驱动所述空心弯管转动，所述传力盘设置于所述空心弯管上，所述传力盘与所述上蒙皮和下蒙皮上的加强筋条通过所述传力滑动机构连接，所述传力盘在转动时能够带动所述上蒙皮和下蒙皮发生形变，所述空心弯管的一端穿过所述滑门伸入所述后缘气室，用于向所述后缘气室输送高压气流。在其中一个实施例中，所述空心弯管靠近所述后梁安装处的前端设置有齿轮，所述空心弯管在所述驱动器的作用下能够绕所述空心弯管靠近所述刚性盒段前端的中心线顺时针或逆时针转动不大于90°的任意角度。在其中一个实施例中，在机翼内部沿着翼展方向按一定距离设置多个所述驱动机构，间隔长度为机翼弦长的40％-60％，但不小于机翼变形后的后缘在垂直方向最大位移的1.5倍。在其中一个实施例中，所述驱动机构中的空心弯管能够独立转动，或者多个驱动机构内的空心弯管组合转动。本技术的有益效果是：本技术提供了一种变形翼，该变形翼包括刚性盒段、弹性盒段和驱动机构。安置于刚性盒段内的管道可将飞行器发动机产生的高压气流传导至分布安置于机翼后缘处互相独立的后缘气室内，驱动机构中的气流管道能够将高压气流传导至机翼后缘并从后缘喷出，达到分布式推进的目的。同时驱动机构能够驱动弹性盒段产生形变，改变机翼形态，提高气动效率、失速迎角极限、升力系数和飞行性能。附图说明图1为本技术实施例一的结构示意图；图2为本技术实施例二的局部结构示意图；图3为本技术实施例三的局部结构示意图。1-刚性盒段；11-机翼前梁；12-机翼后梁；13–承载构件；2-弹性盒段；211-上蒙皮；212-下蒙皮；22-加强筋条；23-滑块；上蒙皮滑块-231；下蒙皮滑块-232；24-滑门；241-滑门通孔；25-后缘气室；26-缝隙；27-弹性垫块；28-滑轨加筋条；3-驱动机构；311-齿轮；31-高压气流管道；32-驱动机构直管道；33-空心弯管；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变形翼，其特征在于，包括：/n变形翼刚性盒段：所述刚性盒段位于所述变形翼前缘到机翼后梁之间，所述后梁位于整个变形翼的中后部，所述刚性盒段内部设有机翼前梁；/n变形翼弹性盒段：所述弹性盒段位于所述后梁到后缘之间，所述弹性盒段固定连接于所述刚性盒段，所述弹性盒段包括上蒙皮和下蒙皮，所述上蒙皮和下蒙皮上沿翼展方向固定设置有加强筋条，所述上蒙皮和下蒙皮之间靠近后缘处设置有滑动连接机构，所述滑动连接机构能够使所述上蒙皮和下蒙皮沿翼弦方向相对滑动，所述滑动连接机构包括成对滑块，所述滑块包括上蒙皮滑块和下蒙皮滑块；所述上蒙皮滑块固定连接于所述上蒙皮，所述下蒙皮滑块固定连接于所述下蒙皮，所述上蒙皮滑块和下蒙皮滑块之间设置有滑动组件，所述滑动组件能够使所述上蒙皮滑块和下蒙皮滑块能够沿着翼弦方向滑动，沿着垂直于翼弦的方向固定；所述上蒙皮和下蒙皮之间靠近所述滑动连接机构处滑动设置有滑门，所述上蒙皮、下蒙皮与所述滑门包围形成后缘气室，且所述后缘气室在靠近后缘位置的所述上蒙皮和下蒙皮之间形成缝隙；/n驱动机构：所述驱动机构设置于所述变形翼内部，所述驱动机构能够驱动所述上蒙皮和下蒙皮发生弯曲变形，从而使所述变形翼的翼型发生变化；所述驱动机构还包括气流管道，所述气流管道用以向所述后缘气室内输送高压气流。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变形翼，其特征在于，包括：
变形翼刚性盒段：所述刚性盒段位于所述变形翼前缘到机翼后梁之间，所述后梁位于整个变形翼的中后部，所述刚性盒段内部设有机翼前梁；
变形翼弹性盒段：所述弹性盒段位于所述后梁到后缘之间，所述弹性盒段固定连接于所述刚性盒段，所述弹性盒段包括上蒙皮和下蒙皮，所述上蒙皮和下蒙皮上沿翼展方向固定设置有加强筋条，所述上蒙皮和下蒙皮之间靠近后缘处设置有滑动连接机构，所述滑动连接机构能够使所述上蒙皮和下蒙皮沿翼弦方向相对滑动，所述滑动连接机构包括成对滑块，所述滑块包括上蒙皮滑块和下蒙皮滑块；所述上蒙皮滑块固定连接于所述上蒙皮，所述下蒙皮滑块固定连接于所述下蒙皮，所述上蒙皮滑块和下蒙皮滑块之间设置有滑动组件，所述滑动组件能够使所述上蒙皮滑块和下蒙皮滑块能够沿着翼弦方向滑动，沿着垂直于翼弦的方向固定；所述上蒙皮和下蒙皮之间靠近所述滑动连接机构处滑动设置有滑门，所述上蒙皮、下蒙皮与所述滑门包围形成后缘气室，且所述后缘气室在靠近后缘位置的所述上蒙皮和下蒙皮之间形成缝隙；
驱动机构：所述驱动机构设置于所述变形翼内部，所述驱动机构能够驱动所述上蒙皮和下蒙皮发生弯曲变形，从而使所述变形翼的翼型发生变化；所述驱动机构还包括气流管道，所述气流管道用以向所述后缘气室内输送高压气流。


2.根据权利要求1所述的变形翼，其特征在于，所述滑动组件包括沿翼弦方向设置于所述上蒙皮滑块上的梯形凸起和设置于所述下蒙皮滑块上的梯形凹槽。


3.根据权利要求1所述的变形翼，其特征在于，各所述滑块靠近所述滑门的端面上设置有弹性垫块。


4.根据权利要求3所述的变形翼，其特征在于，所述弹性垫块的长度和高度和与其连接的所述滑块长度和高度相等，所述弹性垫块的厚度为与其连接的所述滑块最大高度的1倍-2倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭士钧，张曙光，张飞豹，贺媛媛，黄伯源，
申请(专利权)人：广东省航空航天装备技术研究所，
类型：新型
国别省市：广东;44