一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼制造技术

本发明专利技术创造属于飞行器技术领域，具体涉及一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼。其技术方案是：整个机翼由内翼、中翼、外翼组成，内翼尖弦与中翼根弦连接，连接处设置旋转轴，中翼与外翼整体可以绕旋转轴旋转，最大旋转角度可以旋转至与内翼垂直，中翼尖弦与外翼根弦连接，连接处设置连接分离机构，外翼可以与中翼分离；内翼是飞行器固定结构，内部空腔可加装机载设备与燃油；中翼是内翼与外翼的连接结构，采用相对厚度较小的翼型，内部空腔可加装机载设备，旋转后可作垂尾使用；外翼是可分离结构，旋转到位后可以与中翼分离，采用相对厚度较大的对称翼型，内部空腔可以加装燃油。

A multi-functional wing that can be safely separated from rotating to vertical state

【技术实现步骤摘要】
一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼
本专利技术创造属于飞行器
，具体涉及一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼。
技术介绍
随着科学技术的发展，未来飞行器的应用模式将产生变革，飞行器应用模式的改变需要灵活的飞行方式作为支撑，未来飞行器的飞行方式将新增两个重要特征：一是宽速域飞行，二是跨域飞行。宽速域飞行指突破亚声速、超声速飞行速域，扩展到高超声速飞行速域，即从飞行速度拓展至马赫数5以上；跨域飞行指突破低空、中高空传统飞行空域，扩展到临近空间、空天域，即从飞行高度扩展到100千米以上。实现飞行器灵活的飞行方式除了要拥有强大的动力系统外，还要依靠高效的气动布局，特别是产生气动力效益的机翼部件。对于宽速域飞行飞行器，由于低速飞行与高超声速飞行对机翼形状、参考面积、展弦比、相对厚度等要求差异较大，甚至存在冲突。低速飞行要求大的参考面积、大展弦比以追求高升阻比，而为了航程需求，往往需要利用机翼内部空间，一定相对厚度的机翼也是必须的；高超声速飞行追求低阻力，小展弦比、薄机翼是比较理想的选择。以往的高超声速飞行器受制于任务需求的定位及技术程度的限制，一般以最大马赫数或者巡航马赫数为单设计点，能够保持高气动性能的飞行速域较窄，宽速域内非设计点的气动性能难以得到较好地兼顾。为了解决宽速域飞行的气动矛盾，变构型机翼是一种重要的解决方案。随着未来工业制造技术的发展，如3D打印技术等，变构型机翼的制造与应用变得容易实现，且更加廉价，为了实现特定的功能，局部部件甚至可以设计成一次性使用或有限次数使用，即使用过程中可以与机体分离。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出一种能够适应速度马赫数0～5+宽速域、高度0～100千米大空域飞行的飞行器机翼解决方案，在不同的飞行状态下具有良好的气动性能。本专利技术的技术方案是：一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼，由内翼1、中翼3、外翼5组成，内翼1的尖弦与中翼3的根弦连接，连接处设置旋转轴2，中翼3与外翼5整体可绕旋转轴2旋转，中翼3的尖弦与外翼5的根弦连接，连接处设置连接分离结构4，外翼5可以与中翼3分离。所述中翼3与外翼5整体绕旋转轴2旋转的最大旋转角度可与内翼1垂直。所述内翼1为飞行器固定结构，内部设有加装机载设备或燃油的空腔。所述中翼3内部设有加装机载设备的空腔，旋转后可作垂尾使用。所述外翼5内部设有加装燃油的空腔。所述中翼3翼型相对厚度为5～8％。所述外翼5翼型相对厚度为10～15％。所述连接分离结构4采用滑轨自由分离方式。本专利技术的优点是：本专利技术的飞行器机翼解决方案，在亚声速飞行阶段，内翼、中翼、外翼在同一平面布置，组成大参考面积、大展弦比的机翼，为飞行器提供大升阻比；内翼、中翼、外翼组成的机翼无垂尾布置，可以保持飞行器良好的隐身特性；内翼是飞行器固定结构，内部空腔可加装机载设备与燃油，提高内部空间利用率；中翼采用相对厚度较小的翼型，兼顾高强度刚度和低阻力特性，内部空腔可配置滑轨机构和分离机构；外翼采用相对厚度较大的对称翼型，内部空腔可加装燃油，且低速阶段优先使用，可以提高飞行器航程。在跨音速、超声速、高超声速飞行阶段，中翼与外翼整体旋转至与内翼垂直状态，为减小飞行器阻力，外翼可与中翼分离，在飞行器平飞状态下，因为采用对称翼型，产生的侧向力与力矩较小，仅依靠气动力就能实现自由分离，无需依靠额外的分离力机构，而中翼可作飞行器垂尾使用，提高高速飞行器的偏航气动特性。附图说明图1为常规状态下机翼示意图。图2为中翼与外翼整体旋转至垂直状态的机翼示意图。图3为外翼与中翼分离后的机翼示意图。其中，1为内翼，2为旋转轴，3为中翼，4为连接分离机构，5为旋外翼。具体实施方式下面结合附图和使用步骤对本专利技术作详细说明。本专利技术常规状态下的机翼如附图1所示，内翼、中翼、外翼处于同一平面。本专利技术中翼与外翼整体旋转至垂直状态的机翼如附图2所示，中翼与外翼整体与内翼垂直，外翼与中翼未分离。由内翼1、中翼3、外翼5组成，内翼1的尖弦与中翼3的根弦连接，连接处设置旋转轴2，中翼3与外翼5整体可绕旋转轴2旋转，中翼3的尖弦与外翼5的根弦连接，连接处设置连接分离结构4，外翼5可以与中翼3分离。所述中翼3与外翼5整体绕旋转轴2旋转的最大旋转角度可与内翼1垂直。所述内翼1为飞行器固定结构，内部设有加装机载设备或燃油的空腔。所述中翼3内部设有加装机载设备的空腔，旋转后可作垂尾使用。所述外翼5内部设有加装燃油的空腔。所述中翼3翼型相对厚度为5～8％。所述外翼5翼型相对厚度为10～15％。所述连接分离结构4采用滑轨自由分离方式。本专利技术外翼与中翼分离后的机翼如附图3所示，外翼与中翼未分离，中翼与内翼垂直。一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼，其使用步骤包括：步骤一：在初始状态下，内翼(1)、中翼(3)、外翼(5)处于同一平面，内翼(1)内部空腔加装机载设备与燃油，中翼(3)内部空腔配置滑轨机构和分离机构，外翼(5)内部空腔加装燃油。步骤二：根据飞行性能需要，中翼(3)与外翼(5)整体绕旋转轴(2)旋转，至多可以可与内翼(1)垂直。步骤三：根据飞行性能需要，在中翼(3)、外翼(5)整体与内(1)垂直的状态下，外翼(5)与中翼(5)依靠气动力从连接分离机构(4)自由分离，中翼(3)作垂尾使用。步骤四：根据飞行性能需要，中翼(3)可以绕旋转轴(2)反向旋转至与内面(1)处于同一平面。内翼(1)、中翼(3)蒙皮及骨架结构采用钛合金材料制成。外翼(5)蒙皮机骨架结构采用铝合金材料制成。连接分离机构(4)主要配置滑轨及导爆索等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼，其特征在于：由内翼(1)、中翼(3)、外翼(5)组成，内翼(1)的尖弦与中翼(3)的根弦连接，连接处设置旋转轴(2)，中翼(3)与外翼(5)整体可绕旋转轴(2)旋转，中翼(3)的尖弦与外翼(5)的根弦连接，连接处设置连接分离结构(4)，外翼(5)可与中翼(3)分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼，其特征在于：由内翼(1)、中翼(3)、外翼(5)组成，内翼(1)的尖弦与中翼(3)的根弦连接，连接处设置旋转轴(2)，中翼(3)与外翼(5)整体可绕旋转轴(2)旋转，中翼(3)的尖弦与外翼(5)的根弦连接，连接处设置连接分离结构(4)，外翼(5)可与中翼(3)分离。


2.一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼，其特征在于：所述中翼(3)与外翼(5)整体绕旋转轴(2)旋转的最大旋转角度可与内翼(1)垂直。


3.一种可旋转至垂直状态安全分离的多功能机翼，其特征在于：所述内翼(1)为飞行器固定结构，内部设有加装机载设备或燃油的空腔。

【专利技术属性】
技术研发人员：魏太水，李俊，李兰兰，赵同钢，杨水锋，王垚，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51