可变倾角翼梢小翼以及飞行器制造技术

本实用新型专利技术公开一种可变倾角翼梢小翼以及飞行器，可变倾角翼梢小翼设置于机翼主体的翼展方向的末端，翼梢小翼包括连接机翼主体的第一翼肋、设置于翼梢小翼末端的第四翼肋、位于第一翼肋与第四翼肋之间的第二翼肋、以及压电纤维驱动器，压电纤维驱动器包括基体钢片和压电纤维片，第一翼肋与第二翼肋、第二翼肋与第四翼肋之间分别连接有压电纤维驱动器，第一翼肋与第二翼肋之间构成翼梢小翼的过渡段，第二翼肋与第四翼肋之间构成翼梢小翼的柔性段，过渡段连接机翼主体与柔性段，过渡段与机翼主体均布置主梁，第一翼肋与第二翼肋均与主梁固连。本实用新型专利技术通过压电纤维驱动器使得过渡段和柔性段发生联动，实现翼梢小翼的偏转。

Variable angle winglets and aircraft

【技术实现步骤摘要】
可变倾角翼梢小翼以及飞行器
本技术涉及飞行器
，具体涉及一种可变倾角翼梢小翼以及飞行器。
技术介绍
对于现代航空运输业，减阻技术是降低飞机油耗的有效途径之一。对于大飞机而言，诱导阻力在巡航阶段占总阻力的40％，在起飞爬升阶段的占比高达70％，可见降低诱导阻力对飞机减阻具有重要意义，而翼梢小翼能够很好的降低诱导阻力。目前，翼梢小翼的倾角大多固定，其仅针对固定翼飞行器的巡航阶段设计和优化，而在飞行器起飞爬升阶段减阻效果不佳。而且，由于短距航线的巡航占总航时少，因此，现有固定倾角翼梢小翼的减阻效果对于短距航线的飞行器更加不明显。因此，有必要提供一种可变倾角翼梢小翼，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种可变倾角翼梢小翼，以提高翼梢小翼在飞行器起飞、爬升以及巡航阶段的减阻效果。为实现上述目的，本技术提出的一种可变倾角翼梢小翼，设置于机翼主体的翼展方向的末端，所述翼梢小翼包括连接所述机翼主体的第一翼肋、设置于所述翼梢小翼末端的第四翼肋、位于所述第一翼肋与第四翼肋之间的第二翼肋、以及压电纤维驱动器，所述压电纤维驱动器包括基体钢片和压电纤维片，所述第一翼肋与第二翼肋、第二翼肋与第四翼肋之间分别连接有所述压电纤维驱动器，所述第一翼肋与第二翼肋之间构成所述翼梢小翼的过渡段，所述第二翼肋与第四翼肋之间构成所述翼梢小翼的柔性段，所述过渡段连接所述机翼主体与柔性段，所述过渡段与机翼主体均布置主梁，所述第一翼肋与第二翼肋均与所述主梁固连。优选地，所述翼梢小翼还设有位于所述第二翼肋与第四翼肋之间的第三翼肋，所述第二翼肋与第三翼肋、第三翼肋与第四翼肋之间分别连接有所述压电纤维驱动器，所述柔性段包括一级柔性段与二级柔性段，所述第二翼肋与第三翼肋之间构成所述翼梢小翼的一级柔性段，所述第三翼肋与第四翼肋之间构成所述翼梢小翼的二级柔性段，所述一级柔性段设有翼肋间连接板。优选地，所述翼肋间连接板设置于所述一级柔性段的压电纤维驱动器的下方，且其相对两端分别铰接所述第二翼肋与第三翼肋。优选地，所述翼梢小翼还包括固支机构，所述固支机构包括具有支点部的楔形块以及具有支点槽的刚性连接块，所述第二翼肋和第三翼肋均安装有所述楔形块，所述过渡段与所述一级柔性段的两所述压电纤维驱动器、所述一级柔性段与所述二级柔性段的两所述压电纤维驱动器均通过所述连接块固连，所述支点部与支点槽相抵接，其抵接处形成支点以使所述连接块和所述楔形块可绕所述支点倾转。优选地，所述第二翼肋和第三翼肋均在所述翼展方向上开设有通槽，所述通槽的上槽壁与下槽壁分别安装有所述楔形块，所述连接块穿过所述通槽且夹持于上、下两所述楔形块之间，所述连接块的上下两表面分别凹陷形成弧形支点槽，所述两个楔形块的支点部分别抵接所述连接块的所述两个支点槽的槽底。优选地，所述楔形块还设有限位部用以限制所述连接块相对所述楔形块的倾转角度。优选地，所述连接块在所述翼展方向的相对两端分别向内凹陷形成水平延伸的夹持槽用以夹持所述压电纤维驱动器的基体钢片，所述连接块还设有连通所述夹持槽销孔以固定所述基体钢片。优选地，所述第一翼肋开设有狭槽，所述过渡段的基体钢片的一端穿过所述狭槽后，上下凸伸形成抵靠于所述第一翼肋的挡片以形成滑动副。优选地，所述主梁使用工形梁结构，包括上缘条、下缘条以及连接所述上缘条与下缘条的加强板，所述上缘条分别连接所述第一翼肋与第二翼肋的上侧，所述下缘条分别连接所述第一翼肋与所述第二翼肋的下侧，所述上缘条与下缘条在上下方向对齐设置，在垂直所述翼展方向的翼弦方向，所述主梁靠近所述机翼主体的前缘设置，所述过渡段的压电纤维驱动器垂直于所述主梁设置且位于所述主梁的后方；所述柔性段采用柔性蒙皮，所述过渡段与机翼主体采用常规蒙皮。另外，本技术还提供一种飞行器，所述飞行器包括所述可变倾角翼梢小翼。本技术技术方案中，通过压电纤维驱动器使得过渡段和柔性段发生联动，实现翼梢小翼的偏转，本技术采用的基于压电纤维驱动器的可变倾角翼梢小翼的机构结构重量轻、能承受较大弯矩，且能很好地适应于翼梢小翼内部空间小的约束条件。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术的翼梢小翼的初始设计状态的俯视图；图2为图1所示的翼梢小翼的初始设计状态的后视图；图3为本技术的翼梢小翼的巡航设计状态的后视图；图4为图2所示的翼梢小翼的巡航设计状态的立体图；图5为图1所示的翼梢小翼的沿线Ⅰ-Ⅰ的截面图；图6为图1所示的翼梢小翼的沿线Ⅱ-Ⅱ的截面图；图7为本技术的翼梢小翼的倾斜角的示意图；其中，100、翼梢小翼，200、机翼主体，1、主梁，11、上缘条，13、下缘条，12、加强板，A、过渡段，B1、一级柔性段，B2、二级柔性段，7、压电纤维驱动器，72、压电纤维片，71、基体钢片，51、第一翼肋，52、第二翼肋，53、第三翼肋，54、第四翼肋，6、固支机构，60、间隙，62、楔形块，620、支点部，621、限位部，61、连接块，610、销孔，611、支点槽，8、翼肋间连接板本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。如图1至图4所示，本技术公开的一实施例中，可变倾角翼梢小翼100安装在机翼主体200的翼展方向的末端，翼梢小翼100与机翼主体200共同构成飞行器机翼。翼梢小翼100的倾斜角为图7所示的其与竖直平面的夹角，翼梢小翼100的结构主要包括压电纤维驱动器7，以应用逆压电效应驱动翼梢小翼100的倾角发生变化。逆压电效应是指当交替变化的电场作用于压电材料时，压电材料会发生变形。压电纤维驱动器7包括基体钢片71和压电纤维片72，压电纤维片72采用具有上述逆压电效应的压电纤维复合材料制成，基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变倾角翼梢小翼，设置于机翼主体的翼展方向的末端，其特征在于，所述翼梢小翼包括连接所述机翼主体的第一翼肋、设置于所述翼梢小翼末端的第四翼肋、位于所述第一翼肋与第四翼肋之间的第二翼肋、以及压电纤维驱动器，所述压电纤维驱动器包括基体钢片和压电纤维片，所述第一翼肋与第二翼肋、第二翼肋与第四翼肋之间分别连接有所述压电纤维驱动器，所述第一翼肋与第二翼肋之间构成所述翼梢小翼的过渡段，所述第二翼肋与第四翼肋之间构成所述翼梢小翼的柔性段，所述过渡段连接所述机翼主体与柔性段，所述过渡段与机翼主体均布置主梁，所述第一翼肋与第二翼肋均与所述主梁固连。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变倾角翼梢小翼，设置于机翼主体的翼展方向的末端，其特征在于，所述翼梢小翼包括连接所述机翼主体的第一翼肋、设置于所述翼梢小翼末端的第四翼肋、位于所述第一翼肋与第四翼肋之间的第二翼肋、以及压电纤维驱动器，所述压电纤维驱动器包括基体钢片和压电纤维片，所述第一翼肋与第二翼肋、第二翼肋与第四翼肋之间分别连接有所述压电纤维驱动器，所述第一翼肋与第二翼肋之间构成所述翼梢小翼的过渡段，所述第二翼肋与第四翼肋之间构成所述翼梢小翼的柔性段，所述过渡段连接所述机翼主体与柔性段，所述过渡段与机翼主体均布置主梁，所述第一翼肋与第二翼肋均与所述主梁固连。


2.如权利要求1所述的可变倾角翼梢小翼，其特征在于，所述翼梢小翼还设有位于所述第二翼肋与第四翼肋之间的第三翼肋，所述第二翼肋与第三翼肋、第三翼肋与第四翼肋之间分别连接有所述压电纤维驱动器，所述柔性段包括一级柔性段与二级柔性段，所述第二翼肋与第三翼肋之间构成所述翼梢小翼的一级柔性段，所述第三翼肋与第四翼肋之间构成所述翼梢小翼的二级柔性段，所述一级柔性段设有翼肋间连接板。


3.如权利要求2所述的可变倾角翼梢小翼，其特征在于，所述翼肋间连接板设置于所述一级柔性段的压电纤维驱动器的下方，且其相对两端分别铰接所述第二翼肋与第三翼肋。


4.如权利要求2所述的可变倾角翼梢小翼，其特征在于，所述翼梢小翼还包括固支机构，所述固支机构包括具有支点部的楔形块以及具有支点槽的刚性连接块，所述第二翼肋和第三翼肋均安装有所述楔形块，所述过渡段与所述一级柔性段的两所述压电纤维驱动器、所述一级柔性段与所述二级柔性段的两所述压电纤维驱动器均通过所述连接块固连，所述支点部与支点槽相抵接，其抵接处形成支点以使所述连接块和所述楔形块可绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璐，李明远，石翔，
申请(专利权)人：上海歌尔泰克机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31