一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构和高超声速飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构和高超声速飞行器，折叠机构包括：第一翼体和第二翼体；第一翼体具有插槽，第二翼体具有插接板，插接板插入所述插槽并通过转动轴铰接；第一翼体上具有驱动单元和蜗杆，驱动单元输出轴与蜗杆连接；所述插接板端部为蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合驱动第二翼体绕转动轴转动。该折叠机构能使翼稍小翼与机翼成任意角度，阻止气流的展向流动，达到提高机翼升力的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构和高超声速飞行器
本专利技术涉及高超声速飞行器结构设计领域，尤其涉及一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构和高超声速飞行器。
技术介绍
高超声速飞行器飞行速域宽，历经亚声速、跨声速、超声速和高超声速四个阶段，气动载荷严重且复杂。提高高超声速飞行器的气动效率称为飞行器设计的关键技术之一。机翼在高超声速飞行器飞行过程中面临的飞行环境有着极大的不同，本专利技术通过机翼折叠技术改变机翼垂尾的角度以提高机翼在不同飞行状态下的气动效率，进而达到提高飞行器气动性能的目的。高超声速飞行器飞行速域宽，飞行高度范围大，因而在不同的飞行阶段对机翼的升力需求不同。当飞行器飞行高度较低时需要机翼提供较大的升力加速爬升，随着飞行高度的增加以及马赫数的增大，机翼所提供的升力减小，同时由于大气密度的降低，机翼垂尾的操纵性下降。为提高高超声速飞行器在低空时机翼的升力和高空时机翼垂尾的操纵性，本专利技术采用机翼折叠的方式以适应飞行器在不同飞行阶段对机翼的功能需求。
技术实现思路
本专利技术目的在于为高超声速飞行器机翼设计一种折叠机构。具体提供一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构和高超声速飞行器，在亚声速和跨声速阶段，该折叠机构能使翼稍小翼与机翼成任意角度，阻止气流的展向流动，达到提高机翼升力的目的；在超声速和高超声速阶段，该折叠机构能使翼稍小翼水平放置，增大机翼的升力面积，达到提高机翼升力的目的。同时，该折叠机构具有一定的刚度以保证机翼在气动载荷下不被破坏。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构，包括：第一翼体和第二翼体；第一翼体具有插槽，第二翼体具有插接板，插接板插入所述插槽并通过转动轴铰接；第一翼体上具有驱动单元和蜗杆，驱动单元输出轴与蜗杆连接；所述插接板端部为蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合驱动第二翼体绕转动轴转动。作为本专利技术的进一步改进，所述第一翼体包括机翼腹板，机翼腹板上下缘分别设置有机翼上缘条、机翼下缘条，第一翼体端部的机翼腹板形成缺口，机翼上缘条上设置所述插槽；所述驱动单元和蜗杆设置在机翼下缘条上。作为本专利技术的进一步改进，所述第二翼体包括垂尾腹板，垂尾腹板上下缘分别设置有垂尾上缘条和垂尾下缘条，第二翼体端部的垂尾腹板伸出并加工为所述蜗轮。作为本专利技术的进一步改进，所述蜗轮设置在所述缺口内。作为本专利技术的进一步改进，所述蜗轮的厚度小于所述垂尾腹板的厚度。作为本专利技术的进一步改进，所述转动轴设置在蜗轮的圆心上。作为本专利技术的进一步改进，所述蜗轮为四分之一圆弧结构。一种高超声速飞行器，包括依次连接的机翼、内垂尾和外垂尾，机翼和内垂尾的连接处、内垂尾和外垂尾的连接处均设置有所述的折叠机构。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术针对高超声速飞行器机翼提出了一种折叠机构，该折叠机构安装在机翼翼梁的端部，部件的主要关系如下：蜗轮固定在垂尾翼梁上，蜗杆和驱动单元固定在机翼翼梁的下缘条上，蜗杆与蜗轮啮合。通过驱动单元驱动蜗杆转动，从而控制机翼垂尾的转动。因为蜗轮蜗杆传动具有自锁功能，因此可以控制垂尾转动到任意角度。该折叠机构能够在保证结构刚度的前提下根据飞行器的飞行状态使机翼的翼稍小翼发生任意角度的变形，提升了机翼在不同飞行阶段的气动效率。本专利技术所涉及的折叠机构简单实用，工程应用中可实现性强，并具有一定的通用性。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。在附图中：图1为高超声速飞行器机翼转动示意图。图2为本专利技术折叠机构的轴测图。图3为机翼翼梁的示意图。图4为机翼垂尾的示意图。图5为高超声速飞行器机翼转动效果图。图中：1.第一转轴；2.第二转轴3.外垂尾；4.内垂尾；5.机翼；6.机翼上缘条；7.机翼腹板；8.机翼下缘条；9.垂尾上缘条；10.垂尾腹板；11.垂尾下缘条；12.驱动单元；13.蜗杆；14.蜗轮；15.转动轴。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。下面结合附图进一步说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术的主要目的是采用机翼折叠的方式满足飞行器在不同飞行高度下的气动需求，即当飞行器处于低空飞行状态时，机翼通过折叠增大机翼的升力面积，达到提高升力的目的，当飞行器处于高空飞行时，机翼减小机翼升力面积同时增大垂尾面积以提高飞行器的操纵性。通过驱动单元驱动蜗杆转动，从而控制机翼垂尾的转动。因为蜗轮蜗杆传动具有自锁功能，因此可以控制垂尾转动到任意角度。下面结合附图对本专利技术作进一步的阐述：本专利技术提供了一种折叠机构，用以实现机翼垂尾的转动。本专利技术通过改变机翼翼面面积和垂尾面积的，满足飞行器在不同飞行高度下对机翼升力和操作性的需求，进而达到提高飞行器性能的目的。为使高超声速飞行器机翼能在不同飞行状态下方便地折叠，本专利技术提供了一种折叠机构。该折叠机构安装在机翼翼梁的端部，主要部件有：机翼翼梁、垂尾翼梁、蜗轮、蜗杆、驱动单元等。部件的主要关系如下：蜗轮固定在垂尾翼梁上，蜗杆和驱动单元固定在机翼翼梁的下缘条上，蜗杆与蜗轮啮合。图1为高超声速飞行器机翼的初始状态，图2为机翼折叠机构的轴测图。图2所示的机构分别安装在图1中的第一转轴1和第二转轴2处。如图3至图5所示，一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构，包括：第一翼体和第二翼体；第一翼体具有插槽，第二翼体具有插接板，插接板插入所述插槽并通过转动轴15铰接；第一翼体上具有驱动单元12和蜗杆13，驱动单元12输出轴与蜗杆13连接；所述插接板端部为蜗轮14，所述蜗轮14与蜗杆13啮合驱动第二翼体绕转动轴15转动。其中，所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构，其特征在于，包括：第一翼体和第二翼体；第一翼体具有插槽，第二翼体具有插接板，插接板插入所述插槽并通过转动轴(15)铰接；/n第一翼体上具有驱动单元(12)和蜗杆(13)，驱动单元(12)输出轴与蜗杆(13)连接；所述插接板端部为蜗轮(14)，所述蜗轮(14)与蜗杆(13)啮合驱动第二翼体绕转动轴(15)转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构，其特征在于，包括：第一翼体和第二翼体；第一翼体具有插槽，第二翼体具有插接板，插接板插入所述插槽并通过转动轴(15)铰接；
第一翼体上具有驱动单元(12)和蜗杆(13)，驱动单元(12)输出轴与蜗杆(13)连接；所述插接板端部为蜗轮(14)，所述蜗轮(14)与蜗杆(13)啮合驱动第二翼体绕转动轴(15)转动。


2.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构，其特征在于，所述第一翼体包括机翼腹板(7)，机翼腹板(7)上下缘分别设置有机翼上缘条(6)、机翼下缘条(8)，第一翼体端部的机翼腹板(7)形成缺口，机翼上缘条(6)上设置所述插槽；所述驱动单元(12)和蜗杆(13)设置在机翼下缘条(8)上。


3.根据权利要求2所述的一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构，其特征在于，所述第二翼体包括垂尾腹板(10)，垂尾腹板(10)上下缘分别设置有垂尾上缘条(9)和垂尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚春林，苟建军，李锦星，魏震，王健磊，吴蔚楠，李春娜，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61