充气式柔性副翼制造技术

一种充气式柔性副翼，其特征在于，在两侧机翼上表面和下表面粘贴有充气式柔性副翼；将橡胶材料制成的矩形充气式柔性副翼（２）粘贴固定在机翼（１）的下表面；充气式柔性副翼（２）的弦向尺寸为１．５％～７％机翼弦长，展向尺寸为机翼展长的９％～２２％；充气式柔性副翼（２）的后缘距机翼（１）的后缘为０％～１０％机翼尖弦长；空气压缩机３位于机身内部，分别与位于两个机翼上表面和下表面的充气式柔性副翼（２）连接。充气后的气囊从机翼上、下表面突起，改变了机翼表面形状，从而影响其绕流流场，明显地改变机翼（１）的气动特性，获得操纵飞机姿态和控制飞机飞行的气动力。本实用新型专利技术具有结构重量轻、翼面光滑且加工维护方便的特点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器设计领域，具体是一种充气式柔性副翼。
技术介绍
在飞行过程中，飞行器的滚转运动往往依赖于机翼上副翼的控制。副翼设计是飞 行器设计中一个十分重要的环节，关系到飞行的稳定性和机动性，这两个方面恰好又是判 定飞机性能的重要指标。尤其是无尾式的飞翼布局飞机，为了实现纵、横向的可控飞行，保 证飞行的稳定性和机动性，需要更多的操纵面参与飞行控制，例如美国的B2战略轰炸机上 就有多达八对操纵面，其设计、加工和控制都十分复杂。传统的副翼都是通过部分翼面的相对偏转来改变机翼上的气流流向，以此获得期 望的空气动力学特性。副翼的偏转一般由液压系统或一定功率的舵机完成。这些系统中， 尤其是液压机械系统，不仅重量和体积都比较大，而且不便于设计和安装。因为副翼通常安 装于厚度很小的机翼后缘，有时飞机设计者们不得不在翼面上鼓起一个凸包来安置副翼的 驱动系统，这显然会影响机翼的气动特性，从而影响操纵效率。此外，现代作战飞机特别强调隐身性能，而传统副翼与机翼翼面之间不可避免地 存在间隙，当副翼打开时，副翼与翼面之间的角度更大，这就会带来强烈的角反射问题，不 利于飞机的隐身设计。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的或者设计、加工和控制都十分复杂，或者会影响机翼的 气动特性，从而影响操纵效率，或者不利于飞机的隐身设计的不足，本专利技术提出了一种充气 式柔性副翼。本专利技术包括粘贴在两侧机翼上表面和下表面的充气式柔性副翼。充气式柔性副翼是用橡胶材料制成的矩形气囊；充气式柔性副翼的一个表面为粘 贴面；充气式柔性副翼的弦向尺寸为1. 5% 7%机翼弦长，展向尺寸为机翼展长的9% 22%;充气式柔性副翼的后缘距后掠机翼1的后缘为0% 10%机翼尖弦长；充气式柔性副 翼的左端距机翼翼尖为2% 10%机翼展长；空气压缩机位于机身内部，分别与位于两个 机翼上表面和下表面的充气式柔性副翼连接。在充气式柔性副翼的粘贴面的中央处开有通气孔，在通气孔上套有空心螺栓；蒙 皮剖面上的通孔与充气式柔性副翼通气孔为同心孔。空气压缩机与气囊进气口通过通气 管道连接；气囊进气口与电磁阀门进气口连接；三通管的三个管头分别与空心螺栓和两个 电磁阀门连接；气囊进气口和气囊出气口分别与电磁阀门串接。空心螺栓的外圆周表面有 螺纹；螺帽套装在空心螺栓上，将螺帽装入蒙皮剖面上的通孔内，并使充气式柔性副翼具有 7% 14%的初始伸长量。本专利技术的空气压缩机位于机身内部。空气压缩机通过通气管道与气囊进气口连 接；气囊进气口和气囊出气口上分别串接有电磁阀门。三通管的三个管头分别与空心螺栓 和两个电磁阀门连接。充气式柔性副翼的充气和放气过程由电磁阀门控制；没有电压时电磁阀门处于打开状态。在充气式柔性副翼充气时，断开进气口上电磁阀门的电源使进气口打开，接通出气 口上电磁阀门的电源，出气口关闭；充气式柔性副翼放气时，进气口上的电磁阀门闭合，出 气口上的电磁阀门打开。四个充气式柔性副翼均有一对电磁阀门14用于控制充气式柔性 副翼的充、放气操作。本专利技术利用空气动力学原理，在机翼后缘附近表面安装一种充气结构，该结构由 橡胶材料粘贴而成。橡胶材料选用弹性模量大且密封性好的材料。在需要使用副翼时，通 过充气装置对橡胶材料内部进行充气加压。在内部压力的作用下，橡胶材料制成的气囊体 积增大，气囊从机翼表面上突起，改变了机翼表面形状，从而影响其绕流流场，获得操纵飞 机姿态和控制飞机飞行的气动力。本专利技术中，各气囊共用一套充气系统。当需要某种操纵力矩时，选取相应的气囊， 充入一定容积的气体，使其从翼面上鼓起来。通过试验已经证明鼓起的气囊能够带来流场 变化，得到所需的气动力力矩，其操纵效果与传统机械式操纵面相同，即充气式柔性副翼可 以替代传统的机械式副翼，并且不破坏翼面的整体结构，不存在缝隙，可以减小雷达反射信 号，有利于改善飞机的隐身性能。与传统机械式副翼相比，本专利技术具有结构重量轻、翼面光 滑和加工维护方便的特点。附图说明附图1为充气式柔性副翼在某机翼(右侧)上的安装示意图。附图2为充气式柔性副翼的剖面示意图。附图3为机翼下表面气囊进出口连接示意图。附图4为两段充气式柔性副翼示意图。1.机翼2.充气式柔性副翼 3.空气压缩机 4.橡胶管道 5.机翼的弦 向剖面6.充气式柔性副翼的弦向剖面 7.气囊进出口 8.空心螺栓 9.螺帽10.气囊粘贴面 11.蒙皮剖面 12.三通管 13.气囊进气口 14.气 用电磁阀门15.气囊出气口 16.机翼17.第一段充气式柔性副翼18.第二段充气式柔 性副翼具体实施方式实施例一本实施例包括粘贴在两侧机翼上表面和下表面的充气式柔性副翼。本实施例以飞 机的一侧机翼1为例进行详细描述。如图1所示。本实施例是用于某后掠式机翼的充气式柔性副翼2。后掠式机翼1 的剖面5采用NACA0012翼型，根弦长为5200mm，尖弦长为1200mm，展长为15000mm，前缘后 掠角为45°，后缘后掠角为15°。充气式柔性副翼2是用橡胶材料制成的矩形气囊。制作充气式柔性副翼2的橡胶 材料具有密封性，刚度系数为2X105N/m2，并能承受80%的伸长变形量以及IMPa的内压。 充气式柔性副翼2的一个表面为粘贴面10 ；通过该粘贴面将充气式柔性副翼2粘贴固定在 机翼1的上表面和下表面。充气式柔性副翼2的弦向尺寸为1. 5%机翼尖弦长，展向尺寸为机翼展长的11%。 在充气式柔性副翼2的粘贴面10中央处开有通气孔，在通气孔上套有空心螺栓8 ；空心螺 栓8的外圆周表面有螺纹，螺帽9套装在空心螺栓8上，并将螺帽9装入蒙皮剖面11上的通 孔内(如图3所示)。通气孔与空心螺栓8的接触面均涂有环氧树脂胶水。蒙皮剖面11上 的通孔与充气式柔性副翼2通气孔为同心孔。空心螺栓8的外径同粘贴面10上的通气孔的 内径，本实施例中，空心螺栓8的外径为30mm ；空心螺栓8的内径为26mm，长度为78mm。螺 帽9的外径同蒙皮剖面11上通孔的内径，本实施例中为螺帽9的外径为37mm，高度为7mm。使用环氧树脂胶水将一对充气式柔性副翼2的四周粘贴固定在机翼1同一展向位 置处的上表面和下表面。环氧树脂胶水的抗压强度为50kg/mm2，引张强度为40kg/mm2。粘 贴前先将与充气式柔性副翼2连接的空心螺栓8穿过机翼上的通孔，并使充气式柔性副翼 2具有12%的初始伸长量。充气式柔性副翼2的后缘距后掠机翼1的后缘为0%机翼尖弦 长；充气式柔性副翼的左端距后掠机翼1翼尖为2%机翼展长。使用时充气式柔性副翼2内 的充气气压为0. 3MPa。空气压缩机3位于机身内部。该空气压缩机3的排气量为150L/min，输出压力为 0. 5MPa。分别位于两个机翼上表面和下表面的四个充气式柔性副翼2共用一个空气压缩机 3。将空气压缩机3与气囊进气口 13通过通气管道4连接，连接方式采用宝塔型外锥连接。 通气管道4采用柔性橡胶管道，其内径为28mm，并且能够承受1. 5MPa的内压。如图3所示。通气管道4与气囊进气口 13之间采用宝塔型外锥连接，气囊进气口 13与电磁阀门14进气口之间采用螺纹连接。三通管12的三个管头分别与空心螺栓8和 两个电磁阀门14连接，均通过螺纹连接。气囊进气口 13和气囊出气口 15分别与电磁阀门 14串接。本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充气式柔性副翼，其特征在于，充气式柔性副翼（２）是用橡胶材料制成的矩形气囊；充气式柔性副翼（２）的一个表面为粘贴面（１０）；充气式柔性副翼（２）的弦向尺寸为１．５％～７％机翼弦长，展向尺寸为机翼展长的９％～２２％；充气式柔性副翼（２）的后缘距后掠机翼（１）的后缘为０％～１０％机翼尖弦长；充气式柔性副翼的左端距机翼（１）翼尖为２％～１０％机翼展长；空气压缩机（３）位于机身内部，分别与位于两个机翼上表面和下表面的充气式柔性副翼（２）连接。

【技术特征摘要】
一种充气式柔性副翼，其特征在于，充气式柔性副翼(2)是用橡胶材料制成的矩形气囊；充气式柔性副翼(2)的一个表面为粘贴面(10)；充气式柔性副翼(2)的弦向尺寸为1.5％～7％机翼弦长，展向尺寸为机翼展长的9％～22％；充气式柔性副翼(2)的后缘距后掠机翼(1)的后缘为0％～10％机翼尖弦长；充气式柔性副翼的左端距机翼(1)翼尖为2％～10％机翼展长；空气压缩机(3)位于机身内部，分别与位于两个机翼上表面和下表面的充气式柔性副翼(2)连接。2.如权利要求1所述一种充气式柔性副翼，其特征在于，在充气式柔性副翼(2)的粘贴 面(10)的中央处开有通气孔，在通气孔上套有空心螺栓(8)；蒙...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶正寅，蒋跃文，武洁，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：87[]