CN105398565A - 一种用于飞翼飞机的尾翼变体机构 - Google Patents

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翟剑豪
孙媛
张伟
蔡海宁
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    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00—Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders

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Abstract

本发明涉及一种用于飞翼飞机的尾翼变体机构，用于在飞行过程中根据飞行状态变化进行实时限位。常规飞翼式飞机是没有尾翼并且机身的主要部分隐藏在机翼内的飞机。飞翼布局是机翼与机身一体化的典型代表。机身一体化可以大大提高飞行器的隐身性，但飞翼式飞机由于缺少垂尾，在起飞和降落时稳定性较差。本发明在不降低飞翼自身的隐身功能前提下增加飞翼低速飞行的稳定性。通过为飞翼加装可变体V型尾翼，在飞翼飞机起飞和降落时，转变V型尾翼，增加飞翼低速稳定性；在飞翼飞机进入巡航阶段时，尾翼和机翼融为一体提高隐身性。

Description

一种用于飞翼飞机的尾翼变体机构
技术领域
本发明涉及一种用于飞翼飞机的尾翼变体结构，用于在飞行过程中根据飞行状态变化进行实时限位。
背景技术
常规飞翼式飞机是没有尾翼并且机身的主要部分隐藏在机翼内的飞机。飞翼布局是机翼与机身一体化的典型代表。机身一体化可以大大提高飞行器的隐身性，但飞翼式飞机由于缺少垂尾，在起飞和降落时稳定性较差。
变体飞翼机构目前在世界范围内并无相类似方案的机构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：通过提供一种尾翼变体机构，提高飞翼飞机的操控性。
一种用于飞翼飞机的尾翼变体机构，该机构可控制飞翼飞机的部分翼面作为尾翼，包括自锁机构和倾转机构，自锁机构包括角度传感器、摇臂、丝套、丝杠、舵机和转轴，倾转机构包括倾转翼面和舵面；转轴与倾转翼面连接，倾转翼面尾部有舵面；舵机通过摇臂控制丝套在丝杠上的位置，带动转轴旋转从而调整倾转翼面的角度，角度传感器实时监控转轴的角度。
自锁机构采用丝杠丝套的形式，丝杠与倾转机构转轴相连，在舵机带动转轴转动时随动，在倾转机构停在某一倾转角度时对其位置进行锁定。
V型尾翼倾转角度范围为0°～45°，巡航状态时尾翼为0°，尾翼与机身贴合，实现整机的隐身功能，起飞状态与降落状态时尾翼呈V尾状态，增加飞翼低速飞行的稳定性。
本发明创造的有益效果：本发明旨在验证一种创新型变体飞翼概念。在不降低飞翼自身的隐身功能前提下增加飞翼低速飞行的稳定性。为飞翼加装可变体V型尾翼，在飞翼飞机起飞和降落时，转变V型尾翼，增加飞翼低速稳定性；在飞翼飞机进入巡航阶段时，尾翼和机翼融为一体提高隐身性。
在不同飞行任务下，无人机可调整变形，在常规固定翼布局和飞翼布局之间进行转换，从而满足不同环境的需求。
a)变体飞翼气动布局：对于创新无人变体飞行器来说，新的气动外形是否可以稳定飞行将是最大的技术难题，同样飞行过程中也存在巨大的风险；
b)变体飞翼尾翼控制方式：
变体飞翼的尾翼在变换过程中应具备良好的气动性能，同时与整机气动外形相互协调对可实现尾翼变形的机械结构和控制器有较高的要求，可以平顺控制尾翼变形过程，监控尾翼转换角度，尾翼在转变过程中依然可以进行叠加控制保证飞翼的飞行姿态；
c)变体飞踢全集焦点和重心位置控制方案：为消除全机焦点变化需要依靠尾翼作动面和襟翼作动面共同作动来消除尾翼变体过程中所造成的各种不稳定因素；
d)自锁机构：在变体飞翼变化过程中，对于飞翼的变化位置准确度要求很高，自锁装置可以实时将飞翼锁定在某一位置，确保飞翼变化的准确性和可靠性。
附图说明
图1是尾翼变体机构俯视图；
图2是尾翼变体机构后视图；
图3是巡航状态时尾翼的姿态；
图4是起降状态时尾翼的姿态；
图5是图4的左视图。
具体实施方式
如图所示,一种用于飞翼飞机的尾翼变体机构，该机构可控制飞翼飞机的部分翼面作为尾翼，包括自锁机构和倾转机构，自锁机构包括角度传感器1、摇臂2、丝套3、丝杠4、舵机5和转轴6，倾转机构包括倾转翼面7和舵面8；转轴6与倾转翼面7连接，倾转翼面7尾部有舵面8；舵机5通过摇臂2控制丝套3在丝杠4上的位置，带动转轴6旋转从而调整倾转翼面7的角度；角度传感器1实时监控转轴6的角度。
倾转翼面7构成V型尾翼，倾转角度范围为0°～45°，巡航状态时尾翼为0°，尾翼与机身贴合；起飞状态与降落状态时尾翼呈V尾状态
自锁机构中舵机转动，带动丝杠转动，丝杠转动带动丝套滑动，摇臂跟随丝套的滑动改变角度，转轴与摇臂相连接处随着摇臂的转动一起转动，从而实现转轴转动。
转轴与倾转机构连接，转轴转动带动倾转机构中倾转翼面倾转，从而实现尾翼在飞行过程中的变化。
自锁机构中的角度传感器用来检测转轴的转动角度，倾转机构中的舵面可以起到升降舵的作用。

Claims (2)

1.一种用于飞翼飞机的尾翼变体机构，其特征在于：该机构可控制飞翼飞机的部分翼面作为尾翼，包括自锁机构和倾转机构，自锁机构包括角度传感器(1)、摇臂(2)、丝套(3)、丝杠(4)、舵机(5)和转轴(6)，倾转机构包括倾转翼面(7)和舵面(8)；转轴(6)与倾转翼面(7)连接，倾转翼面(7)尾部有舵面(8)；舵机(5)通过摇臂(2)控制丝套(3)在丝杠(4)上的位置，带动转轴(6)旋转从而调整倾转翼面(7)的角度；角度传感器(1)实时监控转轴(6)的角度。
2.根据权利要求1所述的尾翼变体机构，其特征在于：倾转翼面(7)构成V型尾翼，倾转角度范围为0°～45°，巡航状态时尾翼为0°，尾翼与机身贴合；起飞状态与降落状态时尾翼呈V尾状态。
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