CN108100226A - 一种机翼前缘支撑骨架及可变半径机翼前缘结构 - Google Patents

一种机翼前缘支撑骨架及可变半径机翼前缘结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机翼前缘支撑骨架，其包括：芯板和自所述芯板的第一端部向第二端部排布且高度依次降低的多个腹板，腹板的端部具有支撑面，所述腹板对称设置于芯板的两侧，且位于芯板同一侧的腹板的支撑面共面；及转动支撑板，转动支撑板具有安装面，且所述转动支撑板对称且可转动的设置在芯板的第二端部。本发明的机翼前缘支撑骨架通过对芯板施加横向力，使得转动支撑板绕转动轴旋转，通过转动支撑板夹角变化，支撑弹性蒙皮变形，达到变机翼前缘半径的目的。

Description

一种机翼前缘支撑骨架及可变半径机翼前缘结构
技术领域
本发明属于变体飞机结构设计技术领域，尤其涉及一种机翼前缘支撑骨架及可变半径机翼前缘结构。
背景技术
飞机超声速飞行时，翼型前缘半径对前缘流动有着明显的影响，前缘半径越小，激波强度越弱，波阻越小。飞机亚音速飞行时采用小半径尖前缘机翼，可以降低波阻，增加剩余推力。进入超声速以后，采用钝前缘半径，可以降低热流密度。但是，目前常规的飞行器设计只能采用一种翼型进行设计，因而不能兼顾飞机在亚音速和超声速时的气动特性，必须通过采用变体技术才能解决上述问题。
变体技术通过智能化的设计和控制，可以根据任务和环境自适应地改变机翼形状、厚度、弯度等重要参数，使飞机在不同飞行状态下都能取得较理想的气动特性，兼顾飞机在不同速度的使用性能，解决现代飞机气动布局设计中的矛盾，对于提高军用飞行器综合性能具有十分重要的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种机翼前缘支撑骨架及可变半径机翼前缘结构，用于解决上述问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种机翼前缘支撑骨架，其包括：
芯板和自所述芯板的第一端部向第二端部排布且高度依次降低的多个腹板，腹板的端部具有支撑面，所述腹板对称设置于芯板的两侧，且位于芯板同一侧的腹板的支撑面共面；以及
转动支撑板，转动支撑板具有安装面，且所述转动支撑板对称且可转动的设置在芯板的第二端部。
进一步的，设置于所述芯板上的多个腹板之间的间距相同。
进一步的，所述芯板和腹板为复合材料一体式工艺构成。
进一步的，所述转动支撑板与芯板连接的一侧设置成锯齿状，以及芯板上具有与所述锯齿状相配合的锯齿结构。
进一步的，所述机翼前缘支撑骨架还包括前墙，所述前墙设置于芯板上且位于最高的腹板的外侧以靠接第一端部。
本发明还提供；一种可变半径机翼前缘结构，所述可变半径机翼前缘结构包括柔性蒙皮及上述的支撑骨架，柔性蒙皮铺设于支撑骨架外，与腹板的支撑面、转动支撑板的安装面及前墙固定。
进一步的，所述可变半径机翼前缘结构还包括设置于支撑骨架与驱动装置之间的驱动耳片，所述驱动耳片用于传递驱动装置的驱动力。
本发明的机翼前缘支撑骨架及可变半径机翼前缘结构借助驱动器拉动驱动耳片，能够带动两块可转动支撑板绕转动轴旋转，通过转动支撑板夹角变化，支撑弹性蒙皮变形，达到变机翼前缘半径的目的。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明的机翼前缘支撑骨架示意图；
图2是本发明的可变半径机翼前缘结构示意图；
图3A是本发明的转动支撑板局部放大图；
图3B是基于图3A的转动支撑板侧视图；
图4是本发明的可变半径机翼前缘结构效果图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1和图2所示，本发明的机翼前缘支撑骨架其包括：芯板1和自芯板1的右端部11向左端部12排布且高度依次降低的多个腹板2，芯板1和腹板2均为长方形薄板，腹板2远离芯板1的端部具有支撑面21，腹板2对称设置在芯板1的两侧，且位于芯板1同一侧的腹板2的支撑面21共面；转动支撑板3，转动支撑板3具有安装面31，且转动支撑板31对称且可转动的设置在芯板1的第二端部12。
在本发明中，设置于芯板1上的腹板2用于支撑蒙皮，为了将蒙皮受到的气动力均匀的分散开来，优选地将多个腹板2之间的间距设置为相同。
在本发明中，芯板1和腹板2为复合材料一体式工艺构成，可极大地减轻重量。
此外，如图3A和图3B所示，转动支撑板3由两块一侧边缘呈锯齿状的薄板组成，呈锯齿状的薄板上有同轴圆孔，转动支撑板3与芯板1连接的一侧即呈锯齿状，相应的芯板1上具有与锯齿状相配合的锯齿结构。需要理解的是，上述锯齿状不一定为齿轮结构中的锯齿，而是一种间隔设置的凹槽与凸起，可以使得转动支撑板3与芯板1相配合，最后通过一根转动销轴穿过将两者铰接。在本发明中，转动销轴3为一光滑金属圆杆即可。
此外在本发明中，机翼前缘支撑骨架还包括前墙4，前墙4设置于芯板1上且位于最高的腹板7的外侧以靠接右端部11，前墙4为一板式结构，中间有一开口槽，芯板1从开口槽中穿出。
本发明中还提供了一种可变半径机翼前缘结构，可变半径机翼前缘结构包括柔性蒙皮10及上述的支撑骨架，弹性蒙皮10为曲面薄板结构，其具备一定弹性，柔性蒙皮10铺设于支撑骨架外，与一体化弹性腹板2/芯板1和前墙4通过铆钉连接，与腹板2的支撑面21、转动支撑板3的安装面31及前墙4固定。
在本发明中的可变半径机翼前缘结构中支撑骨架的右端部12处设置驱动耳片5，驱动耳片5另一端连接至驱动装置(图中未画出)，通过驱动装置可拉动支撑骨架中芯片1运动，在腹板2及转动支撑板3的支撑面21或安装面31与柔性蒙皮10固接的状态下，转动支撑板3会被芯片1拉动而使得安装面31变形，最终改变了机翼前缘半径，实现了机翼的气动控制。本发明的可变半径机翼前缘结构效果图参见图4。在本发明中，驱动装置可以为作动器或直线型电机等均可。
本发明的机翼前缘支撑骨架及可变半径机翼前缘结构，借助作动器拉动驱动耳片，能够带动转动支撑板绕转动销轴旋转，通过转动支撑板夹角变化，支撑弹性蒙皮变形，达到变机翼前缘半径的目的。本发明解决了飞机前缘构型不能同时满足飞机在亚音速和超声速状态下气动特性要求的问题，通过改变机翼前缘半径提升了飞机的气动性能。
以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种机翼前缘支撑骨架，其特征在于，包括：
芯板(1)和自所述芯板(1)的第一端部(11)向第二端部(12)排布且高度依次降低的多个腹板(2)，腹板(2)的端部具有支撑面(21)，所述腹板(2)对称设置于芯板(1)的两侧，且位于芯板(1)同一侧的腹板(2)的支撑面(21)共面；以及
转动支撑板(3)，转动支撑板(3)具有安装面(31)，且所述转动支撑板(31)对称且可转动的设置在芯板(1)的第二端部(12)。
2.根据权利要求1所述的机翼前缘支撑骨架，其特征在于，设置于所述芯板(1)上的多个腹板(2)之间的间距相同。
3.根据权利要求1所述的机翼前缘支撑骨架，其特征在于，所述芯板(1)和腹板(2)为复合材料一体式工艺构成。
4.根据权利要求1所述的机翼前缘支撑骨架，其特征在于，所述转动支撑板(3)与芯板(1)连接的一侧设置成锯齿状，以及芯板(1)上具有与所述锯齿状相配合的锯齿结构。
5.根据权利要求1所述的机翼前缘支撑骨架，其特征在于，所述机翼前缘支撑骨架还包括前墙(4)，所述前墙(4)设置于芯板(1)上且位于最高的腹板(7)的外侧以靠接第一端部(11)。
6.一种可变半径机翼前缘结构，其特征在于，所述可变半径机翼前缘结构包括柔性蒙皮(10)及权利要求1至5任一所述的支撑骨架，柔性蒙皮(10)铺设于支撑骨架外，与腹板(2)的支撑面(21)、转动支撑板(3)的安装面(31)及前墙(4)固定。
7.根据权利要求6所述可变半径机翼前缘结构，其特征在于，所述可变半径机翼前缘结构还包括设置于支撑骨架与驱动装置之间的驱动耳片(5)，所述驱动耳片用于传递驱动装置的驱动力。
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