CN115056966B - Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法 - Google Patents
Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115056966B CN115056966B CN202210722270.8A CN202210722270A CN115056966B CN 115056966 B CN115056966 B CN 115056966B CN 202210722270 A CN202210722270 A CN 202210722270A CN 115056966 B CN115056966 B CN 115056966B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- folding
- wing
- steering engine
- connecting rod
- unmanned aerial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 85
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 4
- 230000009189 diving Effects 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/38—Adjustment of complete wings or parts thereof
- B64C3/56—Folding or collapsing to reduce overall dimensions of aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
本发明公开Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法,构架主体两侧均转动连接有偏转部,两组偏转部对称布置;偏转部包括用于驱动折叠动作并保持折叠角度的折叠机构以及用于连接主机翼并保持翼面水平的机翼连接机构;折叠机构的一侧与构架主体转动连接,折叠机构的另一侧与机翼连接机构转动连接。Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠机构布置于无人飞行器机身顶部,用于实现Z型折叠翼由上单翼转变为下单翼或者由下单翼转变为上单翼的折叠过程,并且能在任意折叠角度停止折叠动作。还能够使Z型折叠翼无人飞行器的主机翼在保持水平的情况下,在不超出折叠范围内的任意折叠角度进行飞行,改变其有效翼展,使无人飞行器获得不同的气动性能。
Description
技术领域
本发明涉及航空技术领域,特别是涉及一种Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法。
背景技术
无人飞行器的空气动力学设计对其飞行性能好坏起决定性作用。在特种无人飞行器上,要求飞行器能够适应各种不同的飞行条件和飞行任务,需要实时地改变其空气动力学特性。比如柔性翼无人机,在空中实时地改变其翼型,适应不同的飞行高度及飞行速度以获得当前飞行条件下最优的气动性能;对于变展长无人机,在空中增加翼展以获得更高的升力,使其在巡航过程中能耗减小,而在地面时收缩机翼以利于存放;
随着无人飞行器在军事领域的广泛应用,对无人飞行器适应各类飞行条件以及飞行任务的能力也愈发严苛。折叠翼无人飞行器作为一种有潜力具备此类能力的无人飞行器,逐渐受到越来越多的关注。但是此类折叠翼无人飞行器,目前少有折叠翼飞行器具备在空中根据飞行条件及任务变化实时折叠机翼的功能,此类飞行器当前大多仅仅具有机翼展开和机翼折叠两个状态的设计。
对于折叠翼无人飞行器的研发,设计思路十分广泛,主要的研发思路分为以下两种:
一种是利用形状记忆合金简化飞行器的设计,将复杂的机械、液压和机电致动器替换为以形状记忆合金构成的致动器,甚至由形状记忆合金制成整个机翼部件,使其自身弯曲。以此类设计,可以大幅度减小致动器的重量,以及致动器的体积。
另一种研发思路则是使用传统的机械传动,如液压、机电传动等等,通过齿轮、铰链、拉杆等构件完成机翼折叠的动作,但设计中并没有考虑如何使机翼在飞行过程中完成任意折叠动作并保持正常飞行。
上述中,采用形状记忆合金来改变机翼折叠角度,可以实现在任意折叠角度下保持飞行,但其成本较高,且工艺较为复杂。而传统的机械传动,大都难以保证飞行器在飞行过程中保持任意折叠角度飞行,且在需要进行多段机翼折叠的时候,需要额外设计的控制***。
除此之外,现有折叠翼无人飞行器,大都不具备使机翼大幅度折叠的功能,例如将机翼由上单翼位置变换到下单翼位置。而利用折叠翼实现这样的机翼变形,既改变了展长,也改变了机翼位置,对于折叠翼飞行器适应复杂飞行条件及任务是有所帮助的,但是此类设计的一个问题在于如何保证提供升力的主要翼面保持水平,且需要确保其在任意折叠角度下折叠构架的刚度足够而不会影响到飞行器的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法,以解决上述现有技术存在的问题,该Z型折叠翼无人飞行器折叠构架能根据飞行任务不同,改变折叠构型,从而改善飞行器的操控灵敏性、飞行升阻比、纵向及横向的静稳定性和动稳定性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,包括用于与机身固定连接的构架主体,所述构架主体两侧均转动连接有偏转部,两组所述偏转部关于所述构架主体对称布置;
所述偏转部包括用于驱动折叠动作并保持折叠角度的折叠机构以及用于连接主机翼并保持翼面水平的机翼连接机构;所述折叠机构的一侧与所述构架主体转动连接,所述折叠机构的另一侧与所述机翼连接机构转动连接。
优选的,所述构架主体包括固定板,所述固定板的前端中部固定设置有插板,所述固定板中部开设有安装孔;所述固定板的两侧固定设置有连接块组件,两组所述连接块组件关于所述固定板中线对称布置。
优选的,每组所述连接块组件包括固定块,所述固定块一侧固定设置有承载板,所述承载板位于所述固定块外侧;所述连接块组件还包括若干组铰接块,若干组所述铰接块均固定设置在所述固定板外侧,所述铰接块的顶面与所述固定板平齐;每相邻两组所述铰接块之间留有间隙;若干组所述铰接块上均开设有第一铰接孔。
优选的,所述折叠机构包括舵机,所述舵机与所述承载板固定连接,所述舵机与所述靠近所述固定块一侧固定连接有窄U型架;所述窄U型架与所述固定块固定连接;所述舵机转动连接有宽U型架,所述宽U型架远离所述舵机的一侧固定连接有舵机连杆;所述舵机连杆远离所述舵机的一端与所述机翼连接机构铰接;所述舵机连杆两侧设置有连杆。
优选的,所述机翼连接机构包括连接板,所述连接板包括横板和若干组竖板,所述横板远离若干组所述竖板的一侧固定连接有机翼连接板;若干组所述竖板与所述横板固定连接,若干组所述竖板与所述横板为一体式结构;每相邻两组所述竖板之间留有间隙。
优选的,每组所述竖板的截面呈S形,所述竖板靠近所述横板的一端开设有第二铰接孔,所述竖板远离所述横板的一端开设有第三铰接孔。
优选的,所述连杆的一端与位于所述舵机连杆一侧的两组所述铰接块铰接,所述连杆的一端部位于两组所述铰接块之间,所述连杆与两组所述铰接块的第一铰接孔通过空心轴连接;所述连杆的另一端与位于所述舵机连杆一侧的两组所述竖板铰接,所述连杆的另一端部位于两组所述竖板之间,所述连杆与两组所述竖板的第三铰接孔通过空心轴连接;所述舵机连杆远离所述舵机的一端部与中部所述两组所述竖板上的第二铰接孔连接。
优选的,所述连杆的侧壁上开设有第一通槽,所述舵机连杆侧壁上开设有第二通槽,所述第一通槽与第二通槽可拆卸连接有内段翼。
Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架的工作方法,包括以下步骤:
步骤1:所述固定板固定安装在无人飞行器机身顶部;
步骤2:所述折叠机构由舵机驱动完成折叠动作,并且由舵机提供扭力、连杆、舵机连杆和机翼连接机构支撑来保持折叠角度维持不变;
步骤3:获取飞行器当前的飞行条件,根据所述飞行条件改变折叠角度以适应当前飞行条件;
步骤4:折叠角度根据实际飞行条件及飞行任务切换,切换过程中飞行器保持飞行状态
步骤5:飞行任务与折叠机翼各个折叠角度下改善的参数相对应,确定合适的机翼姿态并保持该姿态以完成对应的飞行任务;根据飞行条件及飞行任务,实时、多次地改变其折叠角度。
由上述步骤5得出以下情况:
a、当无人飞行器处于起飞状态时,所述折叠机构切换至展开状态;
b、当无人飞行器遇到紊流难以操控时,所述舵机连杆和两组所述连杆的折叠角度增大,以减小翼展增强飞行器操控性;
c、当飞行器处于巡航状态时,所述舵机连杆和两组所述连杆的折叠角度归零或减小,以增大翼展,使飞行器进入巡航状态;
d、当飞行器需要进行突防时,所述舵机连杆和两组所述连杆的折叠角度增大,以减小翼展,增强飞行器操控性,同时获得利于俯冲状态下的气动性能。
本发明公开了以下技术效果:
(1)本发明Z型折叠翼无人飞行器折叠构架,通过舵机连杆、连杆、固定板和机翼连接机构中的横板和竖板共同组成类四杆机构;类四杆机构完成任意折叠角度下的折叠,既可以满足特殊飞行任务,如突防任务对飞行器操纵灵敏度和升阻特性上的要求,同时,又不会对其在巡航状态下的性能造成影响。通过切换不同的折叠角度,飞行器可以满足复杂的飞行条件及飞行任务下所需的不同气动特性,提高了折叠翼无人飞行器对飞行条件及飞行任务的适应能力,同时还降低了对机场的需求;向下折叠状态下的机翼比展开状态下的机翼,提高了飞行器的操纵灵敏性,同时又不会大幅度减弱其升阻特性,有效提升了无人飞行器的突防能力,同时又保有了其巡航状态下的合理性能。
(2)另外,对于飞行器的气动中心,通过折叠角度的变化,可以调整飞行器的气动中心,以降低或增强飞行器的低头力矩,提高其操纵灵敏度或增强其飞行稳定性。
(3)本发明Z型折叠翼无人飞行器折叠构架的工作方法,能根据不同飞行条件及飞行任务改变其折叠角度,在飞行过程中多次切换其折叠角度,使折叠翼无人飞行器的适应能力大大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明机翼折叠构架结构示意图;
图2为本发明机翼折叠构架另一视角结构示意图;
图3为本发明构架主体结构示意图;
图4为本发明构架主体另一视角结构示意图;
图5为本发明机翼连接机构结构示意图;
图6为本发明窄U型架结构示意图;
图7为本发明宽U型架结构示意图;
图8为本发明空心轴结构示意图;
图9为本发明连杆结构示意图;
图10为本发明舵机连杆结构示意图;
图11为本发明舵机结构示意图。
其中:1、构架主体,101、安装孔;102、插板;103、固定块;104、承载板;105、固定板;106、铰接块;2、连杆;3、机翼连接机构;301、横板;302、竖板;303、连接板;304、第二铰接孔;305、第三铰接孔;4、舵机连杆;5、宽U型架;6、舵机;7、窄U型架;8、第一通槽;9、空心轴;10、第二通槽;11、第一铰接孔。
具体实施方式
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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-3,提供一种Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,包括用于与机身固定连接的构架主体1,构架主体1两侧均转动连接有偏转部,两组偏转部关于构架主体1对称布置;偏转部包括用于驱动折叠动作并保持折叠角度的折叠机构以及用于连接主机翼并保持翼面水平的机翼连接机构3;折叠机构的一侧与构架主体1转动连接,折叠机构的另一侧与机翼连接机构3转动连接。其构架主体1用于与机身贴合连接,折叠机构固定于构架主体1之上,其连杆2处可衔接内段机翼与其共同移动,连接机构与主机翼相结合固定,并由折叠机构驱动连杆2运动,通过类四杆机构,保持翼面水平上下移动。折叠机构的连杆2衔接有具有翼型的内段机翼,用于在部分折叠角度下提供额外升力折叠机构用于实现机翼由上单翼变化为下单翼,其折叠角度由0°至90°向下方反向折叠,用于减小飞行器翼展,并改善其操纵性。折叠机构用于实现机翼由上单翼变化为正向的Z型折叠翼,其折叠角度由0°向上方正向折叠,直至两端主翼面相接而停止,用于提高飞行器面对紊流的稳定性。并且能在任意折叠角度停止折叠动作,保持该状态飞行。通过本折叠构架,能够使Z型折叠翼无人飞行器的主机翼在保持水平的情况下,在不超出折叠范围内的任意折叠角度进行飞行,改变其有效翼展,使无人飞行器获得不同的气动性能,以适应不同的飞行条件和飞行任务。
折叠机构在起飞、降落时的折叠角度是在可折叠范围内任意一角度。折叠机构通过类四杆机构的设计,保证折叠过程中机翼连接机构3衔接的主机翼随着折叠角度的变化而保持翼面水平,折叠机构中的连杆2衔接的内段翼翼面随着连杆2变化。折叠过程中构架主体1保持固定,折叠机构中的连杆2由舵机6驱动,带动机翼连接机构3在纵向平移。折叠角度可根据飞行器设计正向或反向折叠;折叠机构中的连杆2可衔接内段翼,该内段翼会导致折叠方向仅能为正向或反向折叠中的一种。
构架主体1包括固定板105,固定板105的前端中部固定设置有插板102,固定板105中部开设有安装孔101;固定板105的两侧固定设置有连接块组件,两组连接块组件关于固定板105中线对称布置。由插板102***机身上设置的凹槽,并由安装孔101与机身上的孔位对齐后通过螺栓固定。
每组连接块组件包括固定块103,固定块103一侧固定设置有承载板104,承载板104位于固定块103外侧;连接块组件还包括若干组铰接块106,若干组铰接块106均固定设置在固定板105外侧,铰接块106的顶面与固定板105平齐;每相邻两组铰接块106之间留有间隙;若干组铰接块106上均开设有第一铰接孔11。
折叠机构包括舵机6,舵机6与承载板104固定连接,舵机6与靠近固定块103一侧固定连接有窄U型架7;窄U型架7与固定块103固定连接;舵机6转动连接有宽U型架5,宽U型架5远离舵机6的一侧固定连接有舵机连杆4;舵机连杆4远离舵机6的一端与机翼连接机构3铰接;舵机连杆4两侧设置有连杆2。舵机6为双轴舵机,窄U型架7为U型舵机支座,宽U型架5为U型支架,构架主体1左右两侧各设有一个U型舵机支座,各个U型舵机支座上均安装有一个双轴舵机,每个双轴舵机的前后两轴均连接一个U型支架,左右两侧各个U型支架上均设有主动摇杆用于连接布置在左右两侧的机翼连接机构,同时构架主体1单侧还设置有四个,两侧共八个的铰接块用于连接构架主体1和两侧的机翼连接机构3。连杆2与固定板105通过空心轴9连接,并提供约束,保证连杆2只能绕空心轴上下转动。
构架主体1、舵机组件、舵机连杆4以及连杆2共同组成了左右两侧对称的折叠机构,上述的舵机组件由窄U型架7、双轴舵机以及宽U型支架组成。由于构架主体1、舵机驱动组件、舵机连杆4以及连杆2在构架主体两侧分别构成了一组特殊的平面四连杆2机构,单侧具体如下:构架主体1与舵机驱动组件(舵机驱动组件包括舵机、窄U型架、宽U型架、舵机连杆、两组连杆)用于充当此平面四连杆2机构的机架;舵机连杆4与连杆2分别构成了此机构中的两连架杆;而机翼连接机构3则充当机构中的连杆2。该平面四连杆2特殊点在于机架杆的长度与连杆2长度相等,并且两连架杆的长度相等且平行,构成一平行四边形,使得连杆2与机架所成的角度并不由连架杆转动的角度决定,机翼连接机构的角度不会受到舵机连杆4转动的影响,舵机连杆4的转动只会使机翼连接机构发生平移运动,能够通过合理改变双轴舵机的角度,从而带动折叠机构完成机翼的Z字折叠。本装置为左右对称设计,故对侧的机构以及运作原理与上述相同,当两侧的双轴舵机产生的角度关于构架主体1镜像对称时,两侧机构的位置状态也是关于构架主体1镜像对称的,保证对于对称性要求较高的无人飞行器能正常工作。
机翼连接机构3包括连接板303,连接板303包括横板301和若干组竖板302,横板301远离若干组竖板302的一侧固定连接有机翼连接板303;若干组竖板302与横板301固定连接,若干组竖板302与横板301为一体式结构;每相邻两组竖板302之间留有间隙。连接板303的曲面下侧与主机翼靠近翼根的部分上表面贴合,前端与主机翼前缘贴合,主机翼在制造过程中需要在其靠近翼根部分切一平面,以使得连接板303前端贴合紧密。
每组竖板302的截面呈S形,竖板302靠近横板301的一端开设有第二铰接孔304,竖板302远离横板301的一端开设有第三铰接孔305。连杆2的一端与位于舵机连杆4一侧的两组铰接块106铰接,连杆2的一端部位于两组铰接块106之间,连杆2与两组铰接块106的第一铰接孔11通过空心轴9连接;连杆2的另一端与位于舵机连杆4一侧的两组竖板302铰接,连杆2的另一端部位于两组竖板302之间,连杆2与两组竖板302的第三铰接孔305通过空心轴9连接;舵机连杆远离舵机6的一端部与中部两组竖板302上的第二铰接孔304连接。连杆2的侧壁上开设有第一通槽8,舵机连杆4侧壁上开设有第二通槽10,第一通槽8与第二通槽10可拆卸连接有内段机翼,内段机翼在展开状态下可以提供升力。折叠机构的连杆2根据具体翼型选择,可以衔接内段机翼,折叠角度由于内段机翼的阻挡,其折叠角度范围限制在由0°起始正向或反向的一个角度范围,折叠角度范围根据具体机身设计而定。折叠机构的连杆2衔接有具有翼型的内段机翼,用于在部分折叠角度下提供额外升力折叠机构用于实现机翼由上单翼变化为下单翼,其折叠角度由0°至90°向下方反向折叠,用于减小飞行器翼展,并改善其操纵性。折叠机构用于实现机翼由上单翼变化为正向的Z型折叠翼,其折叠角度由0°向上方正向折叠,直至两端主翼面相接而停止,用于提高飞行器面对紊流的稳定性。折叠机构的连杆2内衔接具有翼型的内段机翼,其折叠角度可根据当前机身正向或反向任意折叠。
Z型折叠翼无人飞行器折叠构架的工作方法,Z型折叠翼无人飞行器折叠构架具有在任意折叠角度下折叠并且保持该折叠角度飞行的功能,折叠角度根据具体飞行条件及飞行任务而定,且在任意折叠角度时,机翼连接机构3保持水平,从而使得衔接于机翼连接机构3上的主机翼翼面保持水平,提供向上的升力。工作方法包括以下:
利用类四杆机构保证主机翼翼面在折叠过程中保持水平,以提供向上的升力;
折叠机构由舵机6驱动完成折叠动作,并且由舵机6提供扭力、类四杆机构支撑来保持折叠角度维持不变;
折叠角度根据实际飞行条件及飞行任务切换,切换过程中飞行器保持飞行状态。
Z型折叠翼无人飞行器折叠构架根据飞行器的实际飞行条件及飞行任务切换至合适的折叠角度包括:
获取飞行器当前的飞行条件,根据飞行条件改变折叠角度以适应当前飞行条件;
根据飞行任务与折叠机翼各个折叠角度下改善的参数相对应,确定合适的机翼姿态并保持该姿态以完成对应的飞行任务;
根据飞行条件及飞行任务,实时、多次地改变其折叠角度,以改善其在不同飞行条件及飞行任务下的气动性能。
Z型折叠翼无人飞行器折叠构架,在一些实施例中,机翼姿态的变化包括翼展变化、翼面上下位置的变化以及后掠角的变化等,机翼姿态根据实际飞行条件及飞行任务切换至合适姿态包括:
当飞行器处于停机状态时或地面操作状态时,Z型折叠翼无人飞行器折叠构建保持完全折叠状态;
当飞行器处于起飞状态时,Z型折叠翼无人飞行器折叠构架切换至展开状态;
当飞行器处于紊流时,Z型折叠翼无人飞行器折叠构架切换至折叠状态;
当飞行器处于巡航状态时,Z型折叠翼无人飞行器折叠构架切换至展开状态;
当飞行器需要进行突防时,Z型折叠翼无人飞行器折叠构架切换至折叠状态。
能根据不同飞行条件及飞行任务改变其折叠角度,在飞行过程中多次切换其折叠角度,使折叠翼无人飞行器的适应能力大大提高。
工作过程:包括以下两种情况
(1)此装置安装于无人飞行器机身上,构架主体1与原机身翼盒连接。根据原飞行器机翼安装位置决定机翼变换方向,例如当原飞行器使用上单翼时,机翼可选择向下翻折,当原飞行器为下单翼时,可选择向上翻折。此处以原飞行器使用下单翼为例进行介绍。
当飞行器位于地面时,双轴舵机带动机翼下移并锁定,减小飞行器翼展,节约地面空间,可以更好地适应狭小的停机坪及狭窄的滑行道。
当飞行器位于起降及低速飞行阶段时,双轴舵机带动机翼上移并锁定,得到更大的翼展和更高的机翼离地高度,提升升力并减小机翼被地面异物击伤的风险,改善起降和低俗性能。当飞行器由低速逐渐加速时,双轴舵机带动机翼逐渐下移,直至抵达行程终点后锁定。在机翼逐渐下移的过程中,翼展逐步减小,飞行器受到的阻力也随之减小。同时,由于变翼展过程时间较长,其对气动的改变也相对柔和,给予飞控充足的时间进行调整,有利于维持飞行的稳定性。当飞行器飞行速度下降时,双轴舵机驱动机翼逐渐上移,增大翼展,以提升低速性能。
(2)此机构安装在现有巡航导弹上,构架主体1与导弹原小翼安装处相接,并从导弹动力源处引线为舵机6供电。
当导弹位于发射架、发射筒中时,弹翼折叠,节省空间以供装载者携带更多弹药。
当导弹发射时,根据发射初速度决定是否展开弹翼。例如从舰上发射时,初速较低,弹翼可完全展开。此时双轴舵机6带动弹翼以较快速度展开,为导弹提供足够升力。从空中发射时,若发射初速极高,可不展开弹翼。
当导弹处于巡航构型时,弹翼形态根据弹上大气计算机测得的校准空速慢速调整,直至导弹达到预先设置的巡航空速。此类情况下,可以保证导弹以极为经济的燃料消耗巡航,可增大导弹射程。
当导弹进入攻击构型后,随空速快速增加,双轴舵机带动弹翼快速收回以减小阻力,使导弹可以高速飞行,增大敌方拦截难度。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,其特征在于:包括用于与机身固定连接的构架主体(1),所述构架主体(1)两侧均转动连接有偏转部,两组所述偏转部关于所述构架主体(1)对称布置;所述偏转部包括用于驱动折叠动作并保持折叠角度的折叠机构以及用于连接主机翼并保持翼面水平的机翼连接机构(3);所述折叠机构的一侧与所述构架主体(1)转动连接,所述折叠机构的另一侧与所述机翼连接机构(3)转动连接;所述构架主体(1)包括固定板(105),所述固定板(105)的前端中部固定设置有插板(102),所述固定板(105)中部开设有安装孔(101);所述固定板(105)的两侧固定设置有连接块组件,两组所述连接块组件关于所述固定板(105)中线对称布置;每组所述连接块组件包括固定块(103),所述固定块(103)一侧固定设置有承载板(104),所述承载板(104)位于所述固定块(103)外侧;所述连接块组件还包括若干组铰接块(106),若干组所述铰接块(106)均固定设置在所述固定板(105)外侧,所述铰接块(106)的顶面与所述固定板(105)平齐;每相邻两组所述铰接块(106)之间留有间隙;若干组所述铰接块(106)上均开设有第一铰接孔(11);所述折叠机构包括舵机(6),所述舵机(6)与所述承载板(104)固定连接,所述舵机(6)与靠近所述固定块(103)一侧固定连接有窄U型架(7);所述窄U型架(7)与所述固定块(103)固定连接;所述舵机(6)转动连接有宽U型架(5),所述宽U型架(5)远离所述舵机(6)的一侧固定连接有舵机连杆(4);所述舵机连杆(4)远离所述舵机(6)的一端与所述机翼连接机构(3)铰接;所述舵机连杆(4)两侧设置有连杆(2)。
2.根据权利要求1所述的Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,其特征在于:所述机翼连接机构(3)包括连接板(303),所述连接板(303)包括横板(301)和若干组竖板(302),所述横板(301)远离若干组所述竖板(302)的一侧固定连接有机翼连接板(303);若干组所述竖板(302)与所述横板(301)固定连接,若干组所述竖板(302)与所述横板(301)为一体式结构;每相邻两组所述竖板(302)之间留有间隙。
3.根据权利要求2所述的Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,其特征在于:每组所述竖板(302)的截面呈S形,所述竖板(302)靠近所述横板(301)的一端开设有第二铰接孔(304),所述竖板(302)远离所述横板(301)的一端开设有第三铰接孔(305)。
4.根据权利要求2所述的Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,其特征在于:所述连杆(2)的一端与位于所述舵机连杆(4)一侧的两组所述铰接块(106)铰接,所述连杆(2)的一端部位于两组所述铰接块(106)之间,所述连杆(2)与两组所述铰接块(106)的第一铰接孔(11)通过空心轴(9)连接;所述连杆(2)的另一端与位于所述舵机连杆(4)一侧的两组所述竖板(302)铰接,所述连杆(2)的另一端部位于两组所述竖板(302)之间,所述连杆(2)与两组所述竖板(302)的第三铰接孔(305)通过空心轴(9)连接;所述舵机连杆(4)远离所述舵机(6)的一端部与中部所述两组所述竖板(302)上的第二铰接孔(304)连接。
5.根据权利要求4所述的Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,其特征在于:所述连杆(2)的侧壁上开设有第一通槽(8),所述舵机连杆(4)侧壁上开设有第二通槽(10),所述第一通槽(8)与第二通槽(10)可拆卸连接有内段翼。
6.Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架的工作方法,基于权利要求1-5任一项所述 的Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:所述构架主体(1)固定安装在无人飞行器机身顶部;
步骤2:所述折叠机构由舵机驱动完成折叠动作,并且由舵机、连杆、舵机连杆和机翼连接机构支撑来保持折叠角度;
步骤3:获取飞行器当前的飞行条件,根据飞行条件改变折叠角度;
步骤4:折叠角度根据实际飞行条件及飞行任务切换,切换过程中飞行器保持飞行状态
步骤5:飞行任务与折叠机翼各个折叠角度下改善的参数相对应,确定合适的机翼姿态并保持姿态以完成对应的飞行任务;根据飞行条件及飞行任务,实时、多次地改变其折叠角度。
7.根据权利要求6所述的Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架的工作方法,其特征在于:步骤5包括以下情况:
a、当无人飞行器处于起飞状态时,折叠机构切换至展开状态;
b、当无人飞行器遇到紊流难以操控时,所述舵机连杆和两组所述连杆的折叠角度增大,以减小翼展增强飞行器操控性;
c、当飞行器处于巡航状态时,所述舵机连杆和两组所述连杆的折叠角度归零或减小,以增大翼展,使飞行器进入巡航状态;
d、当飞行器需要进行突防时,所述舵机连杆和两组所述连杆的折叠角度增大,以减小翼展,增强飞行器操控性,同时获得利于俯冲状态下的气动性能。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210722270.8A CN115056966B (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210722270.8A CN115056966B (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115056966A CN115056966A (zh) | 2022-09-16 |
CN115056966B true CN115056966B (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=83202875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210722270.8A Expired - Fee Related CN115056966B (zh) | 2022-06-24 | 2022-06-24 | Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115056966B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115743519A (zh) * | 2022-10-07 | 2023-03-07 | 北京工业大学 | 可变翼飞行器机翼可变后掠角度机构 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9789950B1 (en) * | 2013-04-24 | 2017-10-17 | Bird Aerospace Llc | Unmanned aerial vehicle (UAV) with multi-part foldable wings |
CN106927022B (zh) * | 2017-03-23 | 2023-08-15 | 清华大学 | 基于自展开折叠翼技术的超大展弦比飞机 |
KR102133856B1 (ko) * | 2019-05-29 | 2020-07-14 | 주식회사 풍산 | 활공 날개 및 그의 전개장치 |
CN110758720A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-02-07 | 四川天砺航空科技有限公司 | 一种水空两用无人机 |
CN113895604A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-07 | 重庆交通大学 | 可折叠变构无人机 |
-
2022
- 2022-06-24 CN CN202210722270.8A patent/CN115056966B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115056966A (zh) | 2022-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11577827B2 (en) | YAW-enhancing attitude control system for VTOL fixed-wing aircraft | |
EP0714363B1 (en) | Multi-purpose aircraft | |
CN110271659B (zh) | 一种基于折纸原理的小型无人机伸缩式折叠机翼 | |
US11691713B2 (en) | VTOL having retractable wings | |
US5495999A (en) | Retractable canard wing surfaces for airplanes | |
EP1114772A1 (en) | VTOL aircraft with variable wing sweep | |
US20060016931A1 (en) | High-lift, low-drag dual fuselage aircraft | |
CN106428525B (zh) | 一种可变掠角弹射串置翼飞行机器人 | |
EP2004483A1 (de) | Flugzeug mit der eigenschaft zu schwebeflug, schnellem vorwärtsflug, gleitflug, kurzstart, kurzlandung, senkrechtstart und senkrechtlandung | |
US7195207B2 (en) | Winged spacecraft | |
CN105564633A (zh) | 近似水平转动推进器襟翼增升连接翼飞机 | |
CN115056966B (zh) | Z型折叠翼无人飞行器机翼折叠构架及其工作方法 | |
WO2010064945A1 (ru) | Летательный аппарат | |
CN100358776C (zh) | 一种微型飞机俯仰操纵方法及控制机构 | |
RU2099217C1 (ru) | Экранолет, его взлетно-посадочное устройство и привод складывания крыла | |
CN113104195B (zh) | 一种双涵道复合翼飞行器 | |
CN112124589B (zh) | 一种二旋翼矢量倾转无人机 | |
CN114560084A (zh) | 一种仿生扑翼飞行机器人的自主折展变形翼 | |
EP3838751B1 (en) | Convertiplane | |
CN113511333A (zh) | 一种变体飞翼式飞机及其变体方法 | |
AU712145B2 (en) | Multi-purpose aircraft | |
CN220430503U (zh) | 一种滚珠丝杠式机翼折叠机构的扑翼机 | |
RU2466907C1 (ru) | Летательный аппарат | |
CN220430534U (zh) | 一种基于仿生学的扑翼式可折展飞行器 | |
RU2786262C1 (ru) | Конвертоплан и соответствующий способ управления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20230324 |