CN216887196U - 一种飞机机翼的变体机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种飞机机翼的变体机构，具体涉及飞行器结构设计领域。一种飞机机翼的变体机构，包括作动器，作动器设有减速器，减速器连接有机翼前梁，机翼前梁连接有机翼中梁，连接板连接有机翼后梁；机翼中梁连接有第一后缘，机翼后梁设有第二后缘，机翼后梁连接有第三肋板、第四肋板，第四肋板与第三肋板之间连接有第三后缘，第四肋板与第二肋板、第三肋板之间连接有导轨，导轨连接有导轨连杆，导轨连杆连接有导轨安装板；机翼前梁、机翼中梁、机翼后梁、第三肋板和第四肋板相互围合的区域内均覆盖有蒙皮。采用本实用新型技术方案解决了现有的变体飞行器仅能实现单参数改变的问题，可用于飞行器机翼结构持续改变，保持最优的气动性能。

Description

一种飞机机翼的变体机构

技术领域

本实用新型涉及飞行器结构设计领域，特别涉及一种飞机机翼的变体机构。

背景技术

飞行器在飞行的过程中因其结构固定，故飞行器的飞行性能不会发生改变，在执行不同的任务或是处于不同飞行环境中，结构固定的飞行器往往会存在一定的局限性，无法始终保持最优的飞行性能。

针对于上述情况，变体飞行器应运而生，现有的变体飞行器主要有变后掠、折叠机翼、伸缩机翼等大尺度变体飞行器，以及变前缘、变后缘、变翼尖等小尺度变体飞行器。例如变后掠飞行器：如B1-B、F14、Mig-23等变后掠翼飞机，其飞行速域包括亚声速、跨声速和超声速。在亚声速飞行时，为大展弦比小后掠角构型，跨声速和超声速时，为小展弦比大后掠构型，从而达到最优的气动效率。折叠机翼和伸缩机翼都是通过改变机翼的翼面及和展弦比来调整飞行器的构型。典型的有“MAK-10”、和“MAK-123”伸缩翼变体飞机，美国洛克希德.马丁在折叠机翼也研制了试验机。折叠机翼和伸缩机翼在国内的研究也比较普遍和深入。变前缘、变后缘以及变翼尖等小尺度变形，目前变形的实现方式一种是通过机械机构实现，另一种是通过智能材料。

上述的变体飞行器具有如下的缺点：

1)都不能实现连续变形，因此不能在整个飞行过程中保持最优气动构型；

2)机构复杂，带来重量损失；

3)变体的参数有局限。如变后掠只能实现后掠角和展弦比的改变，伸缩机翼和折叠机翼只能实现翼面机和展弦比的改变，而不能实现机翼所有构型参数的协调改变。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种飞机机翼的变体机构，解决了现有的变体飞行器仅能实现单参数改变的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种飞机机翼的变体机构，包括作动器，所述作动器上连接有作动器安装板，所述作动器上连接有位于作动器安装板另一侧的减速器，所述减速器上设有减速器输出件，所述减速器输出件螺栓连接有设置在机翼前缘的机翼前梁，所述机翼前梁上转动连接有多个间隔分布的第一肋板，每个所述第一肋板的自由端均设有连接板，两个相邻的所述连接板之间设有中间梁旋转轴，所述连接板上对称设有位于第一肋板相邻两侧的机翼中梁，所述连接板上还设有位于第一肋板对侧的第二肋板，所有的所述第二肋板上共同转动连接有机翼后梁；所述机翼前缘上设有位于机翼前梁外的机翼舵面，靠近所述机翼舵面的第一肋板、第二肋板和机翼中梁上共同连接有第一后缘，所述机翼后梁上设有靠近第一后缘的第二后缘，所述机翼后梁上转动连接有两个间隔分布的第三肋板，两个所述第三肋板之间连接有机翼后三角区梁，所述机翼后三角区梁上还连接有第四肋板，所述第四肋板与相邻的第三肋板之间连接有靠近第二后缘的第三后缘，所述第四肋板与靠近作动器一侧的机翼中梁、第二肋板、机翼后梁、第三肋板之间共同连接有导轨，所述导轨的两端转动连接有导轨连杆，两个所述导轨连杆的自由端共同连接有导轨安装板，所述导轨安装板螺栓连接有减速机水平安装座，所述减速机水平安装座设置在减速机上；所述机翼前梁、第一肋板、第二肋板、机翼中梁、机翼后梁、第三肋板和第四肋板相互围合的区域内均覆盖有蒙皮。

与现有技术相比，本方案的有益效果：

本方案通过单动力输入，使飞机在飞行过程中可根据飞行的工况，同时实现机翼后掠角、展弦比和翼面积的改变，并能锁定在对应的状态中，使得飞机可保持最优的气动效率。

附图说明

图1为本实用新型一种飞机机翼的变体机构初始状态的俯视图；

图2为本实施例中减速器的俯视图；

图3为本实施例中减速器的轴测图；

图4为本实施例中机翼前梁的俯视图；

图5为本实施例中机翼中梁的俯视图；

图6为本实施例中机翼后梁的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：作动器1、作动器安装板2、减速器3、导轨连杆4、导轨安装板5、导轨6、第三后缘7、第二后缘8、蒙皮9、第一后缘10、机翼舵面11、机翼前缘12、转轴接头13、第一肋板14、连接板15、机翼中梁16、第二肋板17、机翼后梁18、第三肋板19、机翼后三角区梁20、第四肋板21、滑块22、减速器水平安装座23、减速器输出件24、蜗轮25、蜗轮花键轴26、减速器连接件27、中间梁旋转接头28、中间梁旋转轴 29、后梁转接旋转轴30、机翼前梁31、减速器竖直安装座32、蜗杆33。

实施例

如附图1至图6所示：一种飞机机翼的变体机构，包括作动器1，作动器1上连接有作动器安装板2，作动器1上设有位于作动器安装板2另一侧的减速器3，减速器3与作动器1 之间连接有同轴连接器。减速器3采用蜗轮26蜗杆减速器3，通过蜗轮26和蜗杆实现对输入的扭转角进行减速，同时将输入的扭矩放大，减速器3上对称设有减速器竖直安装座33。减速器3通过蜗轮26花键轴连接有减速器输出件25，从而将转动传递至减速机输出件25 上；减速器3输出件螺栓连接有减速器连接件27，减速器连接件27上连接有设置在机翼前缘12的机翼前梁32，机翼前梁32将绕蜗轮26花键轴做定轴圆周运动。

机翼前梁32上设有六个间隔分布的第一肋板14，每个第一肋板14与机翼前梁32之间均设有转轴接头13，转轴接头13与第一肋板14转动连接；每个第一肋板14的自由端均设有连接板15，两个相邻的连接板15之间连接有中间梁旋转轴29，连接板15的左右两侧对称设有机翼中梁16，位于最边缘的两个机翼中梁16的自由端均设有中间梁旋转接头28，靠近减速器3的中间梁旋转接头28与其相邻的第一肋板14之间共同转动连接有滑块23。连接板15上还设有五个位于第一肋板14对侧的第二肋板17，每个第二肋板17上均转动连接有转轴接头13，所有的转轴接头13上共同转动连接有机翼后梁18，机翼后梁18的右侧设有后梁转接旋转轴31，后梁转接旋转轴31与其相邻的第二肋板17之间共同转动连接有滑块 23。

机翼前缘12的左侧设有位于机翼前梁32外的机翼舵面11。靠近机翼舵面11的第一肋板14、中间梁旋转接头28和第二肋板17上共同连接有第一后缘10，机翼后梁18的左侧设有靠近第一后缘10的第二后缘8，机翼后梁18的后侧设有两个间隔设置的转轴接头13，每个转轴接头13上均转动连接有第三肋板20，两个第三肋板20之间连接有机翼后三角区梁 21，机翼后三角区梁21与靠近减速器3的第三肋板20之间共同连接有滑块23。机翼后三角区梁21上靠近第二后缘8的一端还连接有第四肋板22，第四肋板22与相邻的第三肋板20 之间连接有靠近第二后缘8的第三后缘7，第四肋板22上远离第三后缘7的一端还转动连接有滑块23，所有的滑块23上共同滑动连接有导轨6，导轨6的两端均设有支座，每个支座上均转动连接有导轨6连杆4，两个导轨6连杆4始终保持平行，两个导轨6连杆4的自由端共同连接有导轨6安装板5，导轨6安装板5螺栓连接有减速机水平安装座，减速机水平安装座设置在减速机上。机翼前梁32、第一肋板14、第二肋板17、机翼中梁16、机翼后梁 18、第三肋板20、机翼后三角区梁21和第四肋板22相互围合的区域内均覆盖有蒙皮9，蒙皮9采用硅胶柔性蒙皮9。

本方案的工作过程，作动器1启动后将其输出扭矩传动至减速器3上，减速器3对输入的扭转角进行减速并放大器输入扭矩，然后借助涡轮花键轴将转动传递至减速器3输出件上，最后通过减速器3输出件上连接的减速器连接件27将其传递至机翼前梁32上，可使机翼前梁32绕涡轮花键轴做定轴圆周运动。然后机翼前梁32借助其上的转轴接头13将转动力矩传递至第一肋板14、连接板15、机翼中间梁、第二肋板17、机翼后梁18、第三肋板20、机翼后三角区梁21和第四肋板22上，此时机翼前梁32、第一肋板14、连接板15、机翼中间梁、第二肋板17、机翼后梁18、第三肋板20、机翼后三角区梁21和第四肋板22构成了一个单自由度的平面连杆机构，从而仅通过一个动力源即可对整个平面连杆机构进行控制。最终转动力传递至四个滑块23上，使得滑块23在滑轨上滑动，此时滑块23、两个导轨6连杆 4和导轨6安装板5构成了平行四边形连杆机构。

通过控制作动器1的输出转动参数，即可完成机翼同时改变后掠角、展弦比和翼面积的调节，有利于是飞机保持最优的气动性能。由于减速器3采用蜗轮蜗杆传动，因此减速器3 本身具有自锁功能，当变形达到需用状态时，即可形成稳定的自锁，保持当前气动构型的稳定。因蒙皮9具有弹性，因此可以随机构运动而其改变面积，且始终保持绷紧状态，整个翼面可以提供飞行所需的升力。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (1)

1.一种飞机机翼的变体机构，其特征在于：包括作动器，所述作动器上连接有作动器安装板，所述作动器上连接有位于作动器安装板另一侧的减速器，所述减速器上设有减速器输出件，所述减速器输出件螺栓连接有设置在机翼前缘的机翼前梁，所述机翼前梁上转动连接有多个间隔分布的第一肋板，每个所述第一肋板的自由端均设有连接板，两个相邻的所述连接板之间设有中间梁旋转轴，所述连接板上对称设有位于第一肋板相邻两侧的机翼中梁，所述连接板上还设有位于第一肋板对侧的第二肋板，所有的所述第二肋板上共同转动连接有机翼后梁；所述机翼前缘上设有位于机翼前梁外的机翼舵面，靠近所述机翼舵面的第一肋板、第二肋板和机翼中梁上共同连接有第一后缘，所述机翼后梁上设有靠近第一后缘的第二后缘，所述机翼后梁上转动连接有两个间隔分布的第三肋板，两个所述第三肋板之间连接有机翼后三角区梁，所述机翼后三角区梁上还连接有第四肋板，所述第四肋板与相邻的第三肋板之间连接有靠近第二后缘的第三后缘，所述第四肋板与靠近作动器一侧的机翼中梁、第二肋板、机翼后梁、第三肋板之间共同连接有导轨，所述导轨的两端转动连接有导轨连杆，两个所述导轨连杆的自由端共同连接有导轨安装板，所述导轨安装板螺栓连接有减速机水平安装座，所述减速机水平安装座设置在减速机上；所述机翼前梁、第一肋板、第二肋板、机翼中梁、机翼后梁、第三肋板和第四肋板相互围合的区域内均覆盖有蒙皮。

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