[实用新型]充气式柔性副翼

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器设计领域，具体是一种充气式柔性副翼。 

背景技术

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。 

发明内容

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，本发明提出了一种充气式柔性副翼。 

本发明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。 

本发明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。 

本发明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。 

本发明中，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，本发明具有结构重量轻、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