[发明专利]一种可变弦长和弯度的变形机翼

说明书

本发明涉及一种可变弦长和弯度的变形机翼，包括机翼前缘段，机翼中段和机翼后缘段，所述机翼前缘段和机翼中段通过翼梁连接，所述机翼中段和机翼后缘段通过纵墙连接，所述翼梁将机翼固定在机身上；所述机翼中段包含多组平行布置的变形单元，每组变形单元的纵向中心面与机翼前缘段所包含的前肋片以及机翼后缘段所包含的后肋片的纵向中心面处于同一面内，共同组成一个可变形翼肋，飞机控制系统能够控制各个翼肋的形状同时产生变化，从而使机翼产生连续变形，使机翼弦长和弯度发生改变。本变形机翼能够在较大范围内改变机翼的弦长和弯度，能够调节飞机升阻比，提升翼型效率，使飞机在不同工况下保持最优性能。

技术领域

本发明涉及一种可变弦长和弯度的变形机翼，属于航空航天设备技术领域。

背景技术

机翼是决定飞机整体空气动力的关键部件，其外形对于飞机的综合性能有着重要影响。在不同的飞行环境和飞行任务下，根据实际情况改变机翼的自身气动外形能够改变飞机的升阻比，起降距离，油耗，航程，机动性和隐身性等性能参数，从而使飞机在飞行过程中保持总体性能最优。

由于变形机翼具有的种种优势，从上个世纪开始，国外就开展了大量的研究工作。从第二次世界大战结束后，美国就研制了一系列可变后掠翼飞机，例如X5（1951-1958），F111（1964-2010），F-14（1970-2006）。近年来，美国在国防部高级研究计划局(DARPA)的“可变形飞行器结构(MAS)”计划和“智能翼(Smart Wing)”的资助下，继续研制了可变后掠机翼以及变弯度机翼。此外，国外多所大学和公司也开展了多个种类的变形机翼研究工作，包含折叠机翼，变后掠机翼，变展长机翼，变弯度机翼，变弦长机翼，变厚度机翼以及变翼尖机翼等。中国虽在变形机翼方面的研究工作起步相较于国外较晚，但也有高校和研究所也开展了相应的研究工作，例如哈尔滨工业大学，西北工业大学，南京航空航天大学，北京航空航天大学，中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所等。

现有的变形机翼有上述一些优点，但是与固定机翼相比，变形机翼具有强度低和质量大等缺点；此外，机翼变形方式单一，变形范围小，变形过程稳定性和可靠性较低也是在实际应用过程中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，针对现有变形机翼强度差、质量大、变形方式单一、变形范围小、变形过程稳定性和可靠性差的问题，提出一种可变弦长和弯度的变形机翼。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可变弦长和弯度的变形机翼，包括机翼前缘段，机翼中段和机翼后缘段，所述机翼前缘段和机翼中段通过翼梁连接，所述机翼中段和机翼后缘段通过纵墙连接，所述翼梁将机翼固定在机身上；所述机翼中段包含多组平行布置的变形单元，每组变形单元的纵向中心面与机翼前缘段所包含的前肋片以及机翼后缘段所包含的后肋片的纵向中心面处于同一面内，共同组成一个可变形翼肋，飞机控制系统能够控制各个翼肋的形状同时产生变化，从而使机翼产生连续变形，使机翼弦长和弯度发生改变。

所述机翼前缘段是由多个前肋片、桁条、前缘段蒙皮和翼梁组成的翼盒结构，其中多个前肋片固定在翼梁上，桁条布置在多个前肋片的边缘之间构成机翼前缘段的骨架，前缘段蒙皮包裹在前肋片和桁条上组成翼盒结构。

所述机翼后缘段是由多个后肋片、桁条、后缘段蒙皮和纵墙组成的翼盒结构，其中多个后肋片固定在纵墙上，桁条布置在多个后肋片的边缘之间构成机翼后缘段的骨架，后缘段蒙皮包裹在后肋片和桁条上组成翼盒结构。

所述机翼中段由柔性上蒙皮，柔性下蒙皮和多组平行布置的变形单元构成，所述变形单元两端安装在翼梁和纵墙上，所述柔性上蒙皮和柔性下蒙皮的右端通过铆钉与变形单元右侧的纵墙固定连接，柔性上蒙皮和柔性下蒙皮的左端与前缘段蒙皮有重叠区域，并且两者之间能够相对滑动。