[发明专利]一种带开缝襟翼、翼展连续可变的伸缩机翼机构

说明书

本发明公开了一种带开缝襟翼、翼展连续可变的伸缩机翼机构。由内段主翼；外段主翼；嵌套在内、外段主翼之间的中段主翼；分别与内、中、外段主翼连接的内、中、外襟翼；分别用于驱动外段主翼、中段和外段主翼沿展向运动的第一、第二直线电机；内、中、外段襟翼控制舵机组成；内段翼前梁和后梁一端与机身连接，另一端插入中段翼的前梁与后梁。外段翼前梁与后梁插入中段翼的前梁与后梁。中段襟翼嵌套在内、外段襟翼之间。各段机翼的前后梁均沿展向平行放置，三段机翼主翼均沿前后梁方向伸缩运动，同时带动三段襟翼实现伸缩运动。伸缩定位由直线电机内锁止机构实现。通过三个舵机控制襟翼收放。机翼的气动载荷由蒙皮经翼肋传递至梁。

技术领域

本发明属于飞行器设计和技术领域，具体地涉及一种应用在固定翼飞行器上，带开缝襟翼且翼展连续可变的伸缩机翼结构。

背景技术

传统的飞行器大多采用单一机翼气动布局以满足其主要任务工况下的气动需求。然而某些飞行器需要满足多任务工况(如兼顾高速定速巡航和低速任务巡航)。此时单一气动布局的机翼已经不能适应该类飞行器设计的要求。这就需要一种能够根据飞行任务的要求而改变其气动外形，兼顾不同速度需求的机翼设计。对于低马赫数(速度小于300公里/小时)飞行工况而言，改变机翼的展长和同时通过放下开缝襟翼改变翼型弯度可以使飞机更好的适应飞行工况，从而提高气动效率，降低油耗。

当飞行器在起飞时机翼完全伸出，从而提供最大的升力并减少升致阻力；同时襟翼部分放下以进一步增大机翼的升力系数。从而在相同起飞速度下降低起飞攻角，从而减少因机身攻角增大所带来的寄生阻力。

当飞行器在低速任务巡航时机翼完全伸出且襟翼完全收起，从而减少机翼的诱导阻力和翼型阻力，提高机翼的低速气动性能。

当飞行器高速巡航时机翼完全缩回，且襟翼完全收起以减少机翼的浸润面积，从而减少摩擦阻力。

当飞行器在降落时机翼完全伸出从而提供最大的升力，减小飞机着陆时所需的速度，同时襟翼完全放下以提供最大升力系数，从而进一步减小飞机着陆时所需的速度。

当两侧机翼展长不同时，左右升力不对称造成的滚转力矩，可便于飞行器的横航向操纵。

发明内容

为达到上述功能，本发明提出一种适用于低马赫数(速度小于300公里/小时)飞行工况的三级带襟翼矩形伸缩机翼结构。

该伸缩机翼结构由内段主翼、外段主翼、嵌套在内段主翼和外段主翼之间的中段主翼、与内段主翼后缘铰接的内段襟翼、与外段主翼后缘铰接的外段襟翼；嵌套在内段襟翼和外段襟翼之间并且与中段主翼后缘铰接的中段襟翼、用于驱动外段主翼沿展向运动的第一直线电机、用于驱动外段主翼和中段主翼一起沿展向运动的第二直线电机分别用于控制内段襟翼、中段襟翼、外段襟翼偏转的第一舵机、第二舵机和第三舵机组成；所述内段主翼、外段主翼和中段主翼均由多个翼肋、固定在翼肋之间的肋间层板、与翼肋固连的前梁和后梁、固定在翼肋外侧的蒙皮组成；其中内段主翼的前梁和后梁延伸至内段主翼的外部；中段主翼的前梁包括并排排布的内前梁和外前梁，中段主翼的后梁包括并排排布的内后梁和外后梁；内段主翼、外段主翼的前梁和后梁均为圆柱形翼梁，中段主翼的前梁和后梁为圆柱形中空管，圆柱形翼梁的外径与圆柱形中空管的内径配合；内段主翼、外段主翼的前梁和后梁分别套设在中段主翼的前梁和后梁中。第一直线电机、第二直线电机并排布置在中段主翼内。三段翼间载荷由内部结构传导。中段主翼前后外侧翼梁采用圆柱形中空管，内段主翼采用圆柱形翼梁，翼梁一端与机身连接，另外一端套入中段主翼前后外侧圆柱形翼梁中。内段主翼圆柱形翼梁外径略小于中段主翼前后外侧翼梁内径，以保证内段主翼和中段主翼在X方向(前后)与Z方向(上下方向)上无相对运动，而在Y方向(左右方向)上滑动自如。

类似地，外段主翼采用圆柱形翼梁，翼梁一端延伸至外段主翼最外端翼肋，另外一端套入中段主翼前后内侧翼梁。外段主翼圆柱形翼梁外径略小于中段主翼前后内侧翼梁内径，以保证外段主翼和中段主翼在X方向(前后)与Z方向(上下方向)上无相对运动，而在Y方向(左右方向)上滑动自如。