[发明专利]一种基于连杆驱动弯度可变的变形机翼

说明书

本发明公开了一种基于连杆驱动弯度可变的变形机翼，包括机翼本体、连杆驱动组件以及转轴连接组件，机翼本体由多段机翼模块组成，机翼模块之间一次通过转轴连接组件转动连接，连杆驱动组件将各机翼模块进行有机结合，使各机翼模块能在直线运动驱动下形成指关节式的弯度变形，采用的连杆驱动组件驱动效率高，可实现机翼大范围弯度变形。

技术领域

本发明属于航天航空设备技术领域，涉及机翼结构，具体涉及一种基于连杆驱动弯度可变的变形机翼。

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)”极化和“智能翼”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，但也有高效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。

对于变弯度机翼，机翼飞行过程中弯度变化将带来升力、阻力的变化，根据飞行阶段的不同改变机翼弯度将有利于提高机翼飞行效率，到达增升减阻的目的。目前，用于机翼弯度变形的机构较多，但是各有优劣，在变形范围、机构重量、机构效率等方面难以到达尽善尽美，尤其存在机翼大范围弯度变形难、驱动机构效率低的问题。

发明内容

针对现有技术中机翼大范围弯度变形难、驱动机构效率低等问题，本发明的目的是提供一种基于连杆驱动弯度可变的变形机翼，该变形机翼利用基于曲柄滑块机构原理的连杆驱动组件，能够在直线运动驱动下实现机翼机构指关节式的弯度变形。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于连杆驱动弯度可变的变形机翼，包括机翼本体、连杆驱动组件以及转轴连接组件，所述机翼本体包括机翼模块Ⅰ、机翼模块Ⅱ、机翼模块Ⅲ以及机翼模块Ⅳ，所述机翼模块Ⅰ为固定段；所述连杆驱动组件设置于机翼本体内部，包括滑块、驱动连杆、第一连杆、第二连杆；转轴连接组件包括第一转轴、第二转轴、第三转轴；

所述机翼模块Ⅱ与机翼模块Ⅰ通过第一转轴铰接，机翼模块Ⅲ与机翼模块Ⅱ通过第二转轴铰接，机翼模块Ⅳ与机翼模块Ⅲ通过第三转轴铰接，

所述滑块安装于机翼模块Ⅰ上，并与机翼模块Ⅰ滑动连接；驱动连杆的一端端部与滑块铰接，其另一端端部与第二转轴铰接；第一连杆的一端端部铰接于机翼模块Ⅰ，其另一端端部铰接于机翼模块Ⅲ；第二连杆的一端端部铰接于机翼模块Ⅱ，其另一端端部铰接于机翼模块Ⅳ；

当滑块在外力作用下相对于机翼模块Ⅰ做沿水平方向上的直线运动时，在连杆驱动组件的作用下，机翼模块Ⅱ、机翼模块Ⅲ以及机翼模块Ⅳ分别绕第一转轴、第二转轴、第三转轴转动一定角度，机翼本体形成指关节式运动的弯度变形。

上述基于连杆驱动弯度可变的变形机翼，所述第一连杆与第二连杆形成交叉结构可进一步确保机翼模块Ⅱ、机翼模块Ⅲ以及机翼模块Ⅳ分别绕第一转轴、第二转轴、第三转轴转动的方向一致，机翼结构仅发生弯度变形，翼型不会发生大的突变。进一步优选地，所述驱动连杆与第一连杆形成交叉结构。