專利名稱：一種可變w形、m形及平直翼的變體機(jī)翼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可變W形/M形及平直翼的變體機(jī)翼。
背景技術(shù)：
為了使飛行器適應(yīng)不同的飛行任務(wù)，具備短距起降、高速巡航等多重功能，國際上已經(jīng)提出了變體飛行器的概念，通過改變升力體的面積和形狀以針對(duì)不同的飛行狀態(tài)優(yōu)化飛行性能。如美軍F-14可變后掠翼戰(zhàn)斗機(jī)，能夠在高速飛行時(shí)增大機(jī)翼的后掠角。但該類變體飛行器由于機(jī)翼進(jìn)行整體轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)翼上難以布置掛載；并且變體過程中飛行器穩(wěn)定度變化較大，導(dǎo)致飛行器在一些工作條件下的安定性和配平阻力發(fā)生較大變化；此外，由于機(jī)翼轉(zhuǎn)軸處應(yīng)力集中，且要承受較大的變體驅(qū)動(dòng)力，因此提高了結(jié)構(gòu)重量。又如MFX-1無人機(jī)，能夠在改變機(jī)翼后掠角的同時(shí)較大程度地改變機(jī)翼面積。與F-14相似，該類變體飛行器通常也需要較大的變體驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)采用智能材料作為變體作動(dòng)裝置時(shí)，其劣勢(shì)更加明顯。在另一方面，1950年NACA的研究對(duì)比了 M形翼、W形翼和后掠翼的性能。研究表明，在阻力特征方面，低速下W形翼的阻力略小于相同面積及角度的M形翼，大于相同面積及角度的后掠翼，而1.05馬赫以上M形翼與W形翼阻力幾乎相同，1.2馬赫以上三種翼型阻力幾乎相同；此外，1.1馬赫以上有單一掛載的M形翼的阻力低于有相同掛載的后掠翼。在結(jié)構(gòu)剛度方面，M形翼和W形翼優(yōu)于后掠翼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高現(xiàn)有變體飛行器的飛行性能和適用性，使飛行器能夠在飛行過程中根據(jù)不同的飛行任務(wù)進(jìn)行變體，以適應(yīng)短距起降、低速大迎角機(jī)動(dòng)和超音速巡航的不同需求。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種可變W形、M形及平直翼的變體機(jī)翼，包括內(nèi)側(cè)可變形框架、外側(cè)可變形框架、剛性前緣、剛性后緣、可變剛度蒙皮、作動(dòng)裝置、機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置、掛載架、機(jī)身翼梁、翼肋和小可變剛度蒙皮，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架由可變剛度蒙皮、翼梁和翼肋組成，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架鉸接，內(nèi)側(cè)可變形框架與機(jī)身鉸接，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架的前側(cè)與剛性前緣連接，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架的后側(cè)與剛性后緣連接，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架的連接處設(shè)有機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置，內(nèi)側(cè)可變形框架上設(shè)有作動(dòng)裝置，外側(cè)可變形框架靠近機(jī)身的一側(cè)設(shè)有掛載架，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架的連接處設(shè)有小可變剛度蒙皮。本發(fā)明還有這樣一些技術(shù)特征:所述的內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架能在所述作動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下向前、后方向變形，形成外側(cè)翼前略、內(nèi)側(cè)翼后掠的W形翼，或外側(cè)翼后掠、內(nèi)側(cè)翼前略的M形翼。所述的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置使內(nèi)側(cè)可變形框架變形時(shí)，所述的外側(cè)可變形框架向相反方向做相應(yīng)變形，每側(cè)所述機(jī)翼的自由度為。所述兩段剛性前緣的銜接處邊緣傾斜，形成三角形缺口，使機(jī)翼能夠進(jìn)行W形變形。所述二段剛性后緣的銜接處邊緣傾斜，形成三角形缺口，使機(jī)翼能夠進(jìn)行M形變形。本發(fā)明采用簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼平面形狀和機(jī)翼面積的同步變化，使飛行器能夠適應(yīng)不同飛行任務(wù)的需求，與傳統(tǒng)可變后掠翼相比，且能夠承受更大的過載，對(duì)飛行器機(jī)動(dòng)性的提聞提供了可能。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述的M形變形示意圖；圖3為本發(fā)明所述的W形變形示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合上說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:I)變體流程當(dāng)飛行器處于起飛、降落階段時(shí)，所述變體機(jī)翼變體為平直翼，以增大機(jī)翼面積；當(dāng)飛行器進(jìn)行低速巡航及格斗時(shí)，所述變體機(jī)翼變體為W形，以提高機(jī)動(dòng)性能及機(jī)翼的強(qiáng)度、剛度；當(dāng)飛行器進(jìn)行超音速巡航時(shí)，所述變體機(jī)翼變體為M形，以降低阻力，提高機(jī)翼的強(qiáng)度、剛度。2)變體形式當(dāng)該變體機(jī)翼變體時(shí)，內(nèi)側(cè)可變形框架I在作動(dòng)裝置6的驅(qū)動(dòng)下變形，展長為內(nèi)側(cè)可變形框架I的2.41倍的外側(cè)可變形框架2在機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置7的作用下向相反方向變形相同角度，實(shí)現(xiàn)平直翼型到W或M形翼的變體。3)變體所需的結(jié)構(gòu)與作動(dòng)、聯(lián)動(dòng)裝置內(nèi)側(cè)可變形框架I和外側(cè)可變形框架2包括:沿展向分布的多個(gè)翼梁10，以及沿弦向分布的多個(gè)翼肋11，其與翼梁10通過合頁鏈接為平行四邊形框架，其中內(nèi)側(cè)可變形框架I和外側(cè)可變形框架2之間的翼肋為公用翼肋；翼梁10由二段鉸接而成，其外段長度為內(nèi)段長度的2.41倍，一共有三個(gè)翼梁10。內(nèi)側(cè)可變形框架I由三個(gè)翼梁10的內(nèi)側(cè)及二個(gè)翼肋11鉸接而成，其外側(cè)可變形框架2由三個(gè)翼梁10的外側(cè)及6個(gè)翼肋11鉸接而成，使二個(gè)可變形框架可在機(jī)翼平面上進(jìn)行變形。內(nèi)側(cè)可變形框架I的翼梁10的內(nèi)側(cè)末端與機(jī)身9鉸接，使機(jī)翼彎矩能夠傳遞至機(jī)身9且機(jī)翼其變形不受影響。兩段剛性前緣3與前側(cè)翼梁10的前側(cè)固定，二段之間有缺口，缺口上覆蓋有能夠承載氣動(dòng)力的小可變剛度蒙皮12，保證變體前后及變體過程中氣動(dòng)外形的穩(wěn)定和高效。在后側(cè)翼梁10內(nèi)段的外側(cè)末端和中部翼梁10外段的內(nèi)側(cè)末端上裝有聯(lián)動(dòng)裝置7，為具有標(biāo)準(zhǔn)嚙合的二個(gè)等分度圓齒廓的凸臺(tái)。為了防止凸臺(tái)的運(yùn)動(dòng)與翼肋11干涉，在翼肋11上開有通槽，使聯(lián)動(dòng)裝置7能夠在其中通過。至此，該變體機(jī)翼的自由度為I。
在后側(cè)的二個(gè)翼梁10之間，內(nèi)側(cè)的二個(gè)翼肋11之間沿平行四邊形的對(duì)角線裝有作動(dòng)裝置6，為氣缸，可使內(nèi)側(cè)平行四邊形可變形框架I變形，并通過聯(lián)動(dòng)裝置7帶動(dòng)外側(cè)平行四邊形可變形框架2做等角度變形。在兩個(gè)可變形框架的上表面及下表面覆蓋有可變剛度蒙皮5，在不影響變體機(jī)翼變形的情況下保證氣動(dòng)外形的穩(wěn)定并承載氣動(dòng)力。
權(quán)利要求
1.一種可變W形、M形及平直翼的變體機(jī)翼，包括內(nèi)側(cè)可變形框架(I)、外側(cè)可變形框架(2)、剛性前緣(3)、剛性后緣(4)、可變剛度蒙皮(5)、作動(dòng)裝置￠)、機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置(7)、掛載架⑶、機(jī)身(9)、翼梁(10)、翼肋(11)和小可變剛度蒙皮(12)，其特征在于:內(nèi)側(cè)可變形框架⑴與外側(cè)可變形框架⑵由可變剛度蒙皮(5)、翼梁(10)和翼肋(11)組成，內(nèi)側(cè)可變形框架⑴與外側(cè)可變形框架⑵鉸接，內(nèi)側(cè)可變形框架⑴與機(jī)身(9)鉸接，內(nèi)側(cè)可變形框架(I)與外側(cè)可變形框架(2)的前側(cè)與剛性前緣(3)連接，內(nèi)側(cè)可變形框架(I)與外側(cè)可變形框架(2)的后側(cè)與剛性后緣(4)連接，內(nèi)側(cè)可變形框架(I)與外側(cè)可變形框架(2)的連接處設(shè)有機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置(7)，內(nèi)側(cè)可變形框架(I)上設(shè)有作動(dòng)裝置￠)，外側(cè)可變形框架(2)靠近機(jī)身的一側(cè)設(shè)有掛載架(8)，內(nèi)側(cè)可變形框架(I)與外側(cè)可變形框架(2)的連接處設(shè)有小可變剛度蒙皮(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變W形、M形及平直翼的變體機(jī)翼，其特征在于:所述的內(nèi)側(cè)可變形框架(I)與外側(cè)可變形框架(2)能在所述作動(dòng)裝置￠)的驅(qū)動(dòng)下向前、后方向變形，形 成外側(cè)翼前略、內(nèi)側(cè)翼后掠的W形翼，或外側(cè)翼后掠、內(nèi)側(cè)翼前略的M形翼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變W形、M形及平直翼的變體機(jī)翼，其特征在于:所述的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置(7)使內(nèi)側(cè)可變形框架(I)變形時(shí)，所述的外側(cè)可變形框架(2)向相反方向做相應(yīng)變形，每側(cè)所述機(jī)翼的自由度為I。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變W形、M形及平直翼的變體機(jī)翼，其特征在于:所述兩段剛性前緣(3)的銜接處邊緣傾斜，形成三角形缺口，使機(jī)翼能夠進(jìn)行W形變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變W形、M形及平直翼的變體機(jī)翼，其特征在于:所述二段剛性后緣(4)的銜接處邊緣傾斜，形成三角形缺口，使機(jī)翼能夠進(jìn)行M形變形。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種可變W形、M形及平直翼的變體機(jī)翼，它包括內(nèi)側(cè)可變形框架、外側(cè)可變形框架、剛性前緣、剛性后緣、可變剛度蒙皮、作動(dòng)裝置、機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置、掛載架、機(jī)身翼梁、翼肋和小可變剛度蒙皮，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架鉸接，內(nèi)側(cè)可變形框架與機(jī)身鉸接，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架的連接處設(shè)有機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置，內(nèi)側(cè)可變形框架上設(shè)有作動(dòng)裝置，外側(cè)可變形框架靠近機(jī)身的一側(cè)設(shè)有掛載架，內(nèi)側(cè)可變形框架與外側(cè)可變形框架的連接處設(shè)有可變剛度蒙皮。本發(fā)明采用簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼平面形狀和機(jī)翼面積的同步變化，使飛行器能夠適應(yīng)不同飛行任務(wù)的需求，與傳統(tǒng)可變后掠翼相比，且能夠承受更大的過載，對(duì)飛行器機(jī)動(dòng)性的提高提供了可能。
文檔編號(hào)B64C3/38GK103192982SQ20131010941
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者武睿, 常志中, 孫健, 白睿, 冷勁松, 劉彥菊 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)