專利名稱：安裝變體翼梢小翼的機翼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝有變體翼梢小翼的機翼，該機翼適用于低亞音速飛行條件。屬航空技術(shù)類。
背景技術(shù)：
飛機在起飛、降落、巡航階段需要不同的氣動特性，而目前的翼梢小翼只針對巡航狀態(tài)設(shè)計，結(jié)構(gòu)方式不能改變，很難保證飛機在各個飛行階段都具有較好的氣動性能。 江永泉編寫的《飛機翼梢小翼設(shè)計》(江永泉.飛機翼稍小翼設(shè)計.第一版.北京航空工業(yè)出版社，2009，52-74頁)研究了翼梢小翼各個參數(shù)對機翼氣動性能的影響在一定的范圍內(nèi)，翼梢小翼的高度增加，可以減小飛機的誘導(dǎo)阻力，當(dāng)翼梢小翼高度在翼展O. 07倍時， 可使誘導(dǎo)阻力減小13% ;翼梢小翼的傾斜角增加(增加翼展)，可以增加飛機的升力線斜率， 并增加縱向穩(wěn)定性；翼梢小翼后掠角在-30°至60°范圍內(nèi)對飛機升力線斜率無影響，但會改變飛機的俯仰穩(wěn)定性，翼梢小翼的后掠角要盡量大于機翼的后掠角，一般在37°。飛機在起飛和降落階段，需要大的升力用以增加起飛重量、爬升速度和降落安全性，所以在一定的范圍內(nèi)，要增加翼梢小翼的高度、傾斜角和后掠角，用以增大機翼面積、展弦比和升力線斜率。飛機在巡航階段，需要節(jié)約能耗，所以，翼梢小翼的傾斜角減小，起到渦擴散器的作用，用以減小飛機的誘導(dǎo)阻力。綜合以上，需要研制一種安裝變體翼梢小翼的機翼，提升翼梢對機翼的流動控制效果，完善飛機在各個飛行階段的氣動性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種安裝變體翼梢小翼的機翼。一種安裝變體翼梢小翼的機翼及其工作方式，其特征在于包括主機翼框架、翼梢小翼框架、安裝于主機翼框架和翼梢小翼框架之間的小翼傾斜角改變機構(gòu)、小翼旋轉(zhuǎn)梁、安裝于翼梢小翼框架和小翼旋轉(zhuǎn)梁之間的后掠角改變機構(gòu)；上述主機翼框架由主機翼翼肋與主機翼梁架固連形成；上述翼梢小翼框架由第一小翼翼肋、第二小翼翼肋、以及安裝于兩個小翼翼肋之間的高度滑動套筒組件和第一螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件組成；其中高度滑動套筒組件由高度滑動支架和高度支架套筒組成，高度滑動支架一端與第一小翼翼肋固定，另一端伸入高度支架套筒的一端，高度支架套筒的另一端與第二小翼翼肋固定；上述第一螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件由第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機、第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第一螺紋套筒組成，第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機安裝于第一小翼翼肋上，其輸出軸與第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸的一端相連，第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸的另一端伸入第一螺紋套筒的一端并與其配合，第一螺紋套筒的另一端與第二小翼翼肋固定；上述小翼傾斜角改變機構(gòu)由以下方式組成主機翼框架設(shè)有一對電機安裝支架，翼梢小翼框架設(shè)有一對變體小翼傾斜角支架，一對旋轉(zhuǎn)型超聲電機分別安裝于上述電機安裝支架上，且輸出軸連接變體小翼傾斜角支架；上述小翼旋轉(zhuǎn)梁通過鉸接方式安裝于上述第二小翼翼肋上；上述后掠角改變機構(gòu)由以下方式組成第二小翼翼肋和小翼旋轉(zhuǎn)梁之間還安裝有第二螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件；該第二螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件由第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機、第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第二螺紋套筒組成，第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機安裝于第二小翼翼肋上，其輸出軸與第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸的一端相連，第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸的另一端伸入第二螺紋套筒的一端并與其配合，第二螺紋套筒的另一端與小翼旋轉(zhuǎn)梁通過滑動副和轉(zhuǎn)動副連接。一種安裝變體翼梢小翼的機翼及其工作方式，其特征在于在起飛階段，通過運行第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機帶動第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸在第一螺紋套筒中旋轉(zhuǎn)，使得第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第一螺紋套筒的總長度伸長，增加翼梢小翼的高度至翼展O. 08-0. 2倍；通過運行第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機帶動第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸在第二螺紋套筒中旋轉(zhuǎn)，使得第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第二螺紋套筒的總長度伸長，進而帶動小翼旋轉(zhuǎn)梁繞鉸接點向外旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的后掠角 45° — 60° ;通過運行旋轉(zhuǎn)型超聲電機，使變體小翼傾斜角支架繞固定軸向下旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的傾斜角至90°，即翼梢小翼和機翼在一個平面內(nèi)；在巡航階段，通過運行第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機帶動第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸在第一螺紋套筒中旋轉(zhuǎn)，使得第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第一螺紋套筒的總長度縮短，減小翼梢小翼的高度至翼展的O. 05—0. I倍；通過運行第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機帶動第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸在第二螺紋套筒中旋轉(zhuǎn)，使得第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第二螺紋套筒的總長度縮短，進而帶動小翼旋轉(zhuǎn)梁繞鉸接點向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，減小翼梢小翼的后掠角至35° — 45° ;通過運行旋轉(zhuǎn)型超聲電機，使變體小翼傾斜角支架繞固定軸向上旋轉(zhuǎn)，減小翼梢小翼的傾斜角至30° — 40°。在降落階段，通過運行第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機帶動第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸在第一螺紋套筒中旋轉(zhuǎn)，使得第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第一螺紋套筒的總長度伸長，增加翼梢小翼的高度至翼展O. 08—0. 2倍；通過運行第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機帶動第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸在第二螺紋套筒中旋轉(zhuǎn)，使得第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸和第二螺紋套筒的總長度伸長，進而帶動小翼旋轉(zhuǎn)梁繞鉸接點向外旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的后掠角至45° — 60° ;通過運行旋轉(zhuǎn)型超聲電機，使變體小翼傾斜角支架繞固定軸向下旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的傾斜角至90°，即恢復(fù)翼梢小翼和機翼在一個平面內(nèi)。以上翼稍小翼的各參數(shù)變化范圍，主要參考江永泉編寫的《飛機翼梢小翼設(shè)計》 (江永泉.飛機翼稍小翼設(shè)計.第一版.北京航空工業(yè)出版社，2009，52-185頁)確定下來的，在實際的應(yīng)用中，針對不同機型通過實驗構(gòu)造不同的參數(shù)組合，可使翼稍小翼的控制效果達到最優(yōu)。本發(fā)明獲得的直接效果是本發(fā)明可以較大的提升機翼的氣動性能。本發(fā)明由此提出“變體翼梢小翼”的設(shè)計方案一在飛行中針對不同飛行狀態(tài)實時改變翼梢小翼的幾何外形，不僅能提高飛機巡航階段的氣動效率，還能有效改善飛機在起降、爬升階段的氣動性能。該方案可應(yīng)用于長航時小型無人偵察機的機翼設(shè)計中，隨著大推力超聲電機的發(fā)展， 也可用于大飛機翼尖流動控制中，另外，據(jù)統(tǒng)計，67%的空難事故發(fā)生在起飛和降落階段，因此變體翼梢小翼具有提高飛行安全的潛力。再則，變體翼梢小翼可使飛機發(fā)動機以較小推力實現(xiàn)快速爬升，從而降低燃油消耗，減小發(fā)動機噪音，延長發(fā)動機使用壽命等。

圖I是本發(fā)明的裝配4[0012]圖中標(biāo)號名稱1、主機翼翼肋，2、電機安裝支架，3、旋轉(zhuǎn)型超聲電機，4、變體小翼傾斜角支架，5、第一小翼翼肋，6、高度滑動支架，7、高度支架套筒，8、第二小翼翼肋9、第一螺紋套筒，10、第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸，U、小翼旋轉(zhuǎn)梁，12、第二螺紋套筒，13、第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸， 14、第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機,15、主機翼梁架，16、第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施過程對本發(fā)明做進一步說明。如圖I所示，本發(fā)明提供一種安裝變體翼梢小翼的機翼及其工作方式，它包括主機翼翼肋I與主機翼梁架15固連在一起,構(gòu)成主機翼的框架。電機安裝支架2 分別與主機翼梁架15固連，用以延伸主機翼。旋轉(zhuǎn)型超聲電機3固定在電機安裝支架2上， 通過變體小翼傾斜角支架4連接變體翼梢小翼，變體小翼傾斜角支架4與旋轉(zhuǎn)型超聲電機 3的轉(zhuǎn)軸固定連接，用以改變翼梢小翼的傾斜角。第一小翼翼肋5和第二小翼翼肋8構(gòu)成翼梢小翼的框架,小翼翼肋5與變體小翼傾斜角支架4固連，變體小翼由此連接到主機翼上。第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機16、高度滑動支架 6與第一小翼翼肋5固連；第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10與第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機16的轉(zhuǎn)軸固定連接， 第一螺紋套筒9通過螺紋和第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10連接配合；高度滑動支架6插在高度支架套筒7內(nèi)并與之滑動連接；第一螺紋套筒9、高度支架套筒7的另一端固定在第二小翼翼肋8 上。通過運行第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機16帶動第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10在第一螺紋套筒9中旋轉(zhuǎn)， 使得第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10和第一螺紋套筒9的總長度伸長或縮短,使得第一小翼翼肋5和第二小翼翼肋8之間的距離伸長或縮短，進而可以改變翼梢小翼的高度。第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機14固定在第二小翼翼肋8上，第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13與第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機14的轉(zhuǎn)軸固定連接，第二螺紋套筒12通過螺紋和第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13連接配合；第二螺紋套筒12的另一端與小翼旋轉(zhuǎn)梁11通過滑動副和轉(zhuǎn)動副連接，小翼旋轉(zhuǎn)梁11 的一端與第二小翼翼肋8鉸接，通過運行第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機14帶動第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13 在第二螺紋套筒12中旋轉(zhuǎn)，使得第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13和第二螺紋套筒12的總長度伸長或縮短，進而帶動小翼旋轉(zhuǎn)梁11繞鉸接點旋轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)翼梢小翼后掠角的改變。在起飛階段，通過運行第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機16帶動第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10在第一螺紋套筒9中旋轉(zhuǎn)，使得第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10和第一螺紋套筒9的總長度伸長，增加翼梢小翼的高度至翼展O. I倍；通過運行第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機14帶動第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13在第二螺紋套筒12中旋轉(zhuǎn)，使得第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13和第二螺紋套筒12的總長度伸長，進而帶動小翼旋轉(zhuǎn)梁11繞鉸接點向外旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的后掠角45°左右；通過運行旋轉(zhuǎn)型超聲電機3，使變體小翼傾斜角支架4繞固定軸向下旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的傾斜角至90°，即翼梢小翼和機翼在一個平面內(nèi)；在巡航階段，通過運行第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機16帶動第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10在第一螺紋套筒9中旋轉(zhuǎn)，使得第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10和第一螺紋套筒9的總長度縮短，減小翼梢小翼的高度至翼展的O. 07倍；通過運行第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機14帶動第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13在第二螺紋套筒12中旋轉(zhuǎn)，使得第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13和第二螺紋套筒12的總長度縮短，進而帶動小翼旋轉(zhuǎn)梁11繞鉸接點向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，減小翼梢小翼的后掠角至37° ;通過運行旋轉(zhuǎn)型超聲電機3，使變體小翼傾斜角支架4繞固定軸向上旋轉(zhuǎn)，減小翼梢小翼的傾斜角至30°。[0020]在降落階段，通過運行第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機16帶動第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10在第一螺紋套筒9中旋轉(zhuǎn)，使得第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸10和第一螺紋套筒9的總長度伸長，增加翼梢小翼的高度至翼展O. I倍；通過運行第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機14帶動第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13在第二螺紋套筒12中旋轉(zhuǎn)，使得第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸13和第二螺紋套筒12的總長度伸長，進而帶動小翼旋轉(zhuǎn)梁11繞鉸接點向外旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的后掠角至45° ;通過運行旋轉(zhuǎn)型超聲電機 3，使變體小翼傾斜角支架4繞固定軸向下旋轉(zhuǎn)，增加翼梢小翼的傾斜角至90°，即恢復(fù)翼梢小翼和機翼在一個平面內(nèi)。綜上，在飛機的起飛和降落階段，增加翼梢小翼的高度、傾斜角和后掠角，用以增大機翼面積、展弦比和升力線斜率。因而由機翼產(chǎn)生的飛機的升力增加，即提升了飛機的起飛重量、爬升速度和降落安全性。在飛機的巡航階段，減小翼梢小翼的傾斜角，使翼梢小翼起到渦擴散器的作用，減小飛機的誘導(dǎo)阻力。節(jié)約能耗。
權(quán)利要求1.一種安裝變體翼梢小翼的機翼，其特征在于包括主機翼框架、翼梢小翼框架、安裝于主機翼框架和翼梢小翼框架之間的小翼傾斜角改變機構(gòu)，還包括小翼旋轉(zhuǎn)梁(11)、安裝于翼梢小翼框架和小翼旋轉(zhuǎn)梁(11)之間的后掠角改變機構(gòu)；上述主機翼框架由主機翼翼肋(I)與主機翼梁架(15)固連形成；上述翼梢小翼框架由第一小翼翼肋(5)、第二小翼翼肋(8)、以及安裝于兩個小翼翼肋之間的高度滑動套筒組件和第一螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件組成；其中高度滑動套筒組件由高度滑動支架(6)和高度支架套筒(7)組成，高度滑動支架(6) —端與第一小翼翼肋(5)固定，另一端伸入高度支架套筒(7)的一端，高度支架套筒(7)的另一端與第二小翼翼肋(8) 固定；上述第一螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件由第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機(16)、第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸(10)和第一螺紋套筒(9)組成,第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機(16)安裝于第一小翼翼肋(5)上,其輸出軸與第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸(10)的一端相連，第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸(10)的另一端伸入第一螺紋套筒(9)的一端并與其配合，第一螺紋套筒(9)的另一端與第二小翼翼肋(8)固定；上述小翼傾斜角改變機構(gòu)由以下方式組成主機翼框架設(shè)有一對電機安裝支架(2)， 翼梢小翼框架設(shè)有一對變體小翼傾斜角支架(4), 一對旋轉(zhuǎn)型超聲電機(3)分別安裝于上述電機安裝支架上，且輸出軸連接變體小翼傾斜角支架(4)；上述小翼旋轉(zhuǎn)梁(11)通過鉸接方式安裝于上述第二小翼翼肋(8 )上；上述后掠角改變機構(gòu)由以下方式組成第二小翼翼肋(8)和小翼旋轉(zhuǎn)梁(11)之間還安裝有第二螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件；該第二螺紋轉(zhuǎn)軸套筒及電機組件由第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機(14)、第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸(13)和第二螺紋套筒(12)組成，第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機(14)安裝于第二小翼翼肋(8)上，其輸出軸與第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸(13)的一端相連，第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸(13) 的另一端伸入第二螺紋套筒(12)的一端并與其配合，第二螺紋套筒(12)的另一端與小翼旋轉(zhuǎn)梁(11)通過滑動副和轉(zhuǎn)動副連接。
專利摘要本實用新型公開了一種安裝變體翼梢小翼的機翼。包括主機翼翼肋(1)，主機翼梁架(15)，電機安裝支架(2)，旋轉(zhuǎn)型超聲電機(3)，第二旋轉(zhuǎn)型超聲電機(14)，第一旋轉(zhuǎn)型超聲電機(16)，變體小翼傾斜角支架(4)，第一小翼翼肋(5)，第二小翼翼肋(8)，高度滑動支架(6)，第一螺紋旋轉(zhuǎn)軸(10)，高度支架套筒(7)，第一螺紋套筒(9)，第二螺紋旋轉(zhuǎn)軸(13)，第二螺紋套筒(12)，小翼旋轉(zhuǎn)梁(11)。本實用新型的優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)輕巧、簡單，可以實現(xiàn)翼梢的多參數(shù)變換，較大的提升飛機在起降、爬升、巡航階段的氣動性能。
文檔編號B64C3/42GK202345909SQ20112039797
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 明曉, 朱華, 白亞磊, 趙淳生 申請人:南京航空航天大學(xué)