[发明专利]安装变体翼梢小翼的机翼及其工作方式

说明书

技术领域

    本发明涉及一种安装有变体翼梢小翼的机翼，该机翼适用于低亚音速飞行条件。属航空技术类。

背景技术

    飞机在起飞、降落、巡航阶段需要不同的气动特性，而目前的翼梢小翼只针对巡航状态设计，结构方式不能改变，很难保证飞机在各个飞行阶段都具有较好的气动性能。江永泉编写的《飞机翼梢小翼设计》（江永泉.飞机翼稍小翼设计.第一版.北京:航空工业出版社,2009,52-74页）研究了翼梢小翼各个参数对机翼气动性能的影响：在一定的范围内，翼梢小翼的高度增加，可以减小飞机的诱导阻力，当翼梢小翼高度在翼展0.07倍时，可使诱导阻力减小13%；翼梢小翼的倾斜角增加（增加翼展），可以增加飞机的升力线斜率，并增加纵向稳定性；翼梢小翼后掠角在-30°至60°范围内对飞机升力线斜率无影响，但会改变飞机的俯仰稳定性，翼梢小翼的后掠角要尽量大于机翼的后掠角，一般在37°。飞机在起飞和降落阶段，需要大的升力用以增加起飞重量、爬升速度和降落安全性，所以在一定的范围内，要增加翼梢小翼的高度、倾斜角和后掠角，用以增大机翼面积、展弦比和升力线斜率。飞机在巡航阶段，需要节约能耗，所以，翼梢小翼的倾斜角减小，起到涡扩散器的作用，用以减小飞机的诱导阻力。

综合以上，需要研制一种安装变体翼梢小翼的机翼，提升翼梢对机翼的流动控制效果，完善飞机在各个飞行阶段的气动性能。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种安装变体翼梢小翼的机翼及其工作方式。

一种安装变体翼梢小翼的机翼及其工作方式，其特征在于包括主机翼框架、翼梢小翼框架、安装于主机翼框架和翼梢小翼框架之间的小翼倾斜角改变机构、小翼旋转梁、安装于翼梢小翼框架和小翼旋转梁之间的后掠角改变机构；上述主机翼框架由主机翼翼肋与主机翼梁架固连形成；上述翼梢小翼框架由第一小翼翼肋、第二小翼翼肋、以及安装于两个小翼翼肋之间的高度滑动套筒组件和第一螺纹转轴套筒及电机组件组成；其中高度滑动套筒组件由高度滑动支架和高度支架套筒组成，高度滑动支架一端与第一小翼翼肋固定，另一端伸入高度支架套筒的一端，高度支架套筒的另一端与第二小翼翼肋固定；上述第一螺纹转轴套筒及电机组件由第一旋转型超声电机、第一螺纹旋转轴和第一螺纹套筒组成，第一旋转型超声电机安装于第一小翼翼肋上，其输出轴与第一螺纹旋转轴的一端相连，第一螺纹旋转轴的另一端伸入第一螺纹套筒的一端并与其配合，第一螺纹套筒的另一端与第二小翼翼肋固定；上述小翼倾斜角改变机构由以下方式组成：主机翼框架设有一对电机安装支架，翼梢小翼框架设有一对变体小翼倾斜角支架，一对旋转型超声电机分别安装于上述电机安装支架上，且输出轴连接变体小翼倾斜角支架；上述小翼旋转梁通过铰接方式安装于上述第二小翼翼肋上；上述后掠角改变机构由以下方式组成：第二小翼翼肋和小翼旋转梁之间还安装有第二螺纹转轴套筒及电机组件；该第二螺纹转轴套筒及电机组件由第二旋转型超声电机、第二螺纹旋转轴和第二螺纹套筒组成，第二旋转型超声电机安装于第二小翼翼肋上，其输出轴与第二螺纹旋转轴的一端相连，第二螺纹旋转轴的另一端伸入第二螺纹套筒的一端并与其配合，第二螺纹套筒的另一端与小翼旋转梁通过滑动副和转动副连接。

一种安装变体翼梢小翼的机翼及其工作方式，其特征在于：在起飞阶段，通过运行第一旋转型超声电机带动第一螺纹旋转轴在第一螺纹套筒中旋转，使得第一螺纹旋转轴和第一螺纹套筒的总长度伸长，增加翼梢小翼的高度至翼展0.08—0.2倍；通过运行第二旋转型超声电机带动第二螺纹旋转轴在第二螺纹套筒中旋转，使得第二螺纹旋转轴和第二螺纹套筒的总长度伸长，进而带动小翼旋转梁绕铰接点向外旋转，增加翼梢小翼的后掠角45°—60°；通过运行旋转型超声电机，使变体小翼倾斜角支架绕固定轴向下旋转，增加翼梢小翼的倾斜角至90°，即翼梢小翼和机翼在一个平面内；

在巡航阶段，通过运行第一旋转型超声电机带动第一螺纹旋转轴在第一螺纹套筒中旋转，使得第一螺纹旋转轴和第一螺纹套筒的总长度缩短，减小翼梢小翼的高度至翼展的0.05—0.1倍；通过运行第二旋转型超声电机带动第二螺纹旋转轴在第二螺纹套筒中旋转，使得第二螺纹旋转轴和第二螺纹套筒的总长度缩短，进而带动小翼旋转梁绕铰接点向内旋转，减小翼梢小翼的后掠角至35°—45°；通过运行旋转型超声电机，使变体小翼倾斜角支架绕固定轴向上旋转，减小翼梢小翼的倾斜角至30°—40°。