[发明专利]一种固定翼梁的可变后掠机翼

说明书

本发明涉及一种固定翼梁的可变后掠机翼，它涉及航空航天设备技术领域。本发明解决了现有变后掠机翼由于存在可活动翼梁而导致的机翼刚性下降及机翼与机身铰接处铰链承载过高的问题。本发明在改变机翼后掠角的同时改变了机翼的展长及翼展面积，解决了现有变后掠机翼普遍存在的变形功能单一的问题。本发明包括固定内翼，活动外翼，连杆及驱动装置，固定内翼与连杆共同构成机翼骨架起承载作用，活动外翼紧贴于内翼之上，驱动装置置于固定内翼的翼梁之上并通过连杆带动活动外翼运动以完成机翼的变形。本发明变形机翼保留了固定翼梁，具有较好的承载能力，能够在较大范围内改变机翼的后掠角、展长及翼展面积，能够调节机翼升阻比，提升翼型效率。

技术领域

本发明涉及一种固定翼梁的可变后掠机翼，属于航空航天设备技术领域。

背景技术

在超音速飞机设计过程中，为了在提高飞行的马赫数的同时减小激波阻力，通常选择大后掠角，小展弦比的机翼，但此类机翼在亚音速飞行时存在升力较小，诱导阻力较大等情况，飞行效率不高。为同时满足飞机对超音速飞行、亚音速巡航及短距起降等各种飞行状态，人们开始致力于对可变后掠角变形机翼的研究。

从上世纪开始，国内外就开展了大量的研究工作，例如美国研制的一系列可变后掠的机翼X5(1951-1958)、F-111(1964-2010)、F-14(1970-2006)，前苏联的mig-23(1963-1986)，西欧的“狂风”等。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)”计划和“智能翼(SmartWing)”的资助下，继续研制了可变后掠机翼。国内虽起步较晚但也有许多高校及研究所开展相应研究工作，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。

已有变后掠机翼虽然能够改变机翼的后掠角，但往往存在机翼转动机构复杂，刚性小，机翼与机身衔接处的铰链应力集中严重等问题。此外，在改变机翼后掠角的同时能否改变翼展面积和展长也是评判机翼的能否良好的适应不同飞行状态的重要标准。

发明内容

本发明克服已有技术的不足，针对现有变后掠机翼转动机构复杂，驱动装置要求高，机翼质量大，载荷集中于机翼前缘中枢转轴上等问题，提出一种可变后掠角的变形机翼。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种固定翼梁的可变后掠机翼，包括活动外翼、固定内翼和驱动装置，所述固定内翼与机身固连，所述活动外翼与机身通过铰链在中枢转轴处铰接，所述活动外翼的连杆一端与固定内翼置于翼梁上的滑台通过铰链铰接，驱动装置控制连杆一端做水平运动，连杆另一端则带动机翼前缘绕中枢转轴转动从而改变机翼后掠角。

优选地，所述活动外翼包括机翼前缘、多个铰链、机翼外蒙皮及多根连杆，所述机翼外蒙皮一端通过铆钉铆接于机翼前缘上，所述铰链焊接在机翼前缘内侧。

优选地，所述固定内翼包括固定的翼梁、翼肋、机翼内蒙皮，所述翼梁均为工字梁，起连接机翼与机身的作用；所述翼肋均焊接于翼梁之上，翼梁与翼肋共同构成机翼的骨架。

优选地，所述机翼内蒙皮为刚性蒙皮，内蒙皮铆接在翼梁与翼肋构成的骨架上且与活动外翼上的外蒙皮相互贴合，外蒙皮覆盖在内蒙皮之上且可在内蒙皮之上滑动，具有重叠区域，间隙为0.5mm。

优选地，所述驱动装置为滚珠丝杠直线滑台包含电机、联轴器、导轨、滚珠丝杠、滑台、底座和轴承片。所述铰链通过螺栓固定在滑台上，所述电机和联轴器置于机身内侧，其余均置于翼梁上，所述驱动装置在不运动时具有锁紧功能。

优选地，所述连杆一端与活动外翼上焊接的铰链铰接，另一端与位于固定内翼的翼梁上做直线运动的滑台上的铰链铰接。机身与翼梁构成的刚体、连杆、滑台及机翼前缘共同组成平面四杆机构，四杆机构的运动导致机翼后掠角、展长及翼展面积改变。

优选地，所述变形翼机构的自由度为1，具有确定的运动。