[发明专利]一种全金属变厚度的舵面封严结构

说明书

本发明属于航空领域，涉及一种全金属变厚度的舵面封严结构。本发明采用全金属结构作为舵面封严结构中封严板的结构形式。为增强连接区的刚度和贴合区的柔度，采用变厚度设计和预变形设计，能够满足连接强度、气动密封和承载的设计要求；封严结构包括封严板和导流片两部分。封严板设计为柔性体以一定预紧力与航后的导流片贴合，实现舵面偏转过程中的全程封严。导流片设计为刚性体，由平直段和圆弧段组成，圆弧段能降低控制面在偏转过程中对封严板的变形量要求，从结构设计上减小封严的变形量。

技术领域

本发明专利属于航空领域，涉及一种全金属变厚度的舵面封严结构。

背景技术

为了给飞机提供横向滚转力矩，增加升力，改善起飞、着陆性能，通常在机翼前后缘布置襟翼、副翼等操纵舵面，其偏转角度范围一般达到±20°甚至更大。襟翼和副翼等舵面为刚性结构，在上下偏转时，主翼面与舵面之间结合部位会露出很大的缝隙。偏转产生的缝隙会改变气动外形，造成气流提前分离，增大阻力。还会造成气流由高压向低压流动，使上下翼面压差减小，影响气动和操纵性能。因此必须对襟翼和副翼等舵面的缝隙进行封严。

我国现役飞机部分机型已采用封严结构，所选用的材料是弹性较好的钢质等厚平板。前缘舵面通过设计，利用材料的弹性，能满足大部分部位的封严，但局部位置表面仍无法满足光滑连续的要求，甚至出现了变形、撕裂现象。后缘舵面的封严结构在飞行过程中的往复变形和高气动载荷共同作用下很快产生了不可回复的塑性变形，封严效果不够理想。

新一代飞机舵面偏度比之前更大，载荷环境更恶劣，设计指标要求更高，对封严结构的要求也相应的更苛刻。为满足飞机高机动性和高气动特性需求，需要设计一种适用于新一代飞机的舵面封严结构。气动方面，需要考虑减少上、下表面压差损失，保证气流完整性，以获得很好的气动效率，还要满足不同偏转角度时的外形保形要求；力学性能方面，封严结构受到非定常气动吸力作用，需保证连接区和封严区飞行过程中不发生损坏；制造加工方面，要求尽量选用成熟的材料体系，结构简洁，易加工，制造成本低。

发明内容

本发明目的

本专利的目的是提出一种能满足新一代飞机舵面缝隙气动密封功能需要的舵面封严结构。

本发明技术方案

一种全金属变厚度的舵面封严结构，用于对活动舵面1的间隙进行封严，所述上导流片10及下导流片11由导流片的圆弧部分14和导流片的连接部分13组成，其中导流片的圆弧部分14是以活动舵面转轴O为圆心的圆弧，导流片的连接部分13安装在活动舵面1的下陷区域，并与活动舵面1的外形一致；所述上封严板20及下封严板21由封严板的连接部分22和封严板的搭接部分23组成，其中封严板弧形段23在活动舵面1偏转零度情况下为带有外凸拱形的弧形结构，并与上导流片10及下导流片11搭接，封严板的连接部分22安装在主翼面2的下陷区域，并与主翼面外形一致。

所述上封严板20及下封严板21均由同一种金属材料加工而成，均由平直段201、渐变段202及预变形段203组成，所述渐变段202的厚度逐渐递减，厚度变化采用弯曲等应力设计，最厚处的厚度与平直段201厚度一致，最薄处的厚度与预变形段203厚度一致，所述预变形段203根据实际需求设置有一定的预变形量。

所述上封严板20及下封严板21为钛合金材料制成。

所述上封严板20及下封严板21的平直段201与机体结构的连接均采用埋头螺栓204，使安装后埋头螺栓204不凸出理论外形。

所述上导流片10及下导流片11为铝合金钣金成形。

本发明有益效果

本发明设计的封严结构包括封严板和导流片两部分。封严板设计为柔性体以一定预紧力与航后的导流片贴合，实现舵面偏转过程中的全程封严。导流片设计为刚性体，由平直段和圆弧段组成，圆弧段能降低控制面在偏转过程中对封严板的变形量要求，从结构设计上减小封严的变形量。