一種半剛性充氣式自動展收機翼的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種半剛性充氣式自動展收機翼變體方案，屬于飛行器設計領域。剛性變體機翼作動機構重量大；充氣機翼結構剛度強度性能差。與剛性變體機翼方案相比，本發明采用充氣機翼(10)，結構質量輕，適合快速變形、展開；與常規的沿展向展開的充氣機翼相比，結構設計有主梁(9)，滿足了大展弦比機翼的剛度強度的要求，可提高全機升阻比；相較于傳統充氣機翼沿展向展開的方式，本方案展開方向為翼型的弦向，展開更為迅速，未充氣時，薄膜(10)緊貼主梁(9)，折疊時主梁(9)能夠完全嵌入機身(3)的保形槽(8)中；機翼的展開、收起與充氣均通過儲存于高壓氣瓶(1)中的高壓氣體來完成，簡化了方案的變體系統。
【專利說明】一種半剛性充氣式自動展收機翼
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種半剛性機翼變體方式，具體設計一種有能旋轉展開收起主梁的可弦向充氣的新型機翼，屬于飛行器設計領域。
【背景技術】
[0002]許多飛行器需要采用變體技術以適應不同的飛行、儲存狀態。在采用折疊機翼、伸縮機翼等剛性機翼變形技術時，由于機翼質量大，所需作動器體積質量大，對飛行性能影響大；常規的充氣機翼有結構剛度強度性能差等缺點:當機翼采用大展弦比構型時，在大翼載荷情況下，由于充氣機翼剛度差，造成機翼變形嚴重，大大降低氣動效率與操作能力，而為了追求較好的結構剛度，又采用增加翼型厚度的方法，這又帶來了額外的阻力；同時充氣時膨脹方向為翼展方向，展開速度慢。
【發明內容】
[0003]為了克服上述現有變體方式的不足，本發明提供了一種半剛性充氣式自動展收機翼方案。該發明通過采用加裝旋轉展開收起主梁等方式，使變體機構的重量、剛度等得到平衡。
[0004]本發明具有以下有益效果:本方案中的半剛性充氣式自動展收機翼結構設計有主梁，滿足了大展弦比機翼的剛度強度的要求，提高了升阻比，這對于提高方案的航程與航時至關重要；同時結構重量輕、作動機構質量輕，全機總重易控制；相較于傳統充氣機翼沿展向展開的方式，本方案展開方向為翼型的弦向，充氣時展開更為迅速；未充氣時，機翼薄膜緊貼翼梁，這樣就保證了折疊時翼梁能夠完全嵌入機身的保形槽中，而剛性變體方式一般會侵占較多的機體體積，對結構設計、維護等帶來問題。機翼的展收與充氣均通過高壓氣體來完成，簡化了方案的變體系統，方便了能源管理等問題，提高了方案的可行性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖1為半剛性充氣式自動展收機翼展開狀態示意圖
[0006]圖2為半剛性充氣式自動展收機翼收起狀態示意圖
[0007]圖3為半剛性充氣式自動展收機翼變體過程示意圖
[0008]圖4為半剛性充氣式自動展收機翼變體過程A-A處剖面示意圖
[0009]圖5為半剛性充氣式自動展收機翼軸測示意圖
[0010]其中:1-高壓氣瓶、2-氣泵、3-機身(局部)、4_氣源控制單元、5-活塞1、6_活塞
2、7_機翼轉點、8-機身上的保形槽、9-主梁、10-充氣機翼薄膜、11-活塞2的伸長控制氣管、12-活塞I的伸長控制氣管、13-活塞I的縮短控制氣管、14-活塞2的縮短控制氣管、15-充氣機翼充氣氣管、16-充氣機翼抽氣氣管。
【具體實施方式】[0011]下面結合附圖1-3，對本發明進行進一步詳細說明。
[0012]本發明的提出的半剛性充氣式自動展收機翼主要包含以下三個部分:半剛性充氣式機翼；作動活塞；儲氣罐、氣泵及控制管理裝置。其中活塞均為雙向充氣活塞，高壓氣瓶儲存高壓氣體，氣泵能為其補充氣體。
[0013]當半剛性充氣式自動展收機翼處于展開狀態時，充氣機翼薄膜(10)呈膨脹狀態，主梁(9)處于展開狀態，活塞I (5)處于伸長狀態，活塞2 (6)處于收縮狀態，為圖1狀態。
[0014]當要收起機翼時，氣泵(2)通過充氣機翼抽氣氣管(16)抽取處于膨脹狀態的充氣機翼薄膜(10)的空氣，使其快速收縮，同時為高壓氣瓶(I)補充氣體；氣源控制單元(4)控制高壓氣通過活塞I的伸長控制氣管(12)和活塞2的縮短控制氣管(14)向活塞I (5)、活塞2 (6)注氣，使得活塞1(5)伸長、活塞2 (6)縮短，從而將主梁繞機翼轉點(7)旋轉收容至保形槽(8)內，完成向收起狀態(圖2)的轉變。
[0015]當半剛性充氣式自動展收機翼處于收起狀態時，充氣機翼薄膜(10)呈收縮狀態，主梁(9)處于收起狀態，位于保形槽(8)內，活塞I (5)處于伸長狀態，活塞2 (6)處于狀收縮態，為圖2狀態。
[0016]當要展開機翼時，氣泵(2)為高壓氣瓶(I)補充氣體；氣源控制單元(4)控制高壓氣通過充氣機翼充氣氣管(15)為充氣機翼薄膜(10)的充氣，使其快速膨脹；通過活塞I縮短的控制氣管(13)和活塞2的伸長控制氣管(11)向活塞I (5)、活塞2 (6)注氣，使得活塞1(5)縮短、活塞2 (6)伸長，從而將主梁(9)繞機翼轉點(7)撐開至展開位置，完成向展開飛行狀態(圖1)的轉變。
[0017]展開與收起狀態的相互轉換過程示意圖見圖3。
【權利要求】
1.一種半剛性充氣式自動展收機翼，其特征在于擁有主梁(9)結構，主梁(9)連接有兩個雙向充氣活塞(5、6)，翼面為可充放氣的薄膜(10)構成，能夠通過充氣使得活塞(5、6)伸長或者縮短實現機翼快速展收。
2.根據權利要求1所述的半剛性充氣式自動展收機翼，其特征在于處于收起狀態時，充氣機翼薄膜(10)緊貼于主梁(9)上，主梁(9)收于機身(3)保形狀槽(8)內。
3.根據權利要求1所述的半剛性充氣式自動展收機翼，其特征在于整套控制系統包括高壓氣瓶(I)、氣泵(2)以及氣源控制單元(4)組成，結構簡單，易于管理。
【文檔編號】B64C1/34GK103963960SQ201410202934
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】馬東立, 李陟, 楊穆清, 孫建軍, 衣然, 喬宇航 申請人:北京航空航天大學