阅读说明：本技术 一种柔性可折叠机翼 (Flexible and foldable wing ) 是由 周运来 毕纪元 许奔 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种柔性可折叠机翼,属于飞行器装置技术领域。机翼基座的一侧与飞行器翼根部连接,机翼基座另一侧的前端与前缘主梁的根部转动连接,机翼基座另一侧的后端与后缘副梁的根部转动连接,折叠伺服传动系统分别与前缘主梁和后缘副梁的根部连接；前缘主梁的梢部与翼梢基座铰接,后缘副梁的梢部与翼梢基座铰接；若干机翼翼肋的两端分别与前缘主梁和后缘副梁铰接；柔性蒙皮分别包覆在机翼基座、翼梢基座、前缘主梁、后缘副梁和若干机翼翼肋外部,形成完整气动翼形。本发明能够实现飞行器机翼的高度折叠化,减少储存运输中飞行器的体积,提高飞行器的灵活性,实现飞行器的微型化。(The invention discloses a flexible and foldable wing, and belongs to the technical field of aircraft devices. One side of the wing base is connected with the root of the aircraft wing, the front end of the other side of the wing base is rotatably connected with the root of the leading edge main beam, the rear end of the other side of the wing base is rotatably connected with the root of the trailing edge auxiliary beam, and the folding servo transmission system is respectively connected with the roots of the leading edge main beam and the trailing edge auxiliary beam; the tip of the front edge main beam is hinged with the wingtip base, and the tip of the rear edge auxiliary beam is hinged with the wingtip base; two ends of a plurality of wing ribs of the wings are respectively hinged with the front edge main beam and the rear edge auxiliary beam; the flexible skin is respectively coated outside the wing base, the wing tip base, the front edge main beam, the rear edge auxiliary beam and the wing ribs of the wings to form a complete aerodynamic wing. The invention can realize the high folding of the aircraft wings, reduce the volume of the aircraft in storage and transportation, improve the flexibility of the aircraft and realize the miniaturization of the aircraft.)

一种柔性可折叠机翼

技术领域

本发明属于飞行器装置技术领域，具体涉及一种柔性可折叠机翼。

背景技术

机翼是飞行器飞行中提供升力的主要装置，其翼面积很大程度上影响着飞行器升力的大小，因此飞行器常需较大翼面积以维持飞行升力。一般飞行器采用大展弦比机翼，以提升飞行效率，但大展弦比机翼使飞行器结构空间占用量大大增加，降低了飞行器的存储运输的灵活性。

现代飞行器注重灵活化与微型化，对飞行器的体积具有严格要求，如舰载机、微型侦察无人机等，需要对其机翼进行折叠设计以减小飞行器体积。现有机翼折叠方式多为从翼展中部将机翼外端向内侧翻折，对于展弦比较小的飞行器如舰载机，该折叠方式所减小的占地空间仅为翼展的一半左右，减小占地量较少；对于展弦比较大的飞行器，该折叠方式折叠后仍有一半展长宽度，无法实现灵活化与微型化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种柔性可折叠机翼，能够实现飞行器机翼的高度折叠化，减少储存运输中飞行器的体积，提高飞行器的灵活性，实现飞行器的微型化。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种柔性可折叠机翼，包括机翼基座、翼梢基座、前缘主梁、后缘副梁、柔性蒙皮、折叠伺服传动系统和若干机翼翼肋；

机翼基座的一侧与飞行器翼根部连接，机翼基座另一侧的前端与前缘主梁的根部转动连接，机翼基座另一侧的后端与后缘副梁的根部转动连接，折叠伺服传动系统分别与前缘主梁和后缘副梁的根部连接；前缘主梁的梢部与翼梢基座铰接，后缘副梁的梢部与翼梢基座铰接；若干机翼翼肋的两端分别与前缘主梁和后缘副梁铰接；柔性蒙皮分别包覆在机翼基座、翼梢基座、前缘主梁、后缘副梁和若干机翼翼肋外部，形成完整气动翼形。

优选地，折叠伺服传动系统包括第一伺服电机、第二伺服电机、第一电机摇臂、第二电机摇臂和控制模块；第一伺服电机通过第一电机摇臂与前缘主梁的根部连接，第二伺服电机通过第二电机摇臂与后缘副梁的根部连接，第一伺服电机和第二伺服电机分别连接至控制模块，控制模块与飞行器控制中心通信连接。

进一步优选地，机翼基座内设有安放槽，第一伺服电机、第二伺服电机和控制模块均设置在安放槽内。

优选地，折叠伺服传动系统与前缘主梁和后缘副梁之间均设有转动限位机构。

优选地，前缘主梁的根部通过第一翼根转轴与机翼基座铰接，梢部通过第一翼梢转轴与翼梢基座铰接；后缘副梁的根部通过第二翼根转轴与机翼基座铰接，梢部通过第二翼梢转轴与翼梢基座铰接；机翼翼肋的前缘通过前缘翼肋转轴与前缘主梁铰接，机翼翼肋的后缘通过后缘翼肋转轴与后缘副梁铰接。

进一步优选地，第一翼根转轴、第二翼根转轴、前缘翼肋转轴、后缘翼肋转轴、第一翼梢转轴和第二翼梢转轴均为不锈钢阻尼铰链轴。

优选地，机翼基座、机翼翼肋和翼梢基座的弦长均相等。

优选地，机翼翼肋上设置有减轻孔。

优选地，机翼基座、机翼翼肋、翼梢基座、前缘主梁和后缘副梁的材质为碳纤维树脂基复合材料、7075航空铝合金或钛合金材料；柔性蒙皮的材质为丁晴橡胶。

优选地，机翼基座、机翼翼肋和翼梢基座的轮廓型线在亚音速飞行器中为层流翼型，小于亚音速的飞行器中为高升阻比低速翼型。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的一种柔性可折叠机翼，前缘主梁和后缘副梁的两端分别与机翼基座和翼梢基座转动连接，同时在前缘主梁和后缘副梁之间铰接若干机翼翼肋，使柔性蒙皮形成完整的气动翼形。通过折叠伺服传动系统控制前缘主梁和后缘副梁的根部转动，能够实现整个机翼的折叠和打开。整个机翼结构设计合理，能够实现机翼的高度折叠，大大减小飞行器体积，减少储存运输中飞行器的体积，提高了飞行器的灵活性，实现了飞行器的微型化。

进一步地，折叠伺服传动系统通过伺服电机和电机摇臂实现传动，结构简单，控制精度高，响应速度快，能够实现机翼不同后掠角飞行，从而使飞行器能适合更复杂的飞行环境。

更进一步地，机翼基座内设置的安放槽放置折叠伺服传动系统，安全可靠，不影响其它结构的布置，同时检修和维护方便。

进一步地，折叠伺服传动系统与前缘主梁和后缘副梁之间均设有转动限位机构，避免转动角度过大影响后续控制，防止结构失效。

进一步地，各铰接部位采用不锈钢阻尼铰链轴，寿命长、结构可靠，能够提高控制的稳定性。

进一步地，机翼翼肋上设置有减轻孔，在保证机翼翼肋强度下减轻整体重量，提升飞行器的灵活性。

进一步地，机翼基座、前缘主梁、后缘副梁、机翼翼肋材质为碳纤维树脂基复合材料、7075航空铝合金或钛合金材料，结构强度高，密度低，可实现结构轻量化设计；柔性蒙皮材质为丁晴橡胶，可靠性高，使用寿命长。

进一步地，机翼基座、机翼翼肋和翼梢基座的轮廓型线在亚音速飞行器中为层流翼型，小于亚音速的飞行器中为高升阻比低速翼型，能够提高飞行器的飞行效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的柔性蒙皮内部的整体结构示意图；

图3为本发明的柔性蒙皮内部的整体结构俯视示意图。

图中：1-机翼基座、2-机翼翼肋、3-翼梢基座、4-1-第一翼根转轴、4-2-第二翼根转轴、4-3-前缘翼肋转轴、4-4-后缘翼肋转轴、4-5-第一翼梢转轴、4-6-第二翼梢转轴、5-前缘主梁、6-后缘副梁、7-柔性蒙皮、8-折叠伺服传动系统、8-1-第一伺服电机、8-2-第二伺服电机、8-3-第一电机摇臂、8-4-第二电机摇臂、8-5-控制模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：

如图1、图2和图3，为本发明的柔性可折叠机翼，包括机翼基座1、翼梢基座3、前缘主梁5、后缘副梁6、柔性蒙皮7、折叠伺服传动系统8和若干机翼翼肋2；

机翼基座1的一侧与飞行器翼根部连接，机翼基座1另一侧的前端与前缘主梁5的根部转动连接，机翼基座1另一侧的后端与后缘副梁6的根部转动连接，折叠伺服传动系统8分别与前缘主梁5和后缘副梁6的根部连接；前缘主梁5的梢部与翼梢基座3铰接，后缘副梁6的梢部与翼梢基座3铰接；若干机翼翼肋2的两端分别与前缘主梁5和后缘副梁6铰接；柔性蒙皮7分别包覆在机翼基座1、翼梢基座3、前缘主梁5、后缘副梁6和若干机翼翼肋2外部，形成完整气动翼形。前缘主梁5与机翼翼型前缘相同，以保证柔性蒙皮7前缘气动外形；后缘副梁6与机翼翼型后缘相同，以保证柔性蒙皮7后缘气动外形。

在本发明的一个较优的实施例中，折叠伺服传动系统8包括第一伺服电机8-1、第二伺服电机8-2、第一电机摇臂8-3、第二电机摇臂8-4和控制模块8-5；第一伺服电机8-1通过第一电机摇臂8-3与前缘主梁5的根部连接，第二伺服电机8-2通过第二电机摇臂8-4与后缘副梁6的根部连接，第一伺服电机8-1和第二伺服电机8-2分别连接至控制模块8-5，控制模块8-5与飞行器控制中心通信连接。优选地，机翼基座1内设有安放槽，第一伺服电机8-1、第二伺服电机8-2和控制模块8-5均设置在安放槽内。

在本发明的一个较优的实施例中，折叠伺服传动系统8与前缘主梁5和后缘副梁6之间均设有转动限位机构。

在本发明的一个较优的实施例中，前缘主梁5的根部通过第一翼根转轴4-1与机翼基座1铰接，梢部通过第一翼梢转轴4-5与翼梢基座3铰接；后缘副梁6的根部通过第二翼根转轴4-2与机翼基座1铰接，梢部通过第二翼梢转轴4-6与翼梢基座3铰接；机翼翼肋2的前缘通过前缘翼肋转轴4-3与前缘主梁5铰接，机翼翼肋2的后缘通过后缘翼肋转轴4-4与后缘副梁6铰接。优选地，第一翼根转轴4-1、第二翼根转轴4-2、前缘翼肋转轴4-3、后缘翼肋转轴4-4、第一翼梢转轴4-5和第二翼梢转轴4-6均为不锈钢阻尼铰链轴。

在本发明的一个较优的实施例中，机翼基座1、机翼翼肋2和翼梢基座3的弦长均相等。

在本发明的一个较优的实施例中，机翼翼肋2上设置有减轻孔。

机翼基座1、机翼翼肋2、翼梢基座3、前缘主梁5和后缘副梁6采用低密度高强度材料，如碳纤维树脂基复合材料、7075航空铝合金或钛合金材料；柔性蒙皮7采用高弹性耐腐蚀橡胶，如丁晴橡胶。

机翼基座1、机翼翼肋2和翼梢基座3的轮廓型线在亚音速飞行器中为层流翼型，小于亚音速的飞行器中为高升阻比低速翼型。

本发明的柔性可折叠机翼在工作时：

飞行控制中心通过发送信号至控制模块8-5，控制模块8-5发送信号给第一伺服电机8-1和第二伺服电机8-2，第一伺服电机8-1和第二伺服电机8-2分别控制第一电机摇臂8-3和第二电机摇臂8-4转动，第一电机摇臂8-3和第二电机摇臂8-4连接前缘主梁5与后缘副梁6，使整个柔性传动机构转动，实现机翼的折叠与展开过程。

以上所述，仅为本发明实施方式中的部分，本发明中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。