阅读说明：本技术 一种复合材料无人机机翼 (Composite material unmanned aerial vehicle wing ) 是由 杨帆 王荣国 蔡朝灿 徐忠海 赫晓东 刘文博 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：一种复合材料无人机机翼,包含复合材料机翼本体、扰流组件和导流机构；复合材料机翼本体包含上壳板、下壳板和骨架；上壳板与下壳板相连,上壳板和下壳板均与骨架相连,所述导流机构包含变刚度蒙皮和气动肌肉驱动器,扰流组件包含扰流板和驱动机构；扰流板布置在临近机翼后缘处,扰流板可转动地设置在上壳板上,扰流板的开口朝向机翼后缘,扰流板由布置在复合材料机翼本体内腔中的驱动机构驱动转动,位于机翼翼尖处布置有导流机构,变刚度蒙皮竖向固定在上壳板上,变刚度蒙皮内布置有两个气动肌肉驱动器,两个气动肌肉驱动器位于同一个竖直平面内呈V形布置,V形开口向下设置。本发明结构设计合理,气动效率高,升力得到有效改善,便于调节。(A composite material unmanned aerial vehicle wing comprises a composite material wing body, a turbulence assembly and a flow guide mechanism; the composite material wing body comprises an upper shell plate, a lower shell plate and a framework; the upper shell plate is connected with the lower shell plate, the upper shell plate and the lower shell plate are both connected with the framework, the flow guide mechanism comprises a variable-stiffness skin and a pneumatic muscle driver, and the flow disturbance assembly comprises a spoiler and a driving mechanism; the spoiler is arranged at the position close to the rear edge of the wing, the spoiler is rotatably arranged on the upper shell plate, the opening of the spoiler faces the rear edge of the wing, the spoiler is driven to rotate by a driving mechanism arranged in the inner cavity of the composite material wing body, a flow guide mechanism is arranged at the wing tip of the wing, the variable-stiffness skin is vertically fixed on the upper shell plate, two pneumatic muscle drivers are arranged in the variable-stiffness skin, the two pneumatic muscle drivers are arranged in a V shape in the same vertical plane, and the V-shaped opening is arranged downwards. The invention has reasonable structural design, high pneumatic efficiency, effectively improved lift force and convenient adjustment.)

一种复合材料无人机机翼

技术领域

本发明涉及一种机翼，具体涉及一种复合材料无人机机翼。

背景技术

无人机(UAV)具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。无人机通过搭载多功能传感器，可以实现影响实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。

目前，无人机的使用范围在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。无人机主要包括固定翼无人机和旋翼无人机，机翼是无人机的重要部件之一，安装在机身上，其最主要作用是产生和调整升力。由于无人机的作业环境十分恶劣，飞行的高度较高，机翼至关重要，也直接影响着气动效率。

发明内容

本发明是为克服现有技术不足，提供一种复合材料无人机机翼，该机翼结构设计合理，气动效率高，升力得到有效改善，便于调节。

本发明的技术方案是：

一种复合材料无人机机翼，包含复合材料机翼本体、扰流组件和导流机构；复合材料机翼本体包含上壳板、下壳板和骨架；上壳板与下壳板相连，上壳板和下壳板均与骨架相连，所述导流机构包含变刚度蒙皮和气动肌肉驱动器，扰流组件包含扰流板和驱动机构；

扰流板布置在临近机翼后缘处，扰流板可转动地设置在上壳板上，扰流板的开口朝向机翼后缘，扰流板由布置在复合材料机翼本体内腔中的驱动机构驱动转动，位于机翼翼尖处布置有导流机构，变刚度蒙皮竖向固定在上壳板上，变刚度蒙皮内布置有两个气动肌肉驱动器，两个气动肌肉驱动器位于同一个竖直平面内呈V形布置，V形开口向下设置。

本发明相比现有技术的有益效果是：

扰流组件的设计，可用于减小机翼的升力，增加阻力和增强滚转操纵，当通过驱动机构将两侧机翼的扰流板对称打开时，此时的作用主要是增加阻力和减小升力，从而达到减小速度、降低高度的目的，当其不对称打开时，无人机两侧的机翼升力随之不对称，使得滚转操纵功效大幅度增加，从而加速航空器滚转，气动肌肉驱动器的结构具有很好的可设计性，可以通过设计其编织网套的编织角可以得到充气伸长或者收缩的气动人工肌肉。当收缩率为正时气动肌肉充气收缩,伸长率为正时气动肌肉充气伸长，收缩式气动肌肉，由于自身结构的特性当发生弯曲变形体积变化率较大从而使其充气后弯曲刚度增大，可使得变刚度蒙皮竖向布置或朝翼尖外侧弯曲，削弱翼尖下表面气流绕流至上表面的效应，减少升力损失，有效改善机翼的性能，使得无人机的飞行更加的稳定安全。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

图1为本发明的复合材料无人机机翼的结构示意图；

图2为导流机构的剖视图；

图3为驱动机构的示意图。

具体实施方式

参见图1-2所示，一种复合材料无人机机翼，包含复合材料机翼本体1、扰流组件2和导流机构3；复合材料机翼本体1包含上壳板1-1、下壳板1-2和骨架；上壳板1-1与下壳板1-2相连，上壳板1-1和下壳板1-2均与骨架相连，所述导流机构3包含变刚度蒙皮3-1和气动肌肉驱动器3-2，扰流组件2包含扰流板2-1和驱动机构2-2；

扰流板2-1布置在临近机翼后缘处，扰流板2-1可转动地设置在上壳板1-1上，扰流板2-1的开口朝向机翼后缘，扰流板2-1由布置在复合材料机翼本体1内腔中的驱动机构驱动转动，位于机翼翼尖处布置有导流机构，变刚度蒙皮3-1竖向固定在上壳板1-1上，变刚度蒙皮3-1内布置有两个气动肌肉驱动器3-2，两个气动肌肉驱动器3-2位于同一个竖直平面内呈V形布置，V形开口向下设置。

如图1-图2所示，在一个实施例中导流机构3的数量为两个，并排或并排错位设置在上壳板1-2上，布置在靠近翼尖处的气动肌肉驱动器3-2收缩时变刚度蒙皮3-1向翼尖弯曲，两个导流机构3双重设计，削弱翼尖下表面气流绕流至上表面的效应，减少升力损失，有效改善了机翼的性能，使得无人机的飞行更加的稳定安全。

进一步地，扰流板2-1与上壳板1-1通过铰链与扭簧连接，每个铰链的轴上安装有至少一个扭簧，扭簧的两个扭臂分别固定在扰流板2-1和上壳板1-1上。

如图3所示，所述驱动机构包含电机2-21、驱动轮2-22和钢丝绳2-23；电机2-21布置在复合材料机翼本体1的内腔中，电机2-21的输出轴连接驱动轮2-22，钢丝绳2-23缠绕在驱动轮2-22的轮槽上，钢丝绳2-23的一端固定在驱动轮2-22上，另一端穿出上壳板1-1固定在扰流板2-1的中部。通常扰流板2-1的数量为二个或三个。

铰链连接使得扰流板2-1可以相对复合材料机翼本体1进行翻动，从而可以调整扰流板2-1与复合材料机翼本体1之间的角度，实现对机翼表面气流大小的调整，操作更加方便，扰流板2-1的设计，可用于减小机翼的升力，增加阻力和增强滚转操纵，当无人机两侧机翼的三个扰流板2-1对称打开时，此时的作用主要是增加阻力和减小升力，从而达到减小速度、降低高度的目的，当三个扰流板2-1不对称打开时，无人机两侧的机翼升力随之不对称，使得滚转操纵功效大幅度增加，从而加速航空器滚转，上述中，扭簧设计，使得扰流板2-1有很好的弹性，在钢丝绳拉动下扰流板2-1与上壳板1-1的夹角变小，阻力减小，钢丝绳释放时，扰流板2-1与上壳板1-1的扭簧的作用下，二者夹角变大，增加阻力和减小升力，达到减小速度、降低高度的目的，根据需要可以调节扰流板2-1和上壳板1-1之间夹角变化，实现阻力和升力的变化，适应性好。

通常，变刚度蒙皮3-1的材质为航模热缩布，复合材料机翼本体1为不锈钢骨架铝合金蒙皮结构。强度大，稳定性好。复合材料机翼本体1的材质为纤维增强复合材料。纤维增强复合材料具有轻质、高刚度、高韧性和可设计性等特性，大大减轻了重量，可选地，复合材料机翼本体1为的材质为碳纤维增强复合材料或者芳纶纤维增强复合材料。

复合材料机翼本体1的翼根侧面安装有对接装置4，对接装置4与无人机机身固连。连接可靠，使用方便。所述复合材料机翼本体1的下壳板1-1上设置有舱门。便于操作人员对机翼本体1内部的零件进行安装和维修。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。