本發(fā)明涉及航空，具體為一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼。

背景技術(shù)：

1、變形翼飛行器是一種創(chuàng)新的航空器設(shè)計(jì)，其背景技術(shù)源于對(duì)傳統(tǒng)固定翼飛機(jī)性能的改進(jìn)與優(yōu)化。傳統(tǒng)的固定翼設(shè)計(jì)雖然在多年的航空發(fā)展中起到了基礎(chǔ)作用，但在不同飛行階段(如起飛、巡航和著陸)時(shí)，翼型和翼展無法適應(yīng)各種氣動(dòng)需求，導(dǎo)致效率下降。變形翼技術(shù)通過改變翼的展長(zhǎng)、面積和后掠角等，允許飛行器在不同速度和負(fù)載條件下改善升阻比、優(yōu)化氣動(dòng)性能。因此，變形翼技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域，都展示出了極大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。

2、變形翼主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一在于飛行器高速巡航時(shí)，翼面的形態(tài)變換伴隨著外界氣動(dòng)載荷，因此對(duì)變形過程中驅(qū)動(dòng)裝置的輸出能效和響應(yīng)速度都提出了極高要求，傳統(tǒng)的基于電機(jī)、液壓等驅(qū)動(dòng)形式往往涉及復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)的重量與維護(hù)難度，且響應(yīng)速度不足以滿足某些極端任務(wù)的需要。因此現(xiàn)有變形翼系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，普遍存在驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)繁重的問題，在部分現(xiàn)有技術(shù)中，翼面變形到位后還需利用鎖定機(jī)構(gòu)完成到位鎖定，在實(shí)現(xiàn)翼面變形功能的同時(shí)也大幅占用體積并增大飛行器負(fù)重。

3、另一方面，目前已有的一些變形翼技術(shù)，雖然在一定程度上提供了翼面變展長(zhǎng)、變掠角、變面積功能，但翼面變形形式較少且翼面變形前后的展收比較低。與此同時(shí)，現(xiàn)有變形翼技術(shù)多數(shù)難以對(duì)飛行器的氣動(dòng)外形多級(jí)調(diào)控進(jìn)而適應(yīng)更加復(fù)雜的巡航空間，專利cn201810368539.0所述的一種多級(jí)伸縮翼機(jī)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠帶動(dòng)嵌套式的多層蒙皮結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)伸縮變形翼。但嵌套式的伸縮翼表面展開后成階梯狀，相鄰兩層蒙皮存在間隙，無法保證氣動(dòng)外形的連續(xù)性。

4、綜上所述，現(xiàn)有變形翼技術(shù)無法同時(shí)解決驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)裝置繁重、翼面變形展收比低以及多級(jí)變形翼面氣動(dòng)外形的連續(xù)性差等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于上述背景，本發(fā)明提出了一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

2、本發(fā)明提出了一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其具體包括第一級(jí)旋開翼、第二級(jí)旋開翼、飛行器基體和氣路控制系統(tǒng)，飛行器基體上設(shè)置有第二級(jí)旋開翼和氣路控制系統(tǒng)；第一級(jí)旋開翼一段和飛行器基體鉸接，另一端和第二級(jí)旋開翼活動(dòng)連接；第一級(jí)旋開翼包括一級(jí)翼前緣、第一翼梁、若干翼肋一和一級(jí)氣囊；一級(jí)翼前緣一端和飛行器基體鉸接，另一端和第一翼梁鉸接；第一翼梁通過若干翼肋一和第二級(jí)旋開翼活動(dòng)連接；一級(jí)翼前緣和飛行器基體之間靠近鉸接位置處設(shè)置有一級(jí)氣囊；第二級(jí)旋開翼包括二級(jí)翼前緣、第二翼梁、若干翼肋二和二級(jí)氣囊；二級(jí)翼前緣一端和飛行器基體滑動(dòng)連接，另一端和第二翼梁鉸接；第二翼梁通過若干翼肋二和飛行器基體活動(dòng)連接；飛行器基體上設(shè)置有二級(jí)氣囊，二級(jí)氣囊膨脹方向與飛行器基體平行，通過二級(jí)氣囊推動(dòng)二級(jí)翼前緣在飛行器基體上滑動(dòng)；一級(jí)氣囊和二級(jí)氣囊均和氣路控制系統(tǒng)連通。

3、更進(jìn)一步地，所述氣路控制系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣瓶，儲(chǔ)氣瓶通過不同的氣體管路和一級(jí)氣囊以及二級(jí)氣囊連通；氣體管路上設(shè)置有電磁閥。

4、更進(jìn)一步地，所述一級(jí)翼前緣中部設(shè)置有伸縮桿結(jié)構(gòu)。

5、更進(jìn)一步地，所述第二級(jí)旋開翼還包括驅(qū)動(dòng)滑塊和滑軌，滑軌設(shè)置在飛行器基體上，驅(qū)動(dòng)滑塊滑動(dòng)設(shè)置在滑軌上，二級(jí)翼前緣和驅(qū)動(dòng)滑塊鉸接。

6、更進(jìn)一步地，所述二級(jí)氣囊通過氣囊支座二設(shè)置在飛行器基體上，氣囊支座二設(shè)置于滑軌端部，通過二級(jí)氣囊推動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊。

7、更進(jìn)一步地，所述一級(jí)氣囊通過氣囊支座一設(shè)置在飛行器基體上。

8、更進(jìn)一步地，所述一級(jí)氣囊和二級(jí)氣囊的兩端均為內(nèi)凹的弧線型。

9、更進(jìn)一步地，所述一級(jí)氣囊和二級(jí)氣囊均通過兩片金屬箔焊接制成。

10、更進(jìn)一步地，所述第一級(jí)旋開翼還包括一級(jí)翼面蒙皮，一級(jí)翼面蒙皮和一級(jí)翼前緣以及第一翼梁連接。

11、更進(jìn)一步地，所述第二級(jí)旋開翼還包括二級(jí)翼面蒙皮，二級(jí)翼面蒙皮和二級(jí)翼前緣以及第二翼梁連接。

12、本發(fā)明所述的一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼的有益效果為：

13、(1)本發(fā)明所述的一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，基于金屬氣囊的驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過金屬氣囊的膨脹向連桿機(jī)構(gòu)做功從而驅(qū)動(dòng)翼面變形，對(duì)飛行器的質(zhì)量和空間占用極小，輸出功率體積比高，響應(yīng)快速，易于控制，有利于解決傳統(tǒng)變形翼驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)繁重的問題；

14、(2)本發(fā)明所述的一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，利用平行四邊形機(jī)構(gòu)與翼前緣連桿相結(jié)合的方式，提供了二級(jí)排布并能夠順序展開的變形翼結(jié)構(gòu)，展開后的各級(jí)翼面在同一水平面，結(jié)合柔性蒙皮維持了氣動(dòng)外形的連續(xù)性，飛行器具有完全折疊翼、一級(jí)旋開翼、二級(jí)旋開翼三種氣動(dòng)外形，適應(yīng)復(fù)雜多變的巡航工況；

15、(3)本發(fā)明所述的一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，同步實(shí)現(xiàn)了翼面的展長(zhǎng)、翼面積和前緣后掠角變形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，且變形展收比高。

技術(shù)特征：

1.一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：包括第一級(jí)旋開翼(1)、第二級(jí)旋開翼(2)、飛行器基體(3)和氣路控制系統(tǒng)(4)，飛行器基體(3)上設(shè)置有第二級(jí)旋開翼(2)和氣路控制系統(tǒng)(4)；第一級(jí)旋開翼(1)一段和飛行器基體(3)鉸接，另一端和第二級(jí)旋開翼(2)活動(dòng)連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述氣路控制系統(tǒng)(4)包括儲(chǔ)氣瓶(401)，儲(chǔ)氣瓶(401)通過不同的氣體管路和一級(jí)氣囊(104)以及二級(jí)氣囊(204)連通；氣體管路上設(shè)置有電磁閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述一級(jí)翼前緣(101)中部設(shè)置有伸縮桿結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述第二級(jí)旋開翼(2)還包括驅(qū)動(dòng)滑塊(206)和滑軌(207)，滑軌(207)設(shè)置在飛行器基體(3)上，驅(qū)動(dòng)滑塊(206)滑動(dòng)設(shè)置在滑軌(207)上，二級(jí)翼前緣(201)和驅(qū)動(dòng)滑塊(206)鉸接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述二級(jí)氣囊(204)通過氣囊支座二(205)設(shè)置在飛行器基體(3)上，氣囊支座二(205)設(shè)置于滑軌(207)端部，通過二級(jí)氣囊(204)推動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑塊(206)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述一級(jí)氣囊(106)通過氣囊支座一(107)設(shè)置在飛行器基體(3)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述一級(jí)氣囊(106)和二級(jí)氣囊(204)的兩端均為內(nèi)凹的弧線型。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述一級(jí)氣囊(106)和二級(jí)氣囊(204)均通過兩片金屬箔焊接制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述第一級(jí)旋開翼(1)還包括一級(jí)翼面蒙皮(106)，一級(jí)翼面蒙皮(106)和一級(jí)翼前緣(101)以及第一翼梁(102)連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，其特征在于：所述第二級(jí)旋開翼(2)還包括二級(jí)翼面蒙皮(208)，二級(jí)翼面蒙皮(208)和二級(jí)翼前緣(201)以及第二翼梁(202)連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種由金屬氣囊驅(qū)動(dòng)的二級(jí)旋開翼，涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，解決了變形翼驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)裝置繁重、翼面變形展收比低和多級(jí)變形翼面氣動(dòng)外形連續(xù)性差的問題。本發(fā)明飛行器基體上設(shè)置有第一級(jí)旋開翼、第二級(jí)旋開翼和氣路控制系統(tǒng)；第一級(jí)旋開翼的前緣端部和飛行器基體鉸接，鉸接位置設(shè)置有一級(jí)氣囊，通過一級(jí)氣囊驅(qū)動(dòng)第一級(jí)旋開翼展開，第一級(jí)旋開翼后端翼梁和第二級(jí)旋開翼活動(dòng)連接，第二級(jí)旋開翼前緣端部和滑塊鉸接，滑塊可在固定于飛行器基體上的滑軌上滑動(dòng)，二者連接位置處設(shè)置有二級(jí)氣囊，二級(jí)氣囊驅(qū)動(dòng)第二級(jí)旋開翼展開。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)飛行器的質(zhì)量和空間占用極小，通過金屬氣囊驅(qū)動(dòng)變形翼展開，輸出功率體積比高，響應(yīng)快速，易于控制。

技術(shù)研發(fā)人員：岳洪浩,楊均懿,趙勇,魏祎潼,白雪,吳淼,陳綱,楊飛,吳君,潘雪婷,杜琛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23