一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构和航空飞行器的制作方法

1.本实用新型属于航空飞行器技术领域，更具体地，涉及一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构和航空飞行器。


背景技术：

2.机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。机翼的作用是产生升力，以支持飞机在空中飞行。它还起一定的稳定和操纵作用。机翼的平面形状多种多样，常用的有矩形翼、梯形翼、后掠翼、三角翼、双三角翼、箭形翼、边条翼等。目前大多数尤其大型飞机几乎都采用刚度很高的机翼作为升力主要部件。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构，该内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构摆脱目前单一3d打印技术柔性机翼，在机翼的内部嵌入翼肋以及连接支撑杆等增强刚度的结构，在实现主动控制变形的基础上保持足够的刚度，以适应更大的展弦比机翼。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构，包括：
5.骨架主梁，所述骨架主梁随形于机翼外轮廓；
6.多个翼肋，多个所述翼肋间隔设置在所述骨架主梁上；
7.多个连接支撑杆，多个连接支撑杆的两端分别与相邻的两个所述翼肋滑动连接；
8.蒙皮，所述蒙皮包裹在所述骨架主梁和所述翼肋的外侧。
9.可选地，多个所述翼肋包括依次间隔连接的第一翼肋、第二翼肋、第三翼肋、第四翼肋和第五翼肋，所述第一翼肋靠近机身。
10.可选地，多个所述连接支撑杆包括：
11.第一连接支撑杆，所述第一连接支撑杆的两端分别与所述第一翼肋和所述第二翼肋滑动连接；
12.第二连接支撑杆，所述第二连接支撑杆的两端分别与所述第二翼肋和所述第三翼肋滑动连接；
13.第三连接支撑杆，所述第三连接支撑杆的两端分别与所述第三翼肋和所述第四翼肋滑动连接；
14.第四连接支撑杆，所述第四连接支撑杆的两端分别与所述第四翼肋和所述第五翼肋滑动连接。
15.可选地，所述翼肋的侧壁设置有滑槽，所述连接支撑杆的端部滑动连接在所述滑槽内，所述连接支撑杆能够与所述滑槽配合发生1
°
扭转变形。
16.可选地，所述第一连接支撑杆的一端靠近所述第二翼肋与所述骨架主梁的连接
点，所述第一连接支撑杆的另一端远离所述第一翼肋与所述骨架主梁的连接点。
17.可选地，所述第二连接支撑杆的一端靠近所述第三翼肋与所述骨架主梁的连接点，所述第二连接支撑杆的另一端远离所述第二翼肋与所述骨架主梁的连接点。
18.可选地，所述第三连接支撑杆的一端靠近所述第三翼肋与所述骨架主梁的连接点，所述第三连接支撑杆的另一端远离所述第四翼肋与所述骨架主梁的连接点。
19.可选地，所述第四连接支撑杆的一端靠近所述第四翼肋与所述骨架主梁的连接点，所述第四连接支撑杆的另一端远离所述第五翼肋与所述骨架主梁的连接点。
20.可选地，所述蒙皮为玻璃纤维增强聚四氟乙烯蒙皮。
21.一种航空飞行器，包括上述的内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构。
22.本实用新型提供一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构，其有益效果在于：
23.1、该内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构摆脱目前单一3d打印技术柔性机翼，在机翼的内部嵌入翼肋以及连接支撑杆等增强刚度的结构，在实现主动控制变形的基础上保持足够的刚度，以适应更大的展弦比机翼。
24.2、该内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构采用玻璃纤维增强聚四氟乙烯作为机翼蒙皮，降低了采用3d打印技术的成本。
25.3、该内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构相比于刚性机翼，具有提高空战机动性、减小巡航阻力、减小机体尺寸和质量、提高颤振速度、减缓阵风和机动载荷等优点。
26.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
27.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
28.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构的结构示意图。
29.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构的滑槽的结构示意图。
30.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构的连接支撑杆的运动示意图。
31.附图标记说明：
32.1、骨架主梁；2、蒙皮；3、连接支撑杆；4、翼肋。
具体实施方式
33.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
34.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构的结构示意图；图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种内嵌可扭转骨架的柔性机
翼结构的滑槽的结构示意图；图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构的连接支撑杆的运动示意图。
35.如图1-3所示，一种内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构，包括：
36.骨架主梁1，骨架主梁1随形于机翼外轮廓；
37.多个翼肋4，多个翼肋4间隔设置在骨架主梁1上；
38.多个连接支撑杆3，多个连接支撑杆3的两端分别与相邻的两个翼肋4滑动连接；
39.蒙皮2，蒙皮2包裹在骨架主梁1和翼肋4的外侧。
40.具体的，通过骨架主梁1、多个翼肋4和多个连接支撑杆3构成机翼骨架支撑蒙皮2形成机翼，使机翼能够柔性变形，搭配主动控制技术实现机翼的扭转变形控制，提高空战机动性、减小巡航阻力、减小机体尺寸和质量、提高颤振速度、减缓阵风和机动载荷。
41.在本实施例中，多个翼肋4包括依次间隔连接的第一翼肋、第二翼肋、第三翼肋、第四翼肋和第五翼肋，第一翼肋靠近机身。
42.具体的，第一翼肋与机身连接，连接部分采用传统吊耳式连接固定。
43.在本实施例中，多个连接支撑杆3包括：
44.第一连接支撑杆，第一连接支撑杆的两端分别与第一翼肋和第二翼肋滑动连接；
45.第二连接支撑杆，第二连接支撑杆的两端分别与第二翼肋和第三翼肋滑动连接；
46.第三连接支撑杆，第三连接支撑杆的两端分别与第三翼肋和第四翼肋滑动连接；
47.第四连接支撑杆，第四连接支撑杆的两端分别与第四翼肋和第五翼肋滑动连接。
48.在本实施例中，翼肋4的侧壁设置有滑槽，连接支撑杆3的端部滑动连接在滑槽内，连接支撑杆3能够与滑槽配合发生1
°
扭转变形。
49.具体的，通过电控舵机控制连接支撑杆3的变形角度，相互协调可以改变整个机翼在飞行过程中的
±5°
的扭转角，从而实行机翼公家的小幅度调整，适应飞行需要。
50.进一步，连接支撑杆的两端为球状，滑槽为与球状相配合的弧型。
51.更进一步，机翼受外接风力受力变形或通过电控舵机控制变形，电控舵机能够设置在骨架主梁1上。
52.在本实施例中，第一连接支撑杆的一端靠近第二翼肋与骨架主梁1的连接点，第一连接支撑杆的另一端远离第一翼肋与骨架主梁1的连接点。
53.在本实施例中，第二连接支撑杆的一端靠近第三翼肋与骨架主梁1的连接点，第二连接支撑杆的另一端远离第二翼肋与骨架主梁1的连接点。
54.在本实施例中，第三连接支撑杆的一端靠近第三翼肋与骨架主梁1的连接点，第三连接支撑杆的另一端远离第四翼肋与骨架主梁1的连接点。
55.在本实施例中，第四连接支撑杆的一端靠近第四翼肋与骨架主梁1的连接点，第四连接支撑杆的另一端远离第五翼肋与骨架主梁1的连接点。具体的，连接支撑杆3的角度可随机变换，无论正反都能够通过改变支撑杆角度来控制两个翼肋尾部间距小幅变化。
56.在本实施例中，蒙皮2为玻璃纤维增强聚四氟乙烯蒙皮。
57.具体的，蒙皮2由玻璃纤维增强聚四氟乙烯制造，构成柔性机翼蒙皮2，在保证足够强度的基础上具备一定的可变形性，骨架主梁1为玻璃纤维复合材料混合金属梁，骨架主梁1贯穿固定连接各个翼肋4，增强整个机翼的刚度。
58.一种航空飞行器，包括上述的内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构。
59.本实施例内嵌可扭转骨架的柔性机翼结构使用时，以航天飞行器使用为例，在机翼内部嵌入四组翼肋4与连接支撑杆3的搭配可扭转结构，骨架主梁1贯穿固定连接各个翼肋4，通过电控舵机控制连接支撑杆的变形角度，相互协调可以改变整个机翼在飞行过程中的攻角
±5°
。
60.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。