一种弯曲变后掠机翼的组合蒙皮

1.本发明涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及一种可以用在弯曲变后掠机翼上的组合蒙皮。


背景技术：

2.本节介绍可有助于更好地理解本公开的方面。因此，本节的陈述应以此方式阅读，并且不应被理解为承认什么内容在现有技术中或什么内容没有在现有技术中。
3.为了满足飞行任务中可能遇到的复杂多变的工作状况，设计者们开始尝试在机身上安装弯曲变后掠机翼，使其在不同环境条件下达到最佳气动布局。为了完成这一目的，需要解决的两个主要问题分别是变后略骨架的设计和制造以及机翼蒙皮的设计与安装。
4.如何改善蒙皮的安装设计，使其在承受飞行气动载荷的同时降低对机翼骨架的影响，并且能满足各种幅度的机翼后掠角变形是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.提供该发明内容是为了以简化形式介绍概念的选择，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。该发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
6.本发明的目的在于提供一种弯曲变后掠机翼组合蒙皮，以解决现有技术中存在的骨架受严重影响、变形能力不足等问题。
7.本发明的实施例提供了一种弯曲变后掠机翼的组合蒙皮。该组合蒙皮包括：第一蒙皮部分，第二蒙皮部分。第一蒙皮部分安装在从机翼主梁到机翼前缘的部分；第二蒙皮部分安装在从机翼主梁到机翼后缘的部分。第一蒙皮部分是一体的结构。第二蒙皮部分包括多个带；多个带的长度方向沿着机身方向；多个带在翼展方向上层叠设置。
8.本发明的实施例中，在多个带的至少一个后缘，设置有后缘金属板。在机翼的骨架后缘，设置磁铁安装槽，用于放置磁铁。磁铁用于对于后缘金属板产生吸引力。
9.本发明的实施例中，第一蒙皮部分是弹性蒙皮，包含硅橡胶薄膜。第二蒙皮部分是刚性蒙皮，包含聚酰亚胺薄膜。
10.本发明的实施例中，多个带包括起始带，以及多个搭接带。起始带的对称轴与机翼骨架上靠近中心的起使肋重合并固连。多个搭接带的一个的一条边固连在肋条重合并固连，搭接带的另一条边搭盖在另一个带上。
11.本发明的实施例中，另一个带相比于多个搭接带中的一个更加靠近起始肋。
12.本发明的有益效果为：
13.1、组合蒙皮变形能力强，适用范围广，在实际使用中曾成功实现了90度机翼变形。
14.2、组合蒙皮中的刚性蒙皮有效避免了在收缩侧使用弹性蒙皮时需要预拉伸的问题，几乎不会对骨架产生影响。
15.3、组合蒙皮材料轻巧、结构简单、安装方便，在应用于小型无人机时，即使用502粘
合剂也能很好的将其与骨架连接。
16.4、组合蒙皮材料易得、造价低廉，尤其适用于小型无人机弯曲变后掠机翼。
附图说明
17.本公开本身、优选的使用方式和进一步的目的在结合附图阅读时通过参考以下实施例的详细描述得到最好的理解。
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的组合蒙皮的甲片式搭接的刚性蒙皮的示意图；
20.图2为本发明实施例提供的弹性蒙皮的示意图
21.图3为本发明实施例提供的组合蒙皮的磁铁安装槽的三维图。
22.图4为本发明实施例提供的组合蒙皮的金属板组件与刚性搭接蒙皮连接状态的俯视图；
23.图5为本发明实施例提供的弯曲变后掠机翼骨架的俯视图。
24.附图标记：
25.1-后端金属板；2-搭接带；3-起始带；4-弹性蒙皮；5-限位块；6-肋条；7-磁铁安装槽；8-翼根肋条；9-翼梢肋条；10-起始肋；11-骨架主梁。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.为了满足飞行任务中可能遇到的复杂多变的工作状况，设计者们开始尝试在机身上安装弯曲变后掠机翼，使其在不同环境条件下达到最佳气动布局。为了完成这一目的，需要解决的两个主要问题分别是变后略骨架的设计和制造以及机翼蒙皮的设计与安装。
30.目前采用较多的方法是：将弹性材料预拉伸后安装在整个弯曲变后掠骨架上形成弹性蒙皮。此方法原理简单，即利用弹性材料自身的变形能力适应机翼发生的后掠角变化，
以保证蒙皮在任何变后掠状态下都基本完整。
31.然而，上述技术方案存在的问题是：实际飞行中，弹性蒙皮在承受气动载荷时会产生变形，从而影响机翼气动性能。为了减小变形，必需增加弹性材料的厚度或更换弹性系数更大的蒙皮，而这会对骨架本身产生极大影响，严重时甚至会使骨架局部发生破坏；另一方面，弹性材料的变形存在极限，安装在后掠角变形幅度超过60度的机翼上时容易超过材料弹性极限，难以保证结构的完整与功能的实现。
32.所以，如何改善蒙皮的安装设计，使其在承受飞行气动载荷的同时降低对机翼骨架的影响，并且能满足各种幅度的机翼后掠角变形是本领域技术人员亟待解决的问题。
33.本发明的示例性实施例提供了一种弯曲变后掠机翼组合蒙皮。
34.图1为本发明实施例提供的组合蒙皮的甲片式搭接的刚性蒙皮的示意图；图2为本发明实施例提供的弹性蒙皮的示意图；图3为本发明实施例提供的组合蒙皮的磁铁安装槽的三维图；图4为本发明实施例提供的组合蒙皮的金属板组件与刚性搭接蒙皮连接状态的俯视图；图5为本发明实施例提供的弯曲变后掠机翼骨架的俯视图。
35.如图1～5所示，组合蒙皮包括弹性蒙皮4、刚性搭接蒙皮(包括后缘(后端)金属板1、搭接带2、起始带3)，以及与刚性搭接蒙皮相配合的设置于机翼骨架的磁铁安装槽7与微型钕磁铁。具体的，所述弹性蒙皮4安装于骨架主梁11前端(即，覆盖从骨架主梁11至机翼前缘的部分)；所述刚性搭接蒙皮安装于骨架主梁11后端(即，覆盖从骨架主梁11至机翼后缘的部分)；所述磁铁安装槽7与骨架一同制造，磁铁安装于槽中；所述后缘金属板1安装在刚性搭接蒙皮的后端，与磁铁安装槽7中的微型钕磁铁产生吸引力。
36.本发明提供的组合蒙皮，能够较好的解决现有技术中的蒙皮存在的严重影响骨架、变形能力不足等等问题：首先，组合蒙皮变形能力强，适用范围广，在实际使用中曾成功实现了90度机翼变形。其次，组合蒙皮中的刚性蒙皮有效避免了在收缩侧使用弹性蒙皮时需要预拉伸的问题，几乎不会对骨架产生影响。再次，组合蒙皮材料轻巧、结构简单、安装方便，在应用于小型无人机时，即使用502粘合剂也能很好的将其与骨架连接。最后，组合蒙皮材料易得、造价低廉，尤其适用于小型无人机弯曲变后掠机翼。
37.在上述实施例的基础上，进一步地，弹性蒙皮4为硅橡胶薄膜，刚性搭接蒙皮为聚酰亚胺薄膜。该方案的技术效果在于：首先，上述材料加工性能好，能有效且方便的安装于各种弯曲变后掠机翼上；其次，上述材料性质稳定，鲜与其它物质发生反应，为不同的安装手段提供了极大便利；第三，上述材料成本低廉、购买方便，有利于迅速成型，经济实惠；第四，上述材料密度低、质量轻，适合用于制造飞行器部件。
38.进一步，所述弹性蒙皮4与刚性蒙皮以主梁11为分界线，弹性蒙皮4安装于主梁11靠近机翼前缘(即，朝向机头方向)的部分(以下称为“拉伸侧”)，刚性蒙皮安装于机翼主梁11靠近后缘(即，朝向机尾方向)的部分(以下称为“收缩侧”)。该方案的技术效果在于：弹性蒙皮4易于拉伸变形而几乎无法收缩变形，刚性搭接蒙皮易于收缩变形但无法拉伸变形。弯曲变后掠机翼发生变化时，拉伸侧机翼孤长逐渐增加，收缩侧机翼孤长逐渐降低，主梁长度基本不变，可视为拉伸侧与收缩侧的分界。以此为界布置两种蒙皮，有利于机翼外形的完整与功能的实现。
39.进一步，所述弹性蒙皮按机翼形状尺寸加工完成后可直接安装在机翼拉伸侧。该方案的技术效果在于：直接安装工序简便、效果可靠。所述刚性搭接蒙皮仿照古代盔甲上甲
片的形式层叠安装在机翼上，安装步骤如下：第一步，选取机翼骨架上靠近中心的肋条，确定其为刚性搭接蒙皮的“起使肋10”，将聚酰亚胺加工成宽度略大于肋条间距两倍、长度为主梁到机翼后缘距离的条带(下面称为“起始带3”)，使条带的对称轴与起始肋10重合并将二者固连；第二步，将聚酰亚胺加工成长度与起始带3相同，宽度略大于肋条间距的长条(下面称为“搭接带2”)，将搭接带2的一条边与和起始肋10相邻的肋条重合并将二者固连，搭接带2的另一条边搭盖在起始带上而不做任何加工；第三部，重复第二步，从起始肋10开始向翼根、翼梢两个方向分别在肋条上固连搭接带2，直到搭接带2与翼根、翼梢肋条8、9固连。该方案的技术效果在于：通过在收缩侧仿照古代盔甲上甲片的形式层叠安装聚酰亚胺片，保证机翼在弯曲变后掠时刚性蒙皮不会发生破坏或变形，并保证了蒙皮的密封完整性。
40.进一步，所述后缘金属板1安装在聚酰亚胺条带上靠近机翼后缘的部分；所述磁铁与金属板在机翼后缘相互吸引固定条带末端。该方案的技术效果在于：安装在条带末端的金属板与骨架上磁铁安装槽7内的微型钕磁铁相互吸引，约束聚酰亚胺条带末端，以保证聚酰亚胺条带末端在飞行中不会因为气流扰动发生颤振现象，保证蒙皮的密封与机翼气动性能。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。