专利名称：百叶窗式开裂复合翼的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种飞行器机翼，特别是一种百叶窗式开裂复合翼。
背景技术：
目前，现有的各种采用螺旋桨、对转螺旋桨、旋翼或者涵道风扇等作为倾转动力装置 的垂直起降飞行器，都是把这些倾转动力装置安装在机翼的翼尖，或者连同整个机翼一起 倾转，这就造成了垂直起降时不平衡力矩非常大，极易发生失稳而导致横滚，或者是在过 渡飞行时整个机翼的迎风阻力特别大，无法顺利地过渡到平飞状态，这也是到现在为止这 类飞行器鲜有成功的最主要原因之一。所以，现有的垂直起降飞行器的机翼构型，无法满 足人们的使用需求。
发明内容
本发明的目的，是提供了一种百叶窗式开裂复合翼，它可以使飞行器在垂直起降时的 不平衡力矩，和在过渡飞行吋的机翼迎风阻力都降至最小，同时整个机翼，尤其是大翼展 的外机翼自始至终保持水平固定不动，可保证飞行器垂直起降时的稳定性以及顺利地向平 飞状态过渡，而且，也可保持机翼原有的结构强度和抗弯、抗扭能力不变，以及翼型剖面 和机翼厚度不变，即机翼原有的整体气动性能不变，从而能满足人们的使用需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的百叶窗式开裂复合翼，包括机翼主体，机翼 主体内设置主翼梁和后翼梁，主翼梁由主翼梁可倾转段和不可倾转段连接构成，机翼主体与机 体主承力构架连接，机翼主体的左右两边分别开设两个贯通空间，主翼梁可倾转段上安装两组 倾转动力装置，每个贯通空间各安装一组百叶窗式开裂复合蒙皮，百叶窗式开裂复合蒙皮由上 百叶窗式开裂复合蒙皮和下百叶窗式开裂复合蒙皮组成，上百叶窗式开裂复合蒙皮和下百叶窗 式开裂复合蒙皮分别与机翼主体连接。
为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现主翼梁可倾转段由倾转
摇臂、左主翼梁可倾转段和右主翼梁可倾转段连接构成，右主翼梁可倾转段由第二倾转梁和第 一倾转梁构成，第二倾转梁与第一倾转梁之间设置安装架，安装架上安装倾转动力装置，左主 翼梁可倾转段与右主翼梁可倾转段的形状结构完全对称，左主翼梁可倾转段的安装架上安装倾 转动力装置。第二倾转梁内设置空腔，空腔内安装传动轴，传动轴的一端与倾转动力装置连接， 另一端进入机体。机翼主体的两端分别设置外才几翼。所述的倾转动力装置是螺旋桨。机翼主 体的后部左右各安装后缘襟翼，左、右外机翼的后部各安装襟副翼，机翼上设置翼刀。
本发明的积极效果在于它设置有"百叶窗"型开裂复合翼，"百叶窗"型开裂复合翼 .的蒙皮叶片可以随着倾转动力装置的倾转而开裂或者复合。当垂直起降时，倾转动力装置 的轴心方向相对于地面垂直，这时"百叶窗"型开裂复合翼的蒙皮叶片开裂，很大一部分 下洗动力喷流穿过机翼内的贯通空间吹向下方，可大幅度提高升力效率，从而为飞行器提 供尽可能大的动升力，同时通过控制多叶片开裂复合蒙皮的偏转方向，可使飞行器实I见垂 直起降、空中悬停、悬停转向或者左右平动，以及前飞、倒飞等机动飞行，而这时整个机翼， 尤其是大翼展的外机翼仍然保持水平固定不动；向水平飞行过 度时，"百叶窗"型开裂复合 翼的蒙皮叶片又随着倾转动力装置的倾转而闭合，重新复合成完整的机翼，为飞行器提供 气动升力，可大幅度提高气动效率，这时倾转动力装置的动力喷流也吹向后方，从而完全 变成了推力器，推动飞行器水平高速飞行，可解决现有技术存在的问题。
本发明具有以下独特而优异的技术优势1、两组倾转动力装置尽可能靠近机身的纵轴 线，所以其动升力的力臂很短，相应力矩载荷就小；同时主翼梁倾转段的承力结构坚实， 且升力载荷的应力分散；2、倾转动力装置总体在机翼外边，因此尽可能地保持了机翼原有 的承力骨架结构不改变，进行开裂/复合的仅仅只是少部分蒙皮而已，所以机翼总体的抗弯 和抗扭能力依然非常强，即保持了机翼原有的结构强度不变，整体强度高、刚性大；3、倾 转动力装置总体在机翼外边，因此也尽可能地保持了机翼原有的翼型剖面和机翼厚度不改 变，从而可获得最佳的气动升力特性；4、倾转动力的升力作用线正好通过飞行器的重心，
那么在纵向方向上，重心、升力中心、及焦点的位置可以做到最佳匹配，有利于飞行器的 总体配平；5、最大程度地减小了两边倾转动力的不平衡力矩，尽可能保证飞行器垂直起降 时的横向稳定性和高速平飞时的方向稳定性；6、不限制倾转动力装置(如螺旋桨、旋翼等) 的直径，即可以超出蒙皮开裂的范围，那么就可以获得更大的动升力；7、蒙皮开裂尽可能 地减小了机翼对倾转动力下洗气流的遮挡，保证绝大部分的下洗气流都吹向下方，可大幅 度提高升力效率，从而获得尽可能大的动升力，而足够的升力是飞行器垂直起降的根本基 础；8、在垂直起降状态下，倾转动力本身可以有效地对飞行器进行飞行控制(如滚转..仰 俯控制和悬停转向等)，甚至完成前飞、倒飞等机动动作，并提供足够所需的控制力矩。这 一点极其重要，因为只有平衡稳定的飞行姿态控制，才真正使垂直起降飞行器本身成为可 能；9、垂直起降状态下通过控制多叶片开裂复合蒙皮的偏转，改变倾转动力下洗喷流的喷 射方向，即可获得矢量推力，从而使飞行器完成悬停转向或者左右平动等机动动作；10、 不限制机翼翼展的大小，使整个机翼具有大翼展的外翼段，而具有高升阻比特性的大翼展 是飞行器稳定性、安全性、经济性，及其它一些重要飞行品质的根本保障；11、大幅度地 增加了机翼的总面积，为高速平飞提供更多的升力，同时大大减少了翼载荷；12、倾转动 力下洗气流对机翼流场的影响范围被降至最小，大翼展的外翼段始终处在平滑稳定的层流 当中，因此能够获得非常稳定的升力，这在过渡飞行中尤其重要；13、倾转动力下洗气流 向下的速度很高，加上大面积的主机翼的有效阻隔，下部气流很难回流到桨盘边缘的上方， 也就形成不了危险的"涡流环"状态；14、动力传动路径短，结构设计简单、重量轻，传 动效率高；15、对传统机翼结构的继承性非常强，因此设计十分简单，且重量轻。可以看 出，这种巧妙的"百叶窗型"开裂/复合翼结构最大程度地兼顾了垂直起降和高速平飞两种 飞行状态，而由它带来的高升阻比大翼展则是亚音速飞行的基石。
图l是本发明的结构示意图，图中百叶窗式开裂复合蒙皮处于打开状态图2是本发明
的结构示意图，图中百叶窗式开裂复合蒙皮处于闭合状态；图3是图1的右视放大结构示意 图；图4是图2的右视放大结构示意图。
图中标号1-贯通空间2-螺旋桨3-机身蒙皮4-动力装置倾转作动拉杆5-第一 密封圈6-传动轴7-第二倾转梁8-第一倾转梁9-第二密封圈10-主翼梁不可倾转 段的承力接头11-外机翼12-主翼梁不可倾转段13-襟副翼14-后翼梁15-机体主 承力构架16-机翼主体17-后缘襟翼18-桨毂整流罩19-倾转摇臂20-上百叶窗式 开裂复合蒙皮21-安装架22-长桁23-翼肋24-下百叶窗式开裂复合蒙皮25-翼刀 26-加强翼肋
具体实施例方式
本发明所述的百叶窗式开裂复合翼包括机翼主体16，机翼主体16内设置主翼梁和后翼梁 14，主翼梁、后翼梁14、长桁22和翼肋23等共同连接构成主翼梁的主要承力结构，主翼梁由 主翼梁可倾转段和不可倾转段12连接构成，主翼梁可倾转段可相对不可倾转段12倾转；机翼 主体16与机体主承力构架15固定连接，机翼主体16上可对称开设两个贯通空间1，主翼梁可 倾转段上安装两组倾转动力装置，每个贯通空间1内各安装一组百叶窗式开裂复合蒙皮，百叶 窗式开裂复合蒙皮由上百叶窗式开裂复合蒙皮20和下百叶窗式开裂复合蒙皮24组成，上百叶 窗式开裂复合蒙皮20和下百叶窗式开裂复合蒙皮24分别与机翼主体16连接；所述的上百叶窗 式开裂复合蒙皮20和下百叶窗式开裂复合蒙皮24的结构可与现有的叶片式百叶窗相似或相同； 主翼梁可倾转段可与机翼主体16内的翼肋23和加强翼肋26等承力骨架结构活动连接，贯 通空间1的长桁22、后翼梁14或者翼肋23等承力骨架结构又与机翼主体16上、下表面 的，沿展向或者弦向开裂的多叶片"百叶窗"型开裂复合蒙皮进行连接。上百叶窗式开裂 复合蒙皮20和下百叶窗式开裂复合蒙皮24之间是贯通空间1，供机翼主体16外边倾转动 力装置的下洗动力喷流顺利穿过。根据不同的飞行控制要求，多叶片的"百叶窗"型开裂 复合蒙皮与长桁、后翼梁或者翼肋、加强翼肋等承力骨架结构的连接方式可以有多种，控
制多叶片开裂及偏转的方向也可以向各个方向。例如如图1和图3所示，多叶片开裂复 合蒙皮可以与长桁、后翼梁等沿展向连接，开裂及偏转的方向向机身后方或向机身前方， 或者分别向两个方向差动，这样既能够在过渡飞行时获得稳定流畅的机翼流场，产生更大 的动升力，又可以在垂直起降时进行悬停转向。或者多叶片开裂复合蒙皮与翼肋、加强翼 肋等沿弦向铰接，开裂及偏转的方向向左方或向右方，这样在垂直起降时就能够实现左右 平动。再或者是上述的连接方式和开裂及偏转方向同时都存在，从而共同提供最佳的飞行 控制品质和气动升力特性。上百叶窗式开裂复合蒙皮20和下百叶窗式开裂复合蒙皮24的
开裂和复合是通过相应的连杆机构，由机体内的人员或者控制设备等等进行操纵和控制， 可以通过连杆机构控制其打开或关闭，控制部件安装于飞行器驾驶室内。
当飞行器需要垂直起降时，如图1和图3所示，倾转动力装置相对于机翼主体16垂直， 此时，上百叶窗式开裂复合蒙皮20和下百叶窗式开裂复合蒙皮24处于打开状态，倾转动力装 置的下洗动力喷流，可以向下顺畅地穿过贯通空间1;当飞行器水平飞行时，如图2和图4 所示，倾转动力装置倾转至水平位置，此时，上百叶窗式幵裂复合蒙皮20和下百叶窗式开 裂复合蒙皮24均处于闭合状态，大幅增加了机翼所产生的气动升力。飞行器正常水平飞行， 从垂直状态过渡到7K平飞行的时间约为20-30秒钟。
如图1所示，主翼梁可倾转段可由倾转摇臂19、左主翼梁可倾转段和右主翼梁可倾转段连 接构成，右主翼梁可倾转段由第二倾转梁7和第一倾转梁8构成，第二倾转梁7与第一倾转梁8 之间设置安装架21，安装架21上安装倾转动力装置，左主翼梁可倾转段与右主翼梁可倾转段的 形状结构完全对称，左主翼梁可倾转段的安装架21上也安装倾转动力装置。倾转动力装置安 装架本身也是主翼梁可倾转段的承力结构部分，用来承受倾转动力装置产生的气动力和机 翼的升力，在它上面安装的倾转动力装置可以是螺旋桨、对转螺旋桨、旋翼或者涵道风扇 等等其中的任何一种，以及相应的减速装置等。左主翼梁可倾转段和右主翼梁可倾转段也可 以分别与两个独立的倾转摇臂以及独立的倾转作动拉杆连接，可以实现差动倾转。倾转摇臂
19安装在机体内，由机体内的人员或控制设备等通过手动拉杆或液压助力装置等进行操纵 和控制。
第二倾转梁7内设置空腔，空腔内安装传动轴6，传动轴6的一端与倾转动力装置连接，另 一端进入机体。倾转动力装置的动力来源有两种 一种是采用机体内发动机，通过传动轴6 将动力传递给倾转动力装置；第二种是倾转动力装置本身就带有发动机，此时传动轴6的
作用则是连接另一边机翼的动力装置，起到平衡左右两边动力的效果。或者是左、右两边
的倾转动力装置也可以各自完全独立工作，那么也就无需使用传动轴6来平衡左右两边的 动力，所以主翼梁可倾转段的第二倾转梁中就可以不安装有传动轴，即第二倾转梁可以改 为实心的倾转梁。
机翼主体16的两端分别设置外纟几翼11，外机翼11可增加整个机翼的面积，相应也就增 加了机翼的升力。
第二倾转梁7内的传动轴6可以起到两种作用 一是把机体内发动机的动力传递给倾 转动力装置；二是倾转动力装置本身就带有发动机，此时的作用则为连接另一边的倾转动 力装置，达到平衡左右两边动力的效果。
为使飞行器在水平飞行时正常操纵，在机翼主体16的后部左右各安装后缘襟翼17， 左、右外机翼11的后部各安装襟副翼13;机翼表面还可安装翼刀25。
本发明制作时，按上述要求加工各零部件并组装。本发明所述的技术方案并不仅仅限 于用在轻型飞行器的范围内，而是还可以广泛衍生应用于航空模型、无人机、舰载型、运 输型等等类型的垂直起降飞行器，本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
权利要求
1、百叶窗式开裂复合翼，其特征在于包括机翼主体(16)，机翼主体(16)内设置主翼梁和后翼梁(14)，主翼梁由主翼梁可倾转段和不可倾转段(12)连接构成，机翼主体(16)与机体主承力构架(15)连接，机翼主体(16)的左右两边分别开设两个贯通空间(1)，主翼梁可倾转段上安装两组倾转动力装置，每个贯通空间(1)各安装一组百叶窗式开裂复合蒙皮，百叶窗式开裂复合蒙皮由上百叶窗式开裂复合蒙皮(20)和下百叶窗式开裂复合蒙皮(24)组成，上百叶窗式开裂复合蒙皮(20)和下百叶窗式开裂复合蒙皮(24)分别与机翼主体(16)连接。
2、 根据权利要求1所述的百叶窗式开裂复合翼，其特征在于主翼梁可倾转段由倾 转摇臂(19)、左主翼梁可倾转段和右主翼梁可倾转段连接构成，右主翼梁可倾转段由第二 倾转梁(7)和第一倾转梁(8)构成，第二倾转梁(7)与第一倾转梁(8)之间设置安装 架(21)，安装架(21)上安装倾转动力装置，左主翼梁可倾转段与右主翼梁可倾转段的形 状结构完全对称，左主翼梁可倾转段的安装架(21)上安装倾转动力装置。
3、 根据权利要求2所述的百叶窗式开裂复合翼，其特征在于第二倾转梁(7)内设 置空腔，空腔内安装传动轴(6)，传动轴(6)的一端与倾转动力装置连接，另一端进入 机体。
4、 根据权利要求l、 2或3中的任一项所述的百叶窗式开裂复合翼，其特征在于机 翼主体(16)的两端分别设置外机翼(11)。
5.根据权利要求4所述的百叶窗式开裂复合翼，其特征在于所述的倾转动力装置是 螺旋桨。 ，
6、根据权利要求5所述的百叶窗式开裂复合翼，其特征在于机翼主体(16)的后 部左右各安装后缘襟翼(17)，左、右外机翼的后部各安装襟副翼(13)，机翼上设置翼 刀(25)。
全文摘要
本发明公开了一种百叶窗式开裂复合翼包括机翼主体，机翼主体内设置主翼梁和后翼梁，主翼梁由主翼梁可倾转段和不可倾转段连接构成，机翼主体与机体主承力构架连接，机翼主体的左右两边分别开设两个贯通空间，主翼梁可倾转段上安装两组倾转动力装置，每个贯通空间各安装一组百叶窗式开裂复合蒙皮，百叶窗式开裂复合蒙皮由上百叶窗式开裂复合蒙皮和下百叶窗式开裂复合蒙皮组成，上百叶窗式开裂复合蒙皮和下百叶窗式开裂复合蒙皮分别与机翼主体连接。它可以使飞行器在垂直起降时的不平衡力矩，和在过渡飞行时的机翼迎风阻力都降至最小，同时整个机翼，尤其是大翼展的外机翼自始至终保持水平固定不动，可保证飞行器垂直起降时的稳定性以及顺利地向平飞状态过渡。
文档编号B64C3/32GK101380997SQ200810158149
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者骞 穆 申请人:骞 穆