CN115384757B - 襟副翼作动机构及机翼结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种襟副翼作动机构及机翼结构，该襟副翼作动机构，包括：固定支架、扰流板、襟副翼和连杆组件；其中，所述固定支架用于安装在机翼后梁上，所述扰流板位于所述襟副翼的上方；所述扰流板的第一端与所述固定支架的上端铰接，所述襟副翼的第一端与所述固定支架的下端铰接；所述连杆组件的两端分别与扰流板的第二端和襟副翼的第二端铰接，以使所述襟副翼在定轴旋转时可通过连杆组件带动扰流板同步定轴旋转。本申请解决了相关技术中襟副翼偏转后与机翼固定后缘之间自然形成的缝道会影响襟副翼的增升效果，并且襟副翼的作动机构结构复杂、可靠性差、维护成本高，难以应用于进行高频次、长时间飞行的问题。

Description

襟副翼作动机构及机翼结构

技术领域

本申请涉及机翼结构技术领域，具体而言，涉及一种襟副翼作动机构及机翼结构。

背景技术

飞机的襟副翼，既可当做襟翼使用，同时也可以作为副翼使用。当机翼两侧的襟副翼均向下偏转的时候用作襟翼，当机翼两侧的襟副翼偏转方向相反时用作副翼。

传统的飞机襟副翼，一般都做简单定轴偏转运动。当襟副翼发生偏转运动后，襟副翼与机翼后缘上翼面之间会形成缝道，对于该缝道，目前国内外普遍的做法是，偏转后的襟副翼与机翼固定后缘之间自然形成缝道。自然形成的缝道会影响到机翼后缘的气流，进而影响到襟副翼的增升效果。

并且，飞机的襟副翼作动频率非常高，单个飞行架次就要进行至少数百次作动，对其作动机构的可靠性提出了很高要求。相关技术中的襟副翼作动机构仅适用于飞行架次和飞行时长都很小的无人机领域，其作动机构结构复杂、可靠性差（存在卡阻风险）、维护成本高，难以应用于进行高频次、长时间飞行的飞机。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种襟副翼作动机构及机翼结构，以解决相关技术中襟副翼偏转后与机翼固定后缘之间自然形成的缝道会影响襟副翼的增升效果，并且襟副翼的作动机构结构复杂、可靠性差、维护成本高，难以应用于进行高频次、长时间飞行的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种襟副翼作动机构，该襟副翼作动机构，包括：固定支架、扰流板、襟副翼和连杆组件；其中，

所述固定支架用于安装在机翼后梁上，所述扰流板位于所述襟副翼的上方；

所述扰流板的第一端与所述固定支架的上端铰接，所述襟副翼的第一端与所述固定支架的下端铰接；

所述连杆组件的两端分别与扰流板的第二端和襟副翼的第二端铰接，以使所述襟副翼在定轴旋转时可通过连杆组件带动扰流板同步定轴旋转。

进一步的，连杆组件包括至少一个驱动连杆，所述驱动连杆的两端分别与扰流板的第二端和襟副翼的第二端铰接。

进一步的，连杆组件包括转接件、扰流板连杆和襟副翼连杆；

所述转接件铰接于所述固定支架的中部，所述扰流板连杆的上端与所述扰流板的第二端铰接，所述襟副翼连杆的右端与所述襟副翼铰接，所述扰流板连杆的下端与所述襟副翼连杆的左端通过同一个转轴铰接在所述转接件上。

进一步的，连杆组件包括转接件、扰流板连杆和襟副翼连杆；

所述转接件铰接于所述固定支架的中部，所述扰流板连杆的上端与所述扰流板的第二端铰接，扰流板连杆的下端与所述转接件的下端铰接；

所述襟副翼连杆的左端与所述转接件的上端铰接，襟副翼连杆的右端与襟副翼铰接。

进一步的，扰流板连杆和所述襟副翼连杆设置为异形结构。

进一步的，扰流板连杆设置为“S”形，所述襟副翼连杆设置为弧形。

进一步的，扰流板连杆包括上下分布的第一弧形部和第二弧形部，所述第一弧形部的弧度大于所述第二弧形部的弧度，所述第一弧形部为朝向所述固定支架凸出的结构，所述襟副翼与所述第一弧形部对应。

进一步的，当所述襟副翼处于旋转初始位置时，所述扰流板远离所述固定支架的一端搭接在所述襟副翼的上端。

进一步的，扰流板连杆的下端和所述襟副翼连杆的左端分别位于所述转接件的两侧。

进一步的，转接件设置为三角形，所述转接件的中部顶点与所述固定支架铰接，转接件的两端顶点分别与所述扰流板连杆和所述襟副翼连杆铰接。

根据本申请的另一方面，提供一种机翼结构，包括上述的襟副翼作动机构。

在本申请实施例中，通过设置固定支架、扰流板、襟副翼和连杆组件；其中，固定支架用于安装在机翼后梁上，扰流板位于襟副翼的上方；扰流板的第一端与固定支架的上端铰接，襟副翼的第一端与固定支架的下端铰接；连杆组件的两端分别与扰流板的第二端和襟副翼的第二端铰接，以使襟副翼在定轴旋转时可通过连杆组件带动扰流板同步定轴旋转，达到了在襟副翼上方增加了一个由连杆组件传动的扰流板，当作为襟翼使用时，扰流板改善了机翼后缘的气流，当作为副翼使用时，由连杆组件来实现襟副翼和扰流板的协同作动的目的，从而实现了使该襟副翼的增升效果较传统襟副翼有明显提升，提高了襟副翼的效率，并且采用连杆组件作为传动结构相对于传统采用导轨作为传动结构而言具备更高的可靠性和更好的维护经济性的技术效果，进而解决了相关技术中襟副翼偏转后与机翼固定后缘之间自然形成的缝道会影响襟副翼的增升效果，并且襟副翼的作动机构结构复杂、可靠性差、维护成本高，难以应用于进行高频次、长时间飞行的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的结构示意图；

图2是根据本申请实施例中襟副翼偏转0°的结构示意图；

图3是根据本申请实施例中襟副翼偏转25°的结构示意图；

图4是根据本申请实施例中襟副翼偏转30°的结构示意图；

图5是根据本申请实施例中襟副翼偏转50°的结构示意图；

其中，1固定支架，2扰流板，3襟副翼，4襟副翼连杆，5转接件，6扰流板连杆，14连杆组件，15驱动连杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

传统的飞机襟副翼，一般都做简单定轴偏转运动。当襟副翼发生偏转运动后，襟副翼与机翼后缘上翼面之间会形成缝道，对于该缝道，目前国内外普遍的做法是，偏转后的襟副翼与机翼固定后缘之间自然形成缝道。自然形成的缝道会影响到机翼后缘的气流，进而影响到襟副翼的增升效果。

并且，飞机的襟副翼作动频率非常高，单个飞行架次就要进行至少数百次作动，对其作动机构的可靠性提出了很高要求。相关技术中的襟副翼作动机构仅适用于飞行架次和飞行时长都很小的无人机领域，其作动机构结构复杂、可靠性差（存在卡阻风险）、维护成本高，难以应用于进行高频次、长时间飞行的飞机。

为解决上述技术问题，如图1至图5所示，本申请实施例提供了一种襟副翼作动机构，该襟副翼作动机构，包括：固定支架1、扰流板2、襟副翼3和连杆组件14；其中，

固定支架1用于安装在机翼后梁上，扰流板2位于襟副翼3的上方；

扰流板2的第一端与固定支架1的上端通过转轴7铰接，襟副翼3的第一端与固定支架1的下端通过转轴10铰接；

连杆组件14的一端与扰流板2的第二端铰接，另一端与襟副翼3的第二端铰接，以使襟副翼3在定轴旋转时可通过连杆组件14带动扰流板2同步定轴旋转。

在本实施例中，将气动分析得到的襟副翼3和扰流板2在不同角度时的相对位置关系作为设计目标，考虑到该作动机构处于机翼后缘，尺寸相对较薄，难以将整个作动机构完全放置于机翼内，综合考虑机翼表面附着物对机翼产生的干扰，故作动机构外露部分处于机翼下方，其余部分应埋入机翼内部。机构中的襟副翼3由舵机提供动力，以达到偏转襟副翼3的目的。

本实施例中固定支架1的左侧平面通过螺栓安装在机翼后梁，作为整个作动机构的固定件，其上轮廓位于机翼蒙皮内，下轮廓则延伸出机翼下蒙皮。扰流板2通过转轴7铰接在固定支架1的上端，襟副翼3通过转轴10铰接在固定支架1的下端，且扰流板2位于襟副翼3的上方。

襟副翼3为襟副翼支架和襟副翼端肋的一体化结构。舵机安装在机翼内前后梁之间，通过舵机推动襟副翼3转动，从而实现整个襟副翼作动机构作动。本实施例中扰流板2和襟副翼3均可绕对应的铰接轴定轴旋转，襟副翼3作为原动件可由舵机主动驱动旋转，襟副翼3与扰流板2之间通过连杆组件14连接，使得襟副翼3在定轴旋转时能够通过连杆组件14驱动扰流板2同步定轴旋转。

根据实际情况，襟副翼3的旋转角度可不同于扰流板2的旋转角度，在实际运用中襟副翼3的旋转角度会大于扰流板2的旋转角度，具体的旋转角度可根据需要来对连杆组件14的结构、位置、襟副翼3与固定支架1的连接位置、以及扰流板2与固定支架1的连接位置进行调整来实现。在本实施例中，由于扰流板2位于襟副翼3的上方，因此在襟副翼3在旋转的过程能够通过扰流板2来改善了机翼后缘的气流，其增升效果较传统襟副翼3有明显提升，提高了襟副翼3的效率。而在作动过程中，襟副翼3作为原动件通过连杆组件14驱动扰流板2运动，相对于传统导轨结构具备更高的可靠性和更好的维护经济性。

连杆组件14的结构影响扰流板2和襟副翼3的旋转角度，当应用于对扰流板2和襟副翼3旋转角度较小的环境下时，如图1所示，连杆组件14可设置为较为简单的单杆结构，即连杆组件14包括一个驱动连杆15，该驱动连杆15可为直杆结构，驱动连杆15的两端分别与扰流板2的第二端和襟副翼3的第二端通过转轴铰接。

当该作动机构应用于对扰流板2和襟副翼3旋转角度相对较大的环境下时，连杆组件14的结构相对于上述实施例需要进一步的调整，具体的，本实施例中连杆组件14包括转接件5、扰流板连杆6和襟副翼连杆4；

转接件5铰接于固定支架1的中部，扰流板连杆6的上端与扰流板2的第二端铰接，襟副翼连杆4的右端与襟副翼3铰接，扰流板连杆6的下端与襟副翼连杆4的左端通过同一个转轴铰接在转接件5上。

转接件5作为中间连接件通过转轴铰接在固定支架1的中部，襟副翼连杆4和扰流板连杆6均铰接在转接件5上且位于转接件5上的同一个位置，襟副翼3在受驱动地定轴旋转时会带动襟副翼连杆4同步旋转，从而驱动转接件5和扰流连杆动作并带动扰流板2定轴旋转。为避免扰流板连杆6和襟副翼连杆4在运动过程中的干涉，二者根据运动过程设计为非直杆的异形结构，扰流板连杆6和襟副翼连杆4可具有多种形态，只要满足运动过程互相不干涉即可。

为提高襟副翼3和扰流板2的使用范围，因此使襟副翼3和扰流板2的旋转角度范围尽可能的大，为此，如图2至图5所示，本实施例在上述连杆组件14的基础上做了进一步的改进。具体的，本实施例中的连杆组件14同样也是包括转接件5、扰流板连杆6和襟副翼连杆4；

转接件5通过转轴12铰接于固定支架1的中部，扰流板连杆6的上端与扰流板2的第二端通过转轴8铰接，扰流板连杆6的下端与转接件5的下端通过转轴11铰接；

襟副翼连杆4的左端与转接件5的上端通过转轴13铰接，襟副翼连杆4的右端与襟副翼3通过转轴9铰接。

在本实施例中连杆组件14与上述实施例中连杆组件14的区别在于，扰流板连杆6和襟副翼连杆4不再铰接于转接件5的同一个位置，而是使得扰流板连杆6铰接在转接件5的下端，而襟副翼连杆4则铰接在转接件5的上端，其均可通过转轴进行铰接。本实施例襟副翼3在受驱动地定轴旋转时会带动襟副翼连杆4同步旋转，从而驱动转接件5旋转，转接件5再控制扰流连杆动作并带动扰流板2定轴旋转。同样为避免扰流板连杆6和襟副翼连杆4在运动过程中产生干涉，二者均设置为异形结构。具体的，扰流板连杆6设置为“S”形，襟副翼连杆4设置为弧形，且扰流板连杆6的下端和襟副翼连杆4的左端分别位于转接件5的两侧。

本实施例中由于调整了扰流板连杆6和襟副翼连杆4在转接件5上的安装位置，因此使得扰流板2和襟副翼3的旋转角度可做到更大，能够应用在更多的使用环境中，使用更为灵活。

如图2至图5所示，本实施例中的作动机构在采用上述的连杆组件14时，襟副翼3和扰流板2的旋转角度为：以原动件襟副翼3本体的初始位置为0°位置，当襟副翼3本体从初始位置绕转轴逆时针转动25°时，通过襟副翼连杆4带动转接件5绕转轴逆时针转动34.7°，此时转接件5通过扰流板连杆6带动扰流板2绕转轴逆时针转动18°；当襟副翼3本体从初始位置绕转轴顺时针转动30°时，通过襟副翼连杆4带动转接件5绕转轴顺时针转动27°，此时转接件5通过扰流板连杆6带动扰流板2绕转轴顺时针转动5°；襟副翼3本体从初始位置绕转轴顺时针转动50°时，通过襟副翼连杆4带动转接件5绕转轴顺时针转动18.3°，此时转接件5通过扰流板连杆6带动扰流板2绕转轴顺时针转动4.6°。

为使扰流板连杆6和襟副翼连杆4之间不干涉的同时保证扰流板连杆6和襟副翼连杆4的稳定传动，本实施例对扰流板连杆6和襟副翼连杆4的异形结构进行进一步设计。具体的，扰流板连杆6包括上下分布的第一弧形部和第二弧形部，第一弧形部的弧度大于第二弧形部的弧度，第一弧形部为朝向固定支架1凸出的结构，襟副翼3与第一弧形部对应，第一弧形部能够为襟副翼3的旋转提供更多的空间，襟副翼连杆4的弧形为朝向上方凸出的弧形，能够在襟副翼3旋转的过程中稳定的实现力的传递。

当襟副翼3处于旋转初始位置时，扰流板2远离固定支架1的一端搭接在襟副翼3的上端，从而有利于气流的流动。为便于转接件5驱动扰流板2动作，本实施例中转接件5设置为三角形，转接件5的中部顶点与固定支架1铰接，转接件5的两端顶点分别与扰流板连杆6和襟副翼连杆4铰接。

根据本申请的另一方面，提供一种机翼结构，包括上述的襟副翼作动机构。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种襟副翼作动机构，其特征在于，包括：固定支架、扰流板、襟副翼和连杆组件；其中，

所述固定支架用于安装在机翼后梁上，所述扰流板位于所述襟副翼的上方；

所述扰流板的第一端与所述固定支架的上端铰接，所述襟副翼的第一端与所述固定支架的下端铰接；

所述连杆组件的两端分别与扰流板的第二端和襟副翼的第二端铰接，以使所述襟副翼在定轴旋转时可通过连杆组件带动扰流板同步定轴旋转；

所述连杆组件包括转接件、扰流板连杆和襟副翼连杆；

所述转接件铰接于所述固定支架的中部，所述扰流板连杆的上端与所述扰流板的第二端铰接，扰流板连杆的下端与所述转接件的下端铰接；

所述襟副翼连杆的左端与所述转接件的上端铰接，襟副翼连杆的右端与襟副翼铰接；

所述扰流板连杆设置为“S”形，所述襟副翼连杆设置为弧形；

所述扰流板连杆包括上下分布的第一弧形部和第二弧形部，所述第一弧形部的弧度大于所述第二弧形部的弧度，所述第一弧形部为朝向所述固定支架凸出的结构，所述襟副翼与所述第一弧形部对应。

2.根据权利要求1所述的襟副翼作动机构，其特征在于：当所述襟副翼处于旋转初始位置时，所述扰流板远离所述固定支架的一端搭接在所述襟副翼的上端。

3.根据权利要求2所述的襟副翼作动机构，其特征在于：所述扰流板连杆的下端和所述襟副翼连杆的左端分别位于所述转接件的两侧。

4.根据权利要求3所述的襟副翼作动机构，其特征在于：所述襟副翼和扰流板的旋转角度为：以原动件襟副翼本体的初始位置为0°位置，当襟副翼本体从初始位置绕转轴逆时针转动25°时，通过襟副翼连杆带动转接件绕转轴逆时针转动34.7°，此时转接件5通过扰流板连杆带动扰流板绕转轴逆时针转动18°；

当襟副翼本体从初始位置绕转轴顺时针转动30°时，通过襟副翼连杆带动转接件绕转轴顺时针转动27°，此时转接件通过扰流板连杆带动扰流板绕转轴顺时针转动5°；

襟副翼本体从初始位置绕转轴顺时针转动50°时，通过襟副翼连杆带动转接件绕转轴顺时针转动18.3°，此时转接件通过扰流板连杆带动扰流板绕转轴顺时针转动4.6°。

5.一种机翼结构，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的襟副翼作动机构。

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