[发明专利]大型飞机增升装置中曲线滑轨-连杆机构

说明书

技术领域

本发明属于航空机械结构领域，涉及一种能够提高飞机起飞着陆气动特性的装置，具体地说，是指能让襟翼实现富勒式运动的机械结构。

背景技术

在现如今最广泛使用的增升系统中，应该提及一下所谓的富勒(Fowler)运动，如图1所示，襟翼102相对主翼101向后运动产生富勒运动量F，并偏转产生偏角δ。这种增升装置能在短时间内增加飞机升力，主要用在飞机起降过程和特殊紧急情况。富勒襟翼的主要特点是在襟翼发生偏转的同时还要产生后退，襟翼放下时不仅改变了机翼的弯度，而且同时增大了机翼的有效面积，加上缝隙对气流和机翼表面压力分布产生的影响，所以增升效果非常好。现代大型飞机多采用这种襟翼运动形式。

由富勒襟翼运动的特点可以知道，襟翼要实现这样的运动襟翼不仅要产生偏转，同时也要产生后退量。从这两点出发，实现襟翼富勒运动的典型型式有：铰链式、四连杆机构式以及滑轨滑轮架式，以及一些由这几种形式演化的机构。

但是这几种结构都不同程度的存在缺陷，具体如下：

1、铰链式，如图2所示：铰链式襟翼202通过与其相连的摇臂204绕转轴上的铰链点203作圆弧运动。这种形式的襟翼结构和运动简单。通过将铰链点203装于主翼201翼面下方可实现襟翼的富勒运动。

但是由于襟翼绕铰链点的运动是简单的圆弧运动，襟翼偏转角度小时，后退量也较小。要实现大后退量只能增大圆弧半径，但是圆弧半径加大，即摇臂加长，铰链点降低，这样会使得整流罩加深，影响气动性能。

2、四连杆机构式，图3所示为四连杆机构的机构简化图，杆301一端固连在主翼上，杆302为襟翼，其与杆301和杆303铰接，杆303的另一端固连在主翼上，杆301绕固定点旋转带动杆302运动实现舵面的富勒运动。四连杆机构运动灵活，能够很容易实现襟翼的富勒运动。

只是受连杆长度的限制，舵面运动的连杆数量较多，运动非常复杂，并且维修成本高。同铰链式存在同样的问题，机翼下方可能出现很大的鼓包而影响气动性能。

3、滑轨滑轮架式，如图4所示为直线+圆弧滑轨的滑轨滑轮架式，襟翼402与滑轮架403固连，驱动器带动丝杠405向前运动，推动滑轮架403及襟翼402沿固定在主翼401上的滑轨404运动实现襟翼运动。其中滑轨的轨迹多种多样，有圆弧、曲线、直线及直线+圆弧等多种形式。各种形式的滑轨有助于襟翼实现不同的运动来满足最佳气动性能要求。滑轨-滑轮架式，实际上是四连杆机构的一种综合和简化。直线滑轨或直线-圆弧滑轨都有较长行程的直线段，能够提供襟翼在起飞小角度运动时的大后退量，可以增加机翼面积、减小阻力，提高飞机的升阻比。

但是由于后缘襟翼所受气动载荷复杂，后缘翼载全部转化为力偶作用于滑轮架里的导轮和滑轨上，而且后导轮滚动载荷的放大系数很高，这样很容易导致磨损、失效甚至破坏，对维修和使用很不利。同时后退量大导致滑轨很长，驱动装置-丝杠也很长，并且其运动复杂，对丝杠本身的结构强度要求高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能使襟翼实现富勒式运动的机械结构。采用富勒襟翼是因为它的增升效果与其它类型襟翼相比具有很大优越性，这是因为多缝富勒襟翼在襟翼舵面偏转的同时发生较大幅度的后退，增加机翼整体弯度和机翼面积，通过缝隙气流改善附面层状况，因而得到加大的升力增量。所以本发明提供的机械结构首先要保证的就是襟翼的大幅度的后退和偏转，同时尽量避免铰链式、四连杆式以及滑轨滑轮架式机械结构的缺陷。

本发明采用的是曲线滑轨-连杆机构，襟翼连同滑块通过曲线滑轨的前段快速后退达到大后退量的目的，连杆与襟翼固连，以驱动连杆转动带动连杆偏转达到大偏角的目的。以轨道代替部分连杆避免了四连杆式和铰链式的“鼓包”问题，结构简单化。将驱动装置改为驱动支杆，也避免了丝杠面临的问题，由于本发明轨道切线在三个控制位置上与襟翼弦线严格平行，并且连杆与襟翼固连，所以复杂的后缘翼载造成的力矩部分通过连杆传递给了驱动连杆，解决了导轮受载太大这个很大的问题。

所述的大型飞机增升装置中曲线滑轨-连杆机构，包括驱动支杆、连杆、支架、滑轨、转矩传动杆和滑轮架，其中支架与机翼主翼后梁固连；驱动支杆的一端与主翼后梁的外伸端通过转矩传动杆同轴连接，另一端与连杆的一端铰接，形成转动副；连杆的另一端与襟翼固连；所述的连杆与滑轮架通过转动副铰接；滑轮架与滑轨之间存在滑动副，滑轮架可沿滑轨滑动。