[发明专利]一种民用客机的机翼环形翼梢小翼

说明书

技术领域

本发明属于航空气动技术领域，具体涉及一种民用客机的机翼环形翼梢小翼。

背景技术

翼梢小翼是一种先进技术，它以增加最小结构重量的代价提高高低速升阻比和巡航效率、 降低起飞场长、增加爬升率，研究表明只要翼梢小翼翼面的曲率和翼梢小翼的安装方向与机 翼翼尖当地的气流匹配得当，可产生向内的侧向力，抑制机翼的翼尖涡，减小诱导阻力。对 于大多数运输机来说，在巡航飞行时，诱导阻力约占总阻力的40％，对节约油耗和降低飞机 的运行成本具有很大的经济价值。

目前，飞机上采用翼梢小翼、翼梢涡扩散器和翼梢帆片等翼梢装置，近年来又提出“融 合式翼梢小翼”、“螺旋式翼梢小翼”等新概念，并在减阻等方面取得了显著效果。但上述翼 梢小翼也有一些不利影响需要克服，首先，翼梢小翼本身会产生诱导阻力和形状阻力，其次， 翼梢小翼的安装会增加翼根弯矩，影响机翼的结构强度，再次，对于“螺旋式翼梢小翼”其 减阻效果最好，但结构过于复杂，安装不便，且加装翼梢小翼会使飞机颤振速度减小，影响 飞行安全。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种民用客机的机翼环形翼梢小翼，该翼梢小 翼通过吸收、融合先进的翼梢小翼气动设计思想，结合使用“环形机翼”的布局优势，可提 高翼梢小翼的减阻性能，并能够降低机翼翼根弯矩，减小机翼翼尖涡强度，缓解小翼对飞机 颤振速度的影响。

本发明提出一种民用客机的机翼环形翼梢小翼，包括外环段、内环段和过渡段；该外环 段为半环形结构，展开后为梯形结构，梯形上底为外环段梢部，梯形下底为外环段根部，梯 形左侧边为外环段前缘线，梯形右侧边作为外环段后缘线；所述的内环段也未半环形结构， 展开后为梯形结构，梯形上底作为内环段梢部，梯形下底作为内环段根部，梯形左侧边作为 内环段前缘线，梯形右侧边作为外环段后缘线，内环段稍部与外环段稍部尺寸相等。所述的 过渡段具有上下两层薄片结构，上下两层薄片的两侧边彼此连接为一体成型结构，所述的内 环段稍部与外环段稍部连接固定，内环段根部与外环段根部连接并通过铆钉铆接固定于过渡 段的上下两层薄片结构中间，使内环段和外环段连接后形成一个整体圆环结构，且内环段稍 部和内环段根部在连接时均位于整体圆环结构的内部，并将飞机机翼的翼尖也置于过渡段的 上下两层薄片结构的中间，使过渡段的上下两层薄片结构的中间顺次铆接有内环段、外环段 和飞机机翼的翼尖。

本发明提出一种民用客机的机翼环形翼梢小翼的外环段梢根比为0.20～0.30；外环段后 掠角选取为比机翼1/4弦线后掠角大15°～20°；外环段的高度为机翼半翼展长度的10％～ 12％；内环段梢根比为0.5～0.6；内环段后掠角比外环段后掠角α小9°～11°；内环段高度 较外环段高度小3.5％～4.0％；环形翼梢小翼的中央段低头角为2°～3°；环形翼梢小翼的 安装角为0°～-4°；环形翼梢小翼的倾斜角为0°～4°。

本发明具有的优点在于：

1、本发明提出一种民用客机的机翼环形翼梢小翼，该翼梢小翼与飞机机翼翼尖弦向之间 采用大曲率光滑过渡连接，即融合式翼梢小翼，保证连接部位表面光滑，减少小翼与机翼之 间的气动干涉，同时改善受力情况；

2、本发明提出一种民用客机的机翼环形翼梢小翼，翼梢小翼为环形结构，环形翼梢小翼 在相同几何机翼展长增量的情况下，较常规翼梢小翼具有更大的有效展长效果，可降低诱导 阻力；翼梢小翼两端封闭成环形，强度和刚度都大幅提高，故可减轻结构重量；环形小翼抗 扭和抗弯能力都很强，对飞机颤振速度影响小；

3、本发明提出一种民用客机的机翼环形翼梢小翼，外环段对飞机机翼翼尖拖出的强集中 涡有很好的分散作用，使其在粘性作用下强度很快减弱，其翼型为超临界翼型，可推迟小翼 分离，避免对流场产生不利影响，且可产生向内侧向力，提供额外的上升力和向前的推力； 内环段可对向内的展向流动进行遮挡；因为内环段与外环段是对称的，所以截面对称，内环 段翼型为反转的超临界翼型，产生外侧向力，可对外环段所产生的内侧向力进行调节以防止 翼梢小翼产生的弯矩过大。

附图说明

图1-A：本发明提供的一种民用客机的机翼环形翼梢小翼的主视图；

图1-B：本发明提供的一种民用客机的机翼环形翼梢小翼的右视图；

图1-C：本发明提供的一种民用客机的机翼环形翼梢小翼的俯视图；