[发明专利]一种仿生变体机翼结构

说明书

本发明公开了一种仿生变体机翼结构，以赛鸽为仿生对象，模仿赛鸽的展弦比、初级机翼和次级机翼的面积比以及起飞、巡航和突防俯冲阶段翅膀的形态，进而得到飞行器在起飞降落、巡航和突防俯冲状态下变体机翼的结构参数，该基于仿生学的变体机翼能够在不同的飞行状态下改变机翼的结构形式，满足不同飞行状态下的飞行性能的要求。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其是飞行器的机翼领域，具体为一种仿生变体机翼结构。

背景技术

现有的飞行器机翼结构布局是固定翼式的，飞行器在不同的飞行状态下飞行时，机翼的结构布局是无法改变的，主要体现在机翼的上反角和后掠角是一定值。但是在不同的飞行状态下，对飞行器的机动性和稳定性要求是不同的，机动性和稳定性的决定性因素是机翼的结构布局，所以固定翼飞行器无法在不同飞行状态下均满足飞行性能要求。

针对现有的技术问题，有必要设计一种新型飞行器机翼，解决机翼在不同的飞行状态下具有不同的形态，满足飞行要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种仿生变体机翼结构，根据自然界中鸟类的翅膀设计变体机翼，变体机翼为两段式结构，分别为初级机翼和次级机翼，在次级机翼和机身之间，次级机翼和初级机翼之间均存在两个方向的自由度，即可变上反角和后掠角。飞行过程中，针对不同的飞行状态，改变各级机翼的上反角和后掠角，达到飞行性能最佳。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种仿生变体机翼结构，其特征在于，包括两个结构相同的机翼单元，两个机翼单元对称设置在飞行器的两侧；

机翼单元包括初级机翼和次级机翼，次级机翼的一端与机身转动连接，次级机翼的另一端与初级机翼转动连接；

当飞行器在起飞或降落状态时，次级机翼的后掠角a为-32°～-28°、上反角b为28°～32°，初级机翼的后掠角a1为28°～32°、上反角b1为13°～17°；

当飞行器在巡航状态时，次级机翼的后掠角a为-7°～-3°、上反角b为-2°～2°，初级机翼的后掠角a1为-2°～2°、上反角b1为8°～12°；

飞行器在突防俯冲状态时，次级机翼的后掠角a为28°～32°、上反角b为28°～32°，初级机翼的后掠角a1为8°～12°、上反角b1为-2°～2°。

优选的，当起飞或降落状态时，所述次级机翼的后掠角a为-30°、上反角b为30°，初级机翼的后掠角a1为30°、上反角b1为15°。

优选的，当巡航状态时所述次级机翼的后掠角a为-5°、上反角b为0°，初级机翼的后掠角a1为0°、上反角b1为10°。

优选的，当突防俯冲状态时，所述次级机翼的后掠角a为30°、上反角b为30°，初级机翼的后掠角a1为10°、上反角b1为0°。

优选的，所述初级机翼和次级机翼的展弦比4:6。

优选的，所述初级机翼和次级机翼的面积比为1:2。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

该仿生变体机翼结构以赛鸽为仿生对象，包括初级机翼和次级机翼，通过对初级机翼和次级机翼各角度组合优化，进而得到飞行器在起飞降落、巡航和突防俯冲状态下变体机翼的结构参数，在起飞和降落状态下变体机翼相比于普通机翼的升阻比提高了9.1％，在巡航状态下变体机翼相对于普通机翼升阻比提高了0.67％，在突防俯冲状态下变体机翼相对于普通机翼升阻比提高了7.354％。该变体机翼能够在不同的飞行状态下切换机翼的结构形式，满足不同飞行状态下的飞行性能的要求，低飞行器控制系统的控制难度，节约燃料。

附图说明

图1为变体机翼三维模型图；