[发明专利]一种复合翼飞行器的机翼翼梁

说明书

本发明公开了一种复合翼飞行器的机翼翼梁，其包括两根水平对列设置的横向整体梁，两根横向整体梁之间设置有一个用于承载弯扭力矩的交叉式承载梁，交叉式承载梁的内部呈中空结构，交叉式承载梁的端部均与两根横向整体梁固定连接；两根横向整体梁的两端均设置有一根用于承载弯扭力矩的端部肋板，两根横向整体梁通过两根端部肋板连接固定，交叉式承载梁整体呈中空结构，大大的减轻了机翼的结构重量，同时，交叉式承载梁很大程度的提高了承载梁的抗弯扭性能，交叉式承载梁上设置有走水槽，简单且有效的解决了机翼翼梁内部存水排出的问题，增加了端部肋板能在确定一定的弯扭强度的前提下获得更轻的重量。

技术领域

本发明涉及飞行器机翼结构的技术领域，特别是涉及一种复合翼飞行器的机翼翼梁。

背景技术

目前国内外对于复合翼无人机的研究较少，对于复合翼飞机的固定翼翼梁形式的研究就更加少见。对于以蒙皮骨架作为结构形式的固定翼飞机而言：机翼翼梁是飞机的主承力结构，是飞机重要部件之一，是保证飞机优良性能的前提。翼梁作为飞机机翼的大型主受力构件，虽然在整个飞机制造中占的比重很小，但飞机翼梁特别是大型飞机的翼梁因其复杂的构造和受力情况，制造出性能优良的翼梁的技术显得至关重要。

蒙皮骨架式结构主要分为单梁式、多梁式和单块式等。蒙皮骨架式结构主要由蒙皮、翼梁、翼肋、桁条和纵墙组成。其中，梁式机翼力学性能较差，结构受力容易出现应力集中现象，材料的利用率不充分，并且对于复合翼飞机而言，机翼的梁结构需要有较好的抗弯扭的性能，这是现有的梁式结构不具备的；相对而言，在梁式结构的基础上进行改进的单块式结构较好的克服了以上的缺点，并且具有较好的抗弯扭的力学性能，但其为了获得更好的抗弯扭的性能使得机翼蒙皮过厚，增加了机翼的重量，这是一架性能优异的飞机所不能允许的。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明旨在提供了一种结构重量轻巧，具有较大的抗弯扭力学性能的复合翼飞行器的机翼翼梁。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供了一种复合翼飞行器的机翼翼梁，其包括两根水平对列设置的横向整体梁，两根横向整体梁之间设置有一个用于承载弯扭力矩的交叉式承载梁，交叉式承载梁的内部呈中空结构，交叉式承载梁的端部均与两根横向整体梁固定连接；两根横向整体梁的两端均设置有一根用于承载弯扭力矩的端部肋板，两根横向整体梁通过两根端部肋板连接固定。

本方案的基本原理为：在两根横向整体梁之间设置有交叉式承载梁和端部肋板，交叉式承载梁很大程度的提高了承载梁的抗弯扭性能，且交叉式承载梁的内部呈中空结构极大的减轻了自身重量，当复合翼飞行器在水中垂直起飞时，在飞机高度达到预定值时，由旋翼上升转为固定翼前行，此时机翼所受载荷骤然变化，产生的弯扭力矩主要有由叉型梁承载，横向梁和端部肋板提供一部分的抗弯扭力矩，保证机翼翼梁结构强度，达到满足需求，增加复合翼飞行器的飞行性能。

进一步地，作为交叉式承载梁的具体设置方式，交叉式承载梁包括两根中部交叉连接的中空矩形梁；每根中空矩形梁的头端均设置有第一连接件，每根中空矩形梁的尾端均设置有一个第二连接件，每根中空矩形梁的两端分别通过第一连接件和第二连接件与两根横向整体梁的内侧壁固定连接。第一连接和第二连接件的设置可以增加中空矩形梁与两根横向整体梁连接处的结构强度，用于提高其连接处的刚度性能。

进一步地，为了减轻中空矩形梁的自身重力，提高复合翼飞行器的飞行性能，每根中空矩形梁的侧壁上均开设有椭圆形减轻孔。

进一步地，飞行器在水中时，水会进入中空矩形梁内，为了使飞行器脱离水中后，便于排除中空矩形梁内的水，每根中空矩形梁的头端内壁高度均高于尾端内部高度，每根中空矩形梁的尾端下表面均开设有与其内部连通的走水槽。

进一步地，两根横向整体梁的横截面均呈“工”字形结构，横截面呈“工”字形结构的横向整体梁在满足减轻自身重量的同时，还可以提升受力强度，且也可以方便第一连接件和第二连接件的安装，第一连接件和第二连接件均设置于横向整体梁的内侧面的凹槽内；