[发明专利]可变后掠翼及飞行器

说明书

本发明公开了一种可变后掠翼及飞行器。其中，可变后掠翼包括基于多连杆机构的外部连杆系统、基于曲柄滑块机构的内部连杆系统以及动力组件；外部连杆系统铰接在飞行器的机身上，用于形成机翼主体；内部连杆系统铰接在飞行器的机身上，用于保持外部连杆系统所形成的机翼主体的位姿；内部连杆系统通过至少一个中间连杆与外部连杆系统相连接，使得外部连杆系统和内部连杆系统形成为含复铰的单自由度平面多连杆结构；动力组件可驱使外部连杆系统和内部连杆系统中各连杆的位姿产生变化，并改变机翼主体的后掠角。本发明具有驱动方式简单、整体受力更为均匀的优点。

技术领域

本发明涉及一种在飞行过程中后掠角可变的可变后掠翼及飞行器。

背景技术

在飞机或其他飞行器的飞行过程中，在起飞、巡航和高速等不同飞行阶段对机翼有着不同的气动性能要求；原有的固定翼飞机已经不能满足上述要求，可变翼机构的概念应运而生；其中，可变后掠翼是其中之一。小后掠角对应大展弦比和高相对厚度，带来高升力，适合爬升；大后掠角对应小展弦比和低相对厚度，降低阻力，适合高速机动。

现有技术中的可变后掠翼主要使用平行连杆式机构，虽然机构简单，但是却需要多个平行四杆机构单元重复阵列满足机翼的面积需求，这导致机构的驱动方式将变得更为复杂，为同时驱动多个四杆机构需要在多个单元内放置驱动机构；但是驱动器的放置方向、放置数量和放置位置就成为了新的难题，这往往需要大量的仿真优化验证才能得到适宜的驱动器布置方式。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种驱动方式简单、整体受力更为均匀的可变后掠翼及飞行器。

为了实现上述主要目的，本发明第一方面提供了一种可变后掠翼，用于飞行器；可变后掠翼包括：

基于多连杆机构的外部连杆系统，铰接在飞行器的机身上，用于形成机翼主体；

基于曲柄滑块机构的内部连杆系统，铰接在飞行器的机身上，用于保持外部连杆系统所形成的机翼主体的位姿；其中，内部连杆系统通过至少一个中间连杆与外部连杆系统相连接，使得外部连杆系统和内部连杆系统形成为含复铰的单自由度平面多连杆结构；

动力组件，可驱使外部连杆系统和内部连杆系统中各连杆的位姿产生变化，并改变机翼主体的后掠角。

根据本发明的一种具体实施方式，内部连杆系统包括滑动座、第一连杆和第二连杆；滑动座设置在飞行器的机身上并可沿机身的前后方向滑动；第一连杆的一端和第二连杆的一端通过第一铰接点相铰接，第一连杆的另一端通过第二铰接点连接在机身上，第二连杆的另一端通过第三铰接点连接在滑动座上；其中，第二铰接点位于第三铰接点的前方。

根据本发明的一种具体实施方式，外部连杆单元包括依次连接的第三连杆、第四连杆和第五连杆；第三连杆的一端通过第四铰接点连接在机身上，第四连杆的一端通过第五铰接点与第三连杆的另一端相铰接，第五连杆的一端通过第六铰接点与第四连杆的另一端相铰接，第五连杆的另一端通过第七铰接点连接在滑动座上；其中，第四铰接点位于第七铰接点的前方。

根据本发明的一种具体实施方式，中间连杆的两端分别连接在第一铰接点、第六铰接点上。

根据本发明的一种具体实施方式，中间连杆的两端分别连接在第一铰接点、第五铰接点上。

根据本发明的一种具体实施方式，第二铰接点和第四铰接点相重合。

根据本发明的一种具体实施方式，第三铰接点位于第七铰接点的前方。

根据本发明的一种具体实施方式，动力组件用于驱动滑动座沿机身的前后方向滑动和/或任意一个铰接点转动。

根据本发明的一种具体实施方式，还包括柔性蒙皮，柔性蒙皮包覆在外部连杆系统所形成机翼主体的外部，并在可变后掠翼的后掠角变化时产生自适应弹性变形。