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CN103129735A - 三段双折叠翼 - Google Patents

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Abstract

传统的折叠翼多采用单次折叠方式，对缩减飞行器（特别是大展弦比飞机）地面占用空间的效果有限。本发明涉及一种新型折叠翼设计，能更有效地缩减飞行器地面行驶、储放横向占用空间。本发明的三段双折叠翼分为内翼、中翼和外翼三段，通过连杆折叠机构来实现翼面两次折叠。在内翼铰链处使用扭力弹簧提供辅助力矩，改善了折叠系统的驱动性能。机翼折叠/展开运动连续平稳，翼面能实现匀速转动，控制规律简单。

Description

三段双折叠翼
技术领域:
本发明涉航空飞行器中的折叠翼设计，尤其适用于舰载机、陆空两用飞行器和飞行汽车技术领域。
技术背景：
折叠翼主要用于舰载机、导弹和无人机。目前大部分折叠翼为双段单折叠翼面，当飞行器储放时，外翼向上折起，地面横向占用空间减小。然而对于较大展弦比的飞行器及飞行汽车，翼面单次折叠后，内翼的横向尺寸仍占据较大的空间，不利于地面行驶及储放。为此，设计一种新型折叠翼来进一步缩减折叠翼飞行器地面行驶、储放占用空间。
发明内容：
本发明着眼于进一步缩减折叠翼飞行器地面行驶、储放占用空间的新型折叠翼设计。
该折叠翼分为内翼、中翼和外翼三段。机翼折叠时，中翼相对于内翼向上偏转90度，外翼相对于中翼向下偏转180度；设计采用平面连杆机构来实现机翼的两次折叠；机翼完全展开时，折叠机构埋藏于机翼内部，避免给飞行时带来附加阻力，且折叠机构未破坏机翼的外露翼面。同时采用扭转弹簧提供辅助力矩来改善折叠系统的驱动性能。
附图说明：
图1a-1c显示了根据本发明的一个实施例的三段双折叠翼的折叠方式。其中,图1a显示了机翼完全折叠时的状态，图1b显示机翼折叠运动的中间状态，图1c显示了机翼完全展开时的状态。
图2显示了根据本发明的一个实施例的三段双折叠翼的工作原理。
图3显示了根据本发明的一个实施例的辅助扭转弹簧装置的设置。
具体实施方式：
图1a-1c示意显示了根据本发明的一个实施例的三段双折叠翼的折叠方式。
图2示意显示了根据本发明的一个实施例的三段双折叠翼的工作原理。
图3显示了根据本发明的一个实施例的辅助扭转弹簧装置。
如图2所示，根据本发明的一个实施例的折叠翼包括内翼（2）、中翼（4）、外翼（8）三段翼面，其中内翼（2）与机身融合。在该实施例中，采用平面连杆机构来实现翼面的两次折叠；为了保证该平面连杆机构在机翼内有足够的运动空间，该平面连杆机构被设置在翼型最大厚度所在的平面。
此三段双折叠翼包括两个平面连杆机构，且有3个自由度，通过伺服电机或液压机构（未显示）驱动三个动力摇臂（10）、（12）和（14）来实现翼面折叠。使中翼（4）相对于内翼（2）转动的第一折叠机构（1）为平面四连杆机构，动力摇臂（14）的转动，通过连杆（13）的推拉，使中翼（4）绕内翼铰链（3）转动，折叠/展开角度为90度。使外翼（8）相对于中翼（4）转动的第二折叠机构（5）包括一个复合机构，该复合机构包括两个四连杆机构，该两个四连杆机构共用中间的三角形构件（7）。其中第一动力摇臂（10）和第二动力摇臂（12）提供的力矩大小相等，方向相反，外翼（8）在反作用力下绕中翼铰链（11）相对于中翼（4）转动，折叠/展开角度为180度。
为了保证良好的传力性能，第一和第二折叠机构（1）和（5）中的各杆件的长度，处于使得机翼折叠/展开过程中的传动角不小于40度的长度范围内。
机翼折叠/展开过程中必须协调好中翼（4）和外翼（8）转动角速度的关系。如果外翼（4）在机翼折叠过程中转速过快，或机翼展开时转速过慢，会出现翼尖（9）低于机翼下表面的情况，可能造成折叠过程中翼尖（9）触地，对机翼造成冲击。反之,外翼（8）重力力臂增大，从而需要翼根驱动装置提供更多能量来克服重力做功；如果要求折叠/展开时间比较短，在上述两种情况下外翼角速度会快速变化，引起很大瞬时角加速度，对折叠运动的平稳性造成不利影响。为了避免上述不利状况发生，取外翼（8）与中翼（4）的展向长度相等，根据四连杆机构运动规律（见机械设计手册），通过控制三个动力摇臂的角速度，使得外翼（8）与中翼（4）在折叠/展开过程中做匀速转动，且转速相等；此时，图1的折叠翼运动过程等效为对心曲柄滑块机构。
由机械设计手册可知，一般形式的平面四连杆机构，从动件与原动件的角速度关系较为复杂，实现折叠翼的匀速转动需要设计专门控制系统，对系统可靠性和成本增加造成不利影响。将平面四连杆折叠机构（1）设计成平行四边形形式，将组成折叠机构（5）的两个四连杆机构亦设计成平行四边形形式。根据平行四边形的几何性质，此时从动件和主动件的角速度相等，只要匀速驱动动力摇臂（10）、（12）和（14）匀速转动就能实现机翼折叠/展开过程是匀速转动。
由于机翼展长远比折叠机构的尺寸大，在机翼折叠运动初期和展开运动末期，重力力臂较长，动力摇臂（14）需要很大转矩才能克服重力力矩。这对动力装置提出较高要求，同时可能会带来飞行器内部使用空间和质量增加的不利影响。根据本发明的一个实施例，如图2和图3所示，采取在内翼折叠铰链（3）处设置扭转弹簧（15），其中扭转弹簧（15）的弹簧圈固定在铰链（3）上，扭转弹簧（15）的两个扭转臂分别作用在内翼（2）和中翼（4）上，且机翼处于折叠状态时，扭转弹簧（15）处于松弛状态。扭转弹簧（15）的扭转刚度越大，其提供的扭矩就越大，通过选择适当扭转刚度的扭转弹簧（15），来辅助动力摇臂（14）驱动中翼（4）转动来改善驱动性能。
本发明的优点和有效效益包括：
（1）提供了一种新型折叠翼，机翼折叠后较之传统的折叠翼，更有效地缩减了飞行器地面行驶、储放横向占用空间。对大展弦比的飞行器和飞行汽车效果尤为明显；
（2）机翼折叠机构结构简单、占用体积小、重量轻；
（3）机翼折叠/展开运动连续平稳，翼面能实现匀速转动，控制规律简单。

Claims (5)

1.三段双折叠翼，其特征在于包括：
内翼（2），
中翼（4），
外翼（8）。
2.根据权利要求1的三段双折叠翼，其特征在于进一步包括：
用于中翼（4）折叠的平面四连杆机构（1）和用于外翼（8）折叠的平面连杆复合机构（5），通过伺服电机或液压系统驱动来实现机翼的两次折叠。
3.根据权利要求2的三段双折叠翼，其特征在于
将四连杆折叠机构（1）设计成平行四边形，组成连杆折叠机构（5）的两个四连杆机构亦设计成平行四边形形式，实现折叠翼驱动规律简化。
4.根据权利要求1的三段双折叠翼，其特征在于
在内翼铰链（3）采用扭转弹簧（15）提供辅助力矩来改善折叠翼的驱动性能。
5.根据权利要求4的三段双折叠翼，其特征在于
扭转弹簧（15）的弹簧圈固定在铰链（3）上，扭转弹簧（15）的两个扭转臂分别作用在内翼（2）和中翼（4）上，
其中
当机翼处于折叠状态时，扭转弹簧（15）处于松弛状态。
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Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104121827A (zh) * 2014-07-01 2014-10-29 河南科技大学 一种可重复利用的隐身轰炸导弹
CN104176238A (zh) * 2014-08-25 2014-12-03 西北工业大学 一种高精度轻质可控伸缩翼机构
WO2015127902A1 (zh) * 2014-02-28 2015-09-03 武汉蓝天翔航空科技有限公司 飞行汽车
GB2524828A (en) * 2014-04-04 2015-10-07 Airbus Operations Ltd An aircraft comprising a foldable aerodynamic structure and a method of manufacturing a foldable aerodynamic structure for an aircraft
CN105109668A (zh) * 2015-09-23 2015-12-02 燕山大学 一种可变机翼并联机构
CN105292477A (zh) * 2015-12-02 2016-02-03 熊先泽 腕式便携伴飞自主监控无人机
CN105711811A (zh) * 2016-01-27 2016-06-29 北京航空航天大学 一种机翼折叠机构
CN107497123A (zh) * 2017-10-24 2017-12-22 王贺 遥控固定翼模型飞机旋叠式附翼构造
CN107651168A (zh) * 2017-09-30 2018-02-02 肇庆高新区国专科技有限公司 一种无人机机翼折叠机构以及折叠方法
CN107757273A (zh) * 2017-09-27 2018-03-06 北京航空航天大学 一种飞行汽车
CN107757877A (zh) * 2017-09-30 2018-03-06 肇庆高新区国专科技有限公司 一种机翼角度可调的无人机以及调节方式
CN107867251A (zh) * 2017-10-26 2018-04-03 深圳市奈士迪技术研发有限公司 一种基于物联网的无线充电效率高的智能型新能源汽车
RU2655562C1 (ru) * 2017-07-04 2018-05-28 Юрий Григорьевич Видманов Летательный аппарат с изменяемой геометрией крыльев
CN108202568A (zh) * 2016-12-16 2018-06-26 深圳光启合众科技有限公司 飞行汽车
CN109017182A (zh) * 2018-10-15 2018-12-18 西安艾尔维克航空科技有限公司 一种垂直起降机翼可折叠的飞行汽车
CN109070995A (zh) * 2016-02-01 2018-12-21 都铎克洛斯费尔特有限责任公司 一种用于摆翼的折叠梁
CN109130744A (zh) * 2018-10-13 2019-01-04 李仲鸣 一种四座飞行汽车
CN109606631A (zh) * 2018-11-22 2019-04-12 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种直线驱动双重旋转可大角度折叠的机翼折叠机构
CN109703741A (zh) * 2019-01-28 2019-05-03 中国人民解放军国防科技大学 一种基于Sarrus结构驱动的折叠变体机翼及飞行器
CN110901889A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 中国直升机设计研究所 一种变体飞行器
CN112061376A (zh) * 2020-08-24 2020-12-11 西北工业大学 一种自主定位可折叠货运滑翔机
CN112124489A (zh) * 2020-09-03 2020-12-25 武汉理工大学 一种基于折叠翼的无人地效翼船
CN112141319A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 海鹰航空通用装备有限责任公司 一种m型可变后掠折叠无人机
CN112193404A (zh) * 2020-10-13 2021-01-08 上海海事大学 一种z型折叠翼可变体飞行器
CN112407241A (zh) * 2020-12-06 2021-02-26 西安长峰机电研究所 一种旋转折叠机构
EP3805096A1 (en) 2019-10-08 2021-04-14 Volare GmbH Aircraft and folding wing system
CN113264478A (zh) * 2021-05-17 2021-08-17 和县隆盛精密机械有限公司 一种自带滚轴式伸展翼及升降平台的智能小车
CN114312182A (zh) * 2022-01-04 2022-04-12 广东汇天航空航天科技有限公司 飞行汽车
CN114556044A (zh) * 2019-09-10 2022-05-27 以P·D·格鲁申院士命名的火炬工程设计局股份公司 一种展开和锁定具有两个折叠轴的气动舵的机构

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107776871A (zh) * 2017-11-10 2018-03-09 肇庆市高新区晓靖科技有限公司 一种无人机机翼的及折叠方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022403A (en) * 1976-01-28 1977-05-10 Louis Francois Chiquet Convertible aircraft
US6619584B1 (en) * 2002-03-11 2003-09-16 Robin Haynes Road/air vehicle
CN101380999A (zh) * 2008-10-22 2009-03-11 中国航空工业空气动力研究院 风洞模型折叠变形机翼
US20090206196A1 (en) * 2008-01-23 2009-08-20 Aurora Flight Sciences Corporation Inflatable folding wings for a very high altitude aircraft
US20100019080A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-28 Terrafugia, Inc. Folding Wing Root Mechanism
US20100051742A1 (en) * 2008-07-22 2010-03-04 Terrafugia, Inc,; Folding Wing & Locking Mechanism
CN102616096A (zh) * 2012-04-24 2012-08-01 赵辉 一种折叠机翼太阳能飞行汽车
US20120280080A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 Stark Aerospace, Inc. Folding wing for aircraft

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022403A (en) * 1976-01-28 1977-05-10 Louis Francois Chiquet Convertible aircraft
US6619584B1 (en) * 2002-03-11 2003-09-16 Robin Haynes Road/air vehicle
US20090206196A1 (en) * 2008-01-23 2009-08-20 Aurora Flight Sciences Corporation Inflatable folding wings for a very high altitude aircraft
US20100019080A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-28 Terrafugia, Inc. Folding Wing Root Mechanism
US20100051742A1 (en) * 2008-07-22 2010-03-04 Terrafugia, Inc,; Folding Wing & Locking Mechanism
CN101380999A (zh) * 2008-10-22 2009-03-11 中国航空工业空气动力研究院 风洞模型折叠变形机翼
US20120280080A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 Stark Aerospace, Inc. Folding wing for aircraft
CN102616096A (zh) * 2012-04-24 2012-08-01 赵辉 一种折叠机翼太阳能飞行汽车

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015127902A1 (zh) * 2014-02-28 2015-09-03 武汉蓝天翔航空科技有限公司 飞行汽车
GB2524828A (en) * 2014-04-04 2015-10-07 Airbus Operations Ltd An aircraft comprising a foldable aerodynamic structure and a method of manufacturing a foldable aerodynamic structure for an aircraft
US10583909B2 (en) 2014-04-04 2020-03-10 Airbus Operations Limited Aircraft comprising a foldable aerodynamic structure and a method of manufacturing a foldable aerodynamic structure for an aircraft
CN104121827B (zh) * 2014-07-01 2016-08-17 河南科技大学 一种可重复利用的隐身轰炸导弹
CN104121827A (zh) * 2014-07-01 2014-10-29 河南科技大学 一种可重复利用的隐身轰炸导弹
CN104176238A (zh) * 2014-08-25 2014-12-03 西北工业大学 一种高精度轻质可控伸缩翼机构
CN105109668A (zh) * 2015-09-23 2015-12-02 燕山大学 一种可变机翼并联机构
CN105292477A (zh) * 2015-12-02 2016-02-03 熊先泽 腕式便携伴飞自主监控无人机
CN105711811B (zh) * 2016-01-27 2018-03-23 北京航空航天大学 一种机翼折叠机构
CN105711811A (zh) * 2016-01-27 2016-06-29 北京航空航天大学 一种机翼折叠机构
CN109070995A (zh) * 2016-02-01 2018-12-21 都铎克洛斯费尔特有限责任公司 一种用于摆翼的折叠梁
CN108202568A (zh) * 2016-12-16 2018-06-26 深圳光启合众科技有限公司 飞行汽车
RU2655562C1 (ru) * 2017-07-04 2018-05-28 Юрий Григорьевич Видманов Летательный аппарат с изменяемой геометрией крыльев
CN107757273A (zh) * 2017-09-27 2018-03-06 北京航空航天大学 一种飞行汽车
CN107757877A (zh) * 2017-09-30 2018-03-06 肇庆高新区国专科技有限公司 一种机翼角度可调的无人机以及调节方式
CN107651168A (zh) * 2017-09-30 2018-02-02 肇庆高新区国专科技有限公司 一种无人机机翼折叠机构以及折叠方法
CN107497123A (zh) * 2017-10-24 2017-12-22 王贺 遥控固定翼模型飞机旋叠式附翼构造
CN107867251A (zh) * 2017-10-26 2018-04-03 深圳市奈士迪技术研发有限公司 一种基于物联网的无线充电效率高的智能型新能源汽车
CN109130744A (zh) * 2018-10-13 2019-01-04 李仲鸣 一种四座飞行汽车
CN109130744B (zh) * 2018-10-13 2023-11-10 江苏长欣车辆装备有限公司 一种四座飞行汽车
CN109017182A (zh) * 2018-10-15 2018-12-18 西安艾尔维克航空科技有限公司 一种垂直起降机翼可折叠的飞行汽车
CN109606631B (zh) * 2018-11-22 2022-04-08 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种直线驱动双重旋转可大角度折叠的机翼折叠机构
CN109606631A (zh) * 2018-11-22 2019-04-12 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种直线驱动双重旋转可大角度折叠的机翼折叠机构
CN109703741A (zh) * 2019-01-28 2019-05-03 中国人民解放军国防科技大学 一种基于Sarrus结构驱动的折叠变体机翼及飞行器
CN109703741B (zh) * 2019-01-28 2020-10-20 中国人民解放军国防科技大学 一种基于Sarrus结构驱动的折叠变体机翼及飞行器
CN112141319B (zh) * 2019-06-27 2024-05-03 海鹰航空通用装备有限责任公司 一种m型可变后掠折叠无人机
CN112141319A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 海鹰航空通用装备有限责任公司 一种m型可变后掠折叠无人机
CN114556044A (zh) * 2019-09-10 2022-05-27 以P·D·格鲁申院士命名的火炬工程设计局股份公司 一种展开和锁定具有两个折叠轴的气动舵的机构
WO2021069156A1 (en) 2019-10-08 2021-04-15 Volare Gmbh Aircraft and folding wing system
EP3805096A1 (en) 2019-10-08 2021-04-14 Volare GmbH Aircraft and folding wing system
CN110901889A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 中国直升机设计研究所 一种变体飞行器
CN112061376A (zh) * 2020-08-24 2020-12-11 西北工业大学 一种自主定位可折叠货运滑翔机
CN112124489B (zh) * 2020-09-03 2021-07-20 武汉理工大学 一种基于折叠翼的无人地效翼船
CN112124489A (zh) * 2020-09-03 2020-12-25 武汉理工大学 一种基于折叠翼的无人地效翼船
CN112193404A (zh) * 2020-10-13 2021-01-08 上海海事大学 一种z型折叠翼可变体飞行器
CN112407241A (zh) * 2020-12-06 2021-02-26 西安长峰机电研究所 一种旋转折叠机构
CN112407241B (zh) * 2020-12-06 2024-06-04 西安长峰机电研究所 一种旋转折叠机构
CN113264478A (zh) * 2021-05-17 2021-08-17 和县隆盛精密机械有限公司 一种自带滚轴式伸展翼及升降平台的智能小车
CN114312182B (zh) * 2022-01-04 2023-08-22 广东汇天航空航天科技有限公司 飞行汽车
CN114312182A (zh) * 2022-01-04 2022-04-12 广东汇天航空航天科技有限公司 飞行汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN103129735B (zh) 2015-09-16

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