雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置的製作方法
2023-06-04 04:58:16
專利名稱：雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於航空結構領域，具體涉及一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置。
背景技術：
襟翼在各種飛機上普遍應用，它可以在短時間內增加飛機升力，主要用在飛機起 降過程和特殊緊急情況。多縫富勒襟翼在襟翼舵面偏轉的同時發生較大幅度的後退，增加 機翼整體彎度和機翼面積，通過縫隙氣流改善附面層狀況，因而得到加大的升力增量。它 的增升效果與其它類型襟翼相比具有很大優越性，已經在國外許多大中型運輸機上得到應 用，而且國外對我國在這一領域進行嚴格的技術封鎖。在國內，由於運輸機研製發展相對落 後，富勒襟翼運動機構這一領域的自主研究尚屬空白。目前國內航空業的發展對大型運輸 機的需求變得越來越緊迫，而研製大型運輸機的關鍵技術之一——富勒襟翼運動機構的設 計方法必須得到解決。一種最基本的空間剛體引導機構為RSSR機構，如圖1所示它是最簡單的空間剛 體引導機構之一，分析可知機構的自由度數為2，杆L2具有1個局部自由度，總的機構自由 度數，仍為1，決定整個機構狀態的一個參數是杆L1或者杆L3的轉角。且兩個轉角的關係 是一一對應的，二者可用三角數表示。由圖1可知杆L2為一個軸對稱剛體，顯然襟翼不是 一個軸對稱剛體，為了使杆L2能夠準確代替後緣襟翼的運動，將原機構中一個球鉸副用兩 個旋轉副替換，如圖2所示上圖所示機構於RSSR機構運動形式完全相同，只是取消了一個 局部自由度。此機構已經可以作為襟翼引導機構。但是這種形式兩個旋轉軸通過兩桿交於 一點，這在實際工程應用很難實現。所以參考B737飛機後緣襟翼主襟翼運動機構對該機構 進行進一步改進。改進機構如圖3所示分析上圖所示運動機構，它由5個活動的連杆及6 個轉動副組成。且如果我們放開F點沿該處旋轉軸方向的滑動，它也不會產生該方向的運 動。所以其自由度為F = 6X5-6X5+1 = 1由此可知該機構有唯一確定的運動，當該機構應用於襟翼引導機構時，應使得 AB//FC。由富勒襟翼運動的特點可以知道，襟翼要實現這樣的運動襟翼不僅要產生偏轉， 同時也要產生後退量。通常可以通過兩種方法實現這一運動。第一種方法將襟翼旋轉軸布 置於翼面下方一定距離處，此時襟翼的大半徑圓弧運動即可產生足夠的後退量。另一種方 法是將襟翼旋轉軸置於襟翼安裝點前方一定距離，使其先完成後退運動再完成向下偏轉運 動。從這兩點出發，實現襟翼富勒運動的具體型式有鉸鏈式、四連杆機構式以及滑軌滑輪架式。現有的三種福勒襟翼機構有它們的優點，但有些不足之處圓弧滑軌的優點是結構簡單，但是滑輪架在其上運動不容易發生卡滯。但是由於 只有一個半徑，相當於圖三機構中，ab、CF杆的尺寸確定，只能引導襟翼準確到達兩個站位。
非圓弧滑軌一般為直線+弧線滑軌，這種滑軌的半徑可變，所以可以使襟翼在到 達所要求的三個站位，但是由於其軌道形狀複雜容易發生卡滯。螺旋線滑軌能很好的實現各位置的空間引導，但是其加工複雜，成本很高，只被少 數機型採用。
發明內容
本發明的目的是提供一種能使襟翼實現富勒式運動的機械結構。富勒襟翼的主要 特點是在襟翼發生偏轉的同時還要產生後退，襟翼放下時不僅改變了機翼的彎度，而且同 時增大了機翼的有效面積，加上縫隙對氣流和機翼表面壓力分布產生的影響，所以增升效 果非常好。本發明的一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置，包括雙圓弧滑軌、滑輪、託 架和襟翼；襟翼下方連接託架，託架連接滑輪，滑輪位於雙圓弧滑軌中滑軌槽中，使得雙圓弧 滑軌能夠在滑輪上滑動；雙圓弧滑軌包括連接件、第一圓弧滑軌段、直線段滑軌段、第二圓 弧滑軌段和滑軌槽，連接件用於雙圓弧滑軌與飛機的機翼進行連接，連接件、第一圓弧滑軌 段、直線段滑軌段、第二圓弧滑軌段順序連接，形成具有雙圓弧的滑軌，滑軌中間開有滑軌 槽，直線段滑軌段用來光滑過渡第一圓弧滑軌段和第二圓弧滑軌段本發明的優點在於(1)襟翼後退量大，偏角大。襟翼的位置由滑軌決定，在有限的空間內相對於其他 機構能實現較大的後退量和偏角，提高飛機在起飛和降落時的升阻比。(2)起飛著落兩個位置分別在兩個圓弧軌道上，因此互不幹擾。(3)設計簡單，滑軌的設計數據直接來源於飛機起飛降落時襟翼的幾個位置形成 的軌跡，不像四連杆機構還得進行複雜的計算和設計，簡化了四連杆機構，結構緊湊，整流 罩面積小。
圖1是背景技術的RSSR機構示意圖；圖2是背景技術的RSSR改進機構示意圖；圖3是背景技術的跟據B737改進後襟翼運動機構簡圖；圖4是本發明的結構示意圖；圖5是本發明的雙圓弧滑軌結構示意圖；圖6是本發明的襟翼收起狀態；圖7是本發明的飛機起飛時襟翼的位置；圖8是本發明的飛機降落時襟翼的位置。圖中1為滑軌，2為滑輪，3為託架，4為襟翼，100為連接件，101為第一圓弧滑軌段，102 為直線段滑軌段，103為第二圓弧滑軌段，104為滑軌槽。
具體實施例方式下面將結合附圖和實施實例對本發明作進一步的詳細說明。本發明的一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置，利用滑軌進行引導，襟翼 能運動到氣動所要求達到的三個位置而不發生卡滯，如圖4所示，所述裝置包括雙圓弧滑 軌1、滑輪2、託架3和襟翼4。雙圓弧滑軌1如圖5所示，包括連接件100、第一圓弧滑軌段101、直線段滑軌段 102、第二圓弧滑軌段103和滑軌槽104，連接件100用於雙圓弧滑軌1與飛機的機翼進行連 接，連接件100、第一圓弧滑軌段101、直線段滑軌段102、第二圓弧滑軌段103順序連接，形 成具有雙圓弧的滑軌，滑軌中間開有滑軌槽104。直線段滑軌段102用來光滑過渡第一圓弧 滑軌段101和第二圓弧滑軌段103。襟翼4下方連接託架3，託架3連接滑輪2，滑輪2位於滑軌槽104中，使得雙圓弧 滑軌滑軌1能夠在滑輪2上滑動。本發明的雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置，主要是由雙圓弧滑軌1控制襟 翼4運動過程的3個位置狀態，為收起狀態、起飛狀態、降落狀態。收起狀態如圖6所示，此時襟翼的處在收起位置，襟翼的偏角為0度，為位置A。起飛狀態如圖7所示，起飛狀態為機翼的升阻比最大時襟翼4的位置，此時襟翼的 偏角增大，福勒運動量隨著增大，為位置B。降落狀態如圖8所示，降落狀態為機翼的升力和阻力都最大時襟翼4的位置，此時 襟翼位置達到極限狀態，襟翼偏角和福勒運動量都達到最大，為位置C。襟翼4完全放出一次的運動過程就是從位置A到達位置B，再到達位置C，襟翼收回 則相反。襟翼在這3個位置的所有參數原則上由氣動設計選取，而在3個位置之間的其它中 間位置則由所得到的機構運動規律所決定。具體為飛機在起飛的時候因為速度低，重量大， 然而機場要求跑道不能太長，所以此時機翼必須提供最大的升力來平衡重力達到起飛要求， 反映到機翼設計上就需要此時在增升裝置打開到位置B的時候機翼有最大的升阻比。而飛機 在降落的時候同樣存在飛行速度低的問題，飛機的升力與飛行速度成正比，故此時後緣襟翼 需要產生最大的升力，即機翼在位置C的升力係數達到最大，而飛機由巡航高速飛行到低速 著落，需要減速，此時襟翼展開的位置C還要能提供足夠大的阻力，使飛機減速。總結起來就 是位置C所需要滿足的氣動要求是使機翼在著落的時候有最大的升力和阻力。襟翼4運動過程按工作要求分為兩大階段，第1階段是襟翼從位置A放下到位置 B，這個階段主襟翼相對於固定機翼按某種規律向給定位置運動，由於位置B為起飛狀態， 對增升效果要求嚴格，所以氣動給出的參數比較重要，氣動設計所給出的各參數應當盡可 能完全滿足。此時由機翼產生的升力和阻力的比值最大。氣動性能最優，滿足飛機在起飛 時所需的大升力和儘量小的阻力的要求。第2階段是襟翼4從位置B放下到位置C，襟翼4 的各個參數進一步變化，達到機構所允許的極限。此時機翼獲得的升力和阻力達到最大值。 有利於飛機在降落時對升力的要求和達到降低飛機速度的作用。
權利要求
1. 一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置，其特徵在於，包括雙圓弧滑軌、滑輪、 託架和襟翼；襟翼下方連接託架，託架連接滑輪，滑輪位於雙圓弧滑軌中滑軌槽中，使得雙圓弧滑軌 能夠在滑輪上滑動；雙圓弧滑軌包括連接件、第一圓弧滑軌段、直線段滑軌段、第二圓弧滑 軌段和滑軌槽，連接件用於雙圓弧滑軌與飛機的機翼進行連接，連接件、第一圓弧滑軌段、 直線段滑軌段、第二圓弧滑軌段順序連接，形成具有雙圓弧的滑軌，滑軌中間開有滑軌槽， 直線段滑軌段用來光滑過渡第一圓弧滑軌段和第二圓弧滑軌段。
全文摘要
本發明公開了一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結構增升裝置，包括雙圓弧滑軌、滑輪、託架和襟翼；襟翼下方連接託架，託架連接滑輪，滑輪位於雙圓弧滑軌中滑軌槽中，使得雙圓弧滑軌能夠在滑輪上滑動；雙圓弧滑軌包括連接件、第一圓弧滑軌段、直線段滑軌段、第二圓弧滑軌段和滑軌槽，連接件用於雙圓弧滑軌與飛機的機翼進行連接，連接件、第一圓弧滑軌段、直線段滑軌段、第二圓弧滑軌段順序連接，形成具有雙圓弧的滑軌，滑軌中間開有滑軌槽，直線段滑軌段用來光滑過渡第一圓弧滑軌段和第二圓弧滑軌段。本發明襟翼的位置由滑軌決定，在有限的空間內相對於其他機構能實現較大的後退量和偏角，提高飛機在起飛和降落時的升阻比。
文檔編號B64C3/38GK102114911SQ201110009909
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月18日 優先權日2011年1月18日
發明者劉沛清, 周志傑, 屈秋林, 田雲, 舒培 申請人:北京航空航天大學