專(zhuān)利名稱(chēng)：雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結(jié)構(gòu)增升裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結(jié)構(gòu)增升裝置。
背景技術(shù)：
襟翼在各種飛機(jī)上普遍應(yīng)用，它可以在短時(shí)間內(nèi)增加飛機(jī)升力，主要用在飛機(jī)起 降過(guò)程和特殊緊急情況。多縫富勒襟翼在襟翼舵面偏轉(zhuǎn)的同時(shí)發(fā)生較大幅度的后退，增加 機(jī)翼整體彎度和機(jī)翼面積，通過(guò)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(lèi)型襟翼相比具有很大優(yōu)越性，已經(jīng)在國(guó)外許多大中型運(yùn)輸機(jī)上得到應(yīng) 用，而且國(guó)外對(duì)我國(guó)在這一領(lǐng)域進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。在國(guó)內(nèi)，由于運(yùn)輸機(jī)研制發(fā)展相對(duì)落 后，富勒襟翼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)這一領(lǐng)域的自主研究尚屬空白。目前國(guó)內(nèi)航空業(yè)的發(fā)展對(duì)大型運(yùn)輸 機(jī)的需求變得越來(lái)越緊迫，而研制大型運(yùn)輸機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一——富勒襟翼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì)方法必須得到解決。一種最基本的空間剛體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)為RSSR機(jī)構(gòu)，如圖1所示它是最簡(jiǎn)單的空間剛 體引導(dǎo)機(jī)構(gòu)之一，分析可知機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)為2，桿L2具有1個(gè)局部自由度，總的機(jī)構(gòu)自由 度數(shù)，仍為1，決定整個(gè)機(jī)構(gòu)狀態(tài)的一個(gè)參數(shù)是桿L1或者桿L3的轉(zhuǎn)角。且兩個(gè)轉(zhuǎn)角的關(guān)系 是一一對(duì)應(yīng)的，二者可用三角數(shù)表示。由圖1可知桿L2為一個(gè)軸對(duì)稱(chēng)剛體，顯然襟翼不是 一個(gè)軸對(duì)稱(chēng)剛體，為了使桿L2能夠準(zhǔn)確代替后緣襟翼的運(yùn)動(dòng)，將原機(jī)構(gòu)中一個(gè)球鉸副用兩 個(gè)旋轉(zhuǎn)副替換，如圖2所示上圖所示機(jī)構(gòu)于RSSR機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式完全相同，只是取消了一個(gè) 局部自由度。此機(jī)構(gòu)已經(jīng)可以作為襟翼引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。但是這種形式兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)兩桿交于 一點(diǎn)，這在實(shí)際工程應(yīng)用很難實(shí)現(xiàn)。所以參考B737飛機(jī)后緣襟翼主襟翼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)該機(jī)構(gòu) 進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。改進(jìn)機(jī)構(gòu)如圖3所示分析上圖所示運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它由5個(gè)活動(dòng)的連桿及6 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副組成。且如果我們放開(kāi)F點(diǎn)沿該處旋轉(zhuǎn)軸方向的滑動(dòng)，它也不會(huì)產(chǎn)生該方向的運(yùn) 動(dòng)。所以其自由度為F = 6X5-6X5+1 = 1由此可知該機(jī)構(gòu)有唯一確定的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)該機(jī)構(gòu)應(yīng)用于襟翼引導(dǎo)機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使得 AB//FC。由富勒襟翼運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可以知道，襟翼要實(shí)現(xiàn)這樣的運(yùn)動(dòng)襟翼不僅要產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)， 同時(shí)也要產(chǎn)生后退量。通?？梢酝ㄟ^(guò)兩種方法實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)。第一種方法將襟翼旋轉(zhuǎn)軸布 置于翼面下方一定距離處，此時(shí)襟翼的大半徑圓弧運(yùn)動(dòng)即可產(chǎn)生足夠的后退量。另一種方 法是將襟翼旋轉(zhuǎn)軸置于襟翼安裝點(diǎn)前方一定距離，使其先完成后退運(yùn)動(dòng)再完成向下偏轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。從這兩點(diǎn)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)襟翼富勒運(yùn)動(dòng)的具體型式有鉸鏈?zhǔn)?、四連桿機(jī)構(gòu)式以及滑軌滑輪架式。現(xiàn)有的三種福勒襟翼機(jī)構(gòu)有它們的優(yōu)點(diǎn)，但有些不足之處圓弧滑軌的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是滑輪架在其上運(yùn)動(dòng)不容易發(fā)生卡滯。但是由于 只有一個(gè)半徑，相當(dāng)于圖三機(jī)構(gòu)中，ab、CF桿的尺寸確定，只能引導(dǎo)襟翼準(zhǔn)確到達(dá)兩個(gè)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(dá)所要求的三個(gè)站位，但是由于其軌道形狀復(fù)雜容易發(fā)生卡滯。螺旋線滑軌能很好的實(shí)現(xiàn)各位置的空間引導(dǎo)，但是其加工復(fù)雜，成本很高，只被少 數(shù)機(jī)型采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能使襟翼實(shí)現(xiàn)富勒式運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。富勒襟翼的主要 特點(diǎn)是在襟翼發(fā)生偏轉(zhuǎn)的同時(shí)還要產(chǎn)生后退，襟翼放下時(shí)不僅改變了機(jī)翼的彎度，而且同 時(shí)增大了機(jī)翼的有效面積，加上縫隙對(duì)氣流和機(jī)翼表面壓力分布產(chǎn)生的影響，所以增升效 果非常好。本發(fā)明的一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結(jié)構(gòu)增升裝置，包括雙圓弧滑軌、滑輪、托 架和襟翼；襟翼下方連接托架，托架連接滑輪，滑輪位于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(dòng)；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，連接件用于雙圓弧滑軌與飛機(jī)的機(jī)翼進(jìn)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(kāi)有滑軌 槽，直線段滑軌段用來(lái)光滑過(guò)渡第一圓弧滑軌段和第二圓弧滑軌段本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)襟翼后退量大，偏角大。襟翼的位置由滑軌決定，在有限的空間內(nèi)相對(duì)于其他 機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)較大的后退量和偏角，提高飛機(jī)在起飛和降落時(shí)的升阻比。(2)起飛著落兩個(gè)位置分別在兩個(gè)圓弧軌道上，因此互不干擾。(3)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，滑軌的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接來(lái)源于飛機(jī)起飛降落時(shí)襟翼的幾個(gè)位置形成 的軌跡，不像四連桿機(jī)構(gòu)還得進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了四連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，整流 罩面積小。


圖1是背景技術(shù)的RSSR機(jī)構(gòu)示意圖；圖2是背景技術(shù)的RSSR改進(jìn)機(jī)構(gòu)示意圖；圖3是背景技術(shù)的跟據(jù)B737改進(jìn)后襟翼運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的雙圓弧滑軌結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的襟翼收起狀態(tài)；圖7是本發(fā)明的飛機(jī)起飛時(shí)襟翼的位置；圖8是本發(fā)明的飛機(jī)降落時(shí)襟翼的位置。圖中1為滑軌，2為滑輪，3為托架，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(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結(jié)構(gòu)增升裝置，利用滑軌進(jìn)行引導(dǎo)，襟翼 能運(yùn)動(dòng)到氣動(dòng)所要求達(dá)到的三個(gè)位置而不發(fā)生卡滯，如圖4所示，所述裝置包括雙圓弧滑 軌1、滑輪2、托架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用于雙圓弧滑軌1與飛機(jī)的機(jī)翼進(jìn)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(kāi)有滑軌槽104。直線段滑軌段102用來(lái)光滑過(guò)渡第一圓弧 滑軌段101和第二圓弧滑軌段103。襟翼4下方連接托架3，托架3連接滑輪2，滑輪2位于滑軌槽104中，使得雙圓弧 滑軌滑軌1能夠在滑輪2上滑動(dòng)。本發(fā)明的雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結(jié)構(gòu)增升裝置，主要是由雙圓弧滑軌1控制襟 翼4運(yùn)動(dòng)過(guò)程的3個(gè)位置狀態(tài)，為收起狀態(tài)、起飛狀態(tài)、降落狀態(tài)。收起狀態(tài)如圖6所示，此時(shí)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(tài)如圖7所示，起飛狀態(tài)為機(jī)翼的升阻比最大時(shí)襟翼4的位置，此時(shí)襟翼的 偏角增大，福勒運(yùn)動(dòng)量隨著增大，為位置B。降落狀態(tài)如圖8所示，降落狀態(tài)為機(jī)翼的升力和阻力都最大時(shí)襟翼4的位置，此時(shí) 襟翼位置達(dá)到極限狀態(tài)，襟翼偏角和福勒運(yùn)動(dòng)量都達(dá)到最大，為位置C。襟翼4完全放出一次的運(yùn)動(dòng)過(guò)程就是從位置A到達(dá)位置B，再到達(dá)位置C，襟翼收回 則相反。襟翼在這3個(gè)位置的所有參數(shù)原則上由氣動(dòng)設(shè)計(jì)選取，而在3個(gè)位置之間的其它中 間位置則由所得到的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律所決定。具體為飛機(jī)在起飛的時(shí)候因?yàn)樗俣鹊停亓看螅?然而機(jī)場(chǎng)要求跑道不能太長(zhǎng)，所以此時(shí)機(jī)翼必須提供最大的升力來(lái)平衡重力達(dá)到起飛要求， 反映到機(jī)翼設(shè)計(jì)上就需要此時(shí)在增升裝置打開(kāi)到位置B的時(shí)候機(jī)翼有最大的升阻比。而飛機(jī) 在降落的時(shí)候同樣存在飛行速度低的問(wèn)題，飛機(jī)的升力與飛行速度成正比，故此時(shí)后緣襟翼 需要產(chǎn)生最大的升力，即機(jī)翼在位置C的升力系數(shù)達(dá)到最大，而飛機(jī)由巡航高速飛行到低速 著落，需要減速，此時(shí)襟翼展開(kāi)的位置C還要能提供足夠大的阻力，使飛機(jī)減速?？偨Y(jié)起來(lái)就 是位置C所需要滿(mǎn)足的氣動(dòng)要求是使機(jī)翼在著落的時(shí)候有最大的升力和阻力。襟翼4運(yùn)動(dòng)過(guò)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(gè)階段主襟翼相對(duì)于固定機(jī)翼按某種規(guī)律向給定位置運(yùn)動(dòng)，由于位置B為起飛狀態(tài)， 對(duì)增升效果要求嚴(yán)格，所以氣動(dòng)給出的參數(shù)比較重要，氣動(dòng)設(shè)計(jì)所給出的各參數(shù)應(yīng)當(dāng)盡可 能完全滿(mǎn)足。此時(shí)由機(jī)翼產(chǎn)生的升力和阻力的比值最大。氣動(dòng)性能最優(yōu)，滿(mǎn)足飛機(jī)在起飛 時(shí)所需的大升力和盡量小的阻力的要求。第2階段是襟翼4從位置B放下到位置C，襟翼4 的各個(gè)參數(shù)進(jìn)一步變化，達(dá)到機(jī)構(gòu)所允許的極限。此時(shí)機(jī)翼獲得的升力和阻力達(dá)到最大值。 有利于飛機(jī)在降落時(shí)對(duì)升力的要求和達(dá)到降低飛機(jī)速度的作用。
權(quán)利要求
1. 一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結(jié)構(gòu)增升裝置，其特征在于，包括雙圓弧滑軌、滑輪、 托架和襟翼；襟翼下方連接托架，托架連接滑輪，滑輪位于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(dòng)；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，連接件用于雙圓弧滑軌與飛機(jī)的機(jī)翼進(jìn)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(kāi)有滑軌槽， 直線段滑軌段用來(lái)光滑過(guò)渡第一圓弧滑軌段和第二圓弧滑軌段。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙圓弧滑軌的滑軌滑輪式結(jié)構(gòu)增升裝置，包括雙圓弧滑軌、滑輪、托架和襟翼；襟翼下方連接托架，托架連接滑輪，滑輪位于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(dòng)；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，連接件用于雙圓弧滑軌與飛機(jī)的機(jī)翼進(jìn)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(kāi)有滑軌槽，直線段滑軌段用來(lái)光滑過(guò)渡第一圓弧滑軌段和第二圓弧滑軌段。本發(fā)明襟翼的位置由滑軌決定，在有限的空間內(nèi)相對(duì)于其他機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)較大的后退量和偏角，提高飛機(jī)在起飛和降落時(shí)的升阻比。
文檔編號(hào)B64C3/38GK102114911SQ201110009909
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者劉沛清, 周志杰, 屈秋林, 田云, 舒培 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)