可變形機翼及采用該機翼的垂直起降飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛行器機翼，具體為一種可變形機翼及采用該機翼的垂直起降飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]谷歌的“ProjectWing”原型機是一個1.5米寬的單翼無人機，能夠垂直起飛，飛行時轉(zhuǎn)為水平。但是當這種飛行器以垂直狀態(tài)飛行時，寬大的機翼面積易受風力影響，使得在垂直狀態(tài)飛行時的穩(wěn)定性，操作性不好。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，有通過充氣改變機翼面積的方法。常規(guī)的充氣機翼有結(jié)構(gòu)剛度強度性能差等缺點:當機翼采用大展弦比構(gòu)型時，在大翼載荷情況下，由于充氣機翼剛度差，造成機翼變形嚴重，大大降低了氣動效率與操作能力，而為了追求較好的結(jié)構(gòu)剛度，又采用增加翼型厚度的方法，這又帶來了額外的阻力；同時充氣時膨脹方向為翼展方向，展開速度慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決目前垂直起降飛行器翼展面積大在垂直起降狀態(tài)下容易受風力影響導致姿態(tài)不穩(wěn)定的技術(shù)問題，提供一種可變形機翼及采用該機翼的垂直起降飛行器。
[0005]本發(fā)明所述的可變形機翼是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種可變形機翼，包括機翼前緣和機翼后緣;所述機翼前緣和機翼后緣之間通過滑動組件實現(xiàn)展開與收縮;所述機翼前緣和機翼后緣之間連接有可折疊的蒙皮。
[0006]本發(fā)明所述的可變形機翼可以快速方便的改變機翼的面積大小。機翼前緣和機翼后緣分離后，蒙皮會被打開；當需要縮小機翼面積時，蒙皮就被折疊起來，類似于扇子的折置。
[0007]進一步的，所述滑動組件包括設在機翼前(后)緣內(nèi)部的滑桿與滑軌組合，所述滑軌有多個且相互平行設置，每個滑軌上均設有一個滑桿;所有滑桿的另一端均與機翼后(前)緣前端相連;至少有一個滑桿上設有齒條且配有與齒條相嚙合的齒輪;所述滑動組件還包括設在機翼前(后)緣內(nèi)部的微型電機;所述微型電機通過齒輪驅(qū)動齒條進而驅(qū)動所有滑桿沿各自滑軌滑動，實現(xiàn)機翼前緣和后緣的展開與收縮;多個滑桿之間活動套設有多個與滑桿相垂直的支撐梁，位于最前方的支撐梁與機翼前緣后端通過繩索相連接，位于最后方的支撐梁與機翼后緣的前端通過繩索相連接;相鄰支撐梁之間通過繩索相連接;所述可折疊的蒙皮的前端與機翼前緣的后端相連接，可折疊的蒙皮的后端與機翼后緣的前端相連接，可折疊的蒙皮的中間部分均與支撐梁上部相連接。
[0008]所述滑動組件包括設在機翼前(后)緣內(nèi)部的多個氣動或液壓推桿，氣動或液壓推桿的活動端相互平行設置并均與機翼后(前)緣前端相連接;氣動或液壓推桿通過伸縮實現(xiàn)機翼前緣和后緣的展開與收縮;多個氣動或液壓推桿的活動端之間活動套設有多個與活動端垂直的支撐梁;位于最前方的支撐梁與機翼前緣后端通過繩索相連接，位于最后方的支撐梁與機翼后緣的前端通過繩索相連接;相鄰支撐梁之間通過繩索相連接;所述可折疊的蒙皮的前端與機翼前緣的后端相連接，可折疊的蒙皮的后端與機翼后緣的前端相連接，可折疊的蒙皮的中間部分均與支撐梁上部相連接。
[0009]通過滑桿與滑軌或者氣動、液壓推桿可以實現(xiàn)機翼前緣和機翼后緣的展開與收縮，實現(xiàn)了機翼面積的快速調(diào)整。蒙皮與支撐梁以及機翼前后緣之間多點連接，當機翼收縮時，支撐梁在機翼前(后)緣的帶動(通過繩索)下逐步展開，與機翼前后緣以及支撐梁連接的蒙皮則類似于扇子那樣被折疊起來;蒙皮均通過一面與支撐梁連接，以增強展開后的強度。同理氣動或液壓推桿與蒙皮也是類似的連接方式。
[0010]本發(fā)明所述的垂直起降飛行器是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種垂直起降飛行器，所述飛行器采用可變形機翼作為一體式機身，機身前端設有一對螺旋槳，機身尾部設有尾翼和方向舵。
[0011]本發(fā)明所述的新型可變形機翼垂直起降飛行器的變形機翼采用類似伸縮天線的結(jié)構(gòu)連接在機翼前緣和機翼后緣之間，蒙皮在這些可伸縮的梁上鋪設，伸開后強度高可滿足大載荷需求。
[0012]本發(fā)明所設計的變形機翼弦長可以伸縮變化大小，改變機翼面積；同時融合了固定翼飛機和多旋翼飛機的優(yōu)勢，實現(xiàn)了同一飛行器兩種飛行模式任意切換飛行的功能。
[0013]本發(fā)明還可以彌補多旋翼飛機在速度，航程，載重量上的缺點，同時與傾轉(zhuǎn)旋翼機相比使飛行器動力傳輸結(jié)構(gòu)大大簡化，提高了穩(wěn)定性和安全性。美軍V-22魚鷹運輸就是一種傾轉(zhuǎn)旋翼機，媒體多次報道其發(fā)生事故，原因大多出現(xiàn)在動力方面。綜上，本申請是一款融合了多旋翼和固定翼飛行器優(yōu)點的新型飛行器，在電力巡線等上面擁有很大優(yōu)勢。
[0014]本發(fā)明應用前景:
(1)廣泛應用于電力巡檢:替代原始的人力展放牽引繩架線方式和工作人員現(xiàn)場巡視電力線路，這些工作新型無人機一架即可完成；
(2)災后救援:地震后災區(qū)可供固定翼飛機起降的場地有限，且不能把物資運送到離前線最近的地方，往往是運送到周邊機場再由運輸車輛或其它運送方式送到目的地;直升機雖然可以垂直降落但是飛行速度不高影響了運輸速度。新設計的飛行器起飛降落對場地要求不高，則可以在一線救援人員附近降落節(jié)省了中間轉(zhuǎn)運時間從而快速送達物資;起飛后能以固定翼的模式飛行，飛行速度可以達到很高；
(3)應用于反恐和軍事行動。
【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明所述可變性機翼展開后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2本發(fā)明所述可變性機翼展開后的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3本發(fā)明所述可變性機翼展開后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4本發(fā)明所述可變性機翼收縮后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5本發(fā)明所述可變性機翼收縮后的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6本發(fā)明所述可變性機翼收縮后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖7本發(fā)明所述滑桿與滑軌組件與機翼的連接局部示意圖。
[0022]圖8本發(fā)明所述繩索與支撐梁及機翼前后緣的連接示意圖。
[0023]1-機翼前緣，2-機翼后緣，3-滑動組件，4-可折疊的蒙皮，5-螺旋槳，6_尾翼，7_方向舵，8-氣動或液壓推桿，9-支撐梁，10-滑桿，11-繩索。
【具體實施方式】
[0024]—種可變形機翼，包括機翼前緣1和機翼后緣2;所述機翼前緣1和機翼后緣2之間通過滑動組件3實現(xiàn)展開與收縮;所述機翼前緣1和機翼后緣2之間連接有可折疊的蒙皮4。
[0025]所述滑動組件3包括設在機翼前緣1內(nèi)部的滑桿10與滑軌組合，所述滑軌有多個且相互平行設置，每個滑軌上均設有一個滑桿10;所有滑桿10的另一端均與機翼后緣2前端相連;至少有一個滑桿(0上設有齒條且配有與齒條相嚙合的齒輪;所述滑動組件還包括設在機翼前緣1內(nèi)部的微型電機;所述微型電機通過齒輪驅(qū)動齒條進而驅(qū)動所有滑桿10沿各自滑軌滑動，實現(xiàn)機翼前緣和后緣的展開與收縮;多個滑桿10之間活動套設有多個與滑桿10相垂直的支撐梁9，位于最前方的支撐梁9與機翼前緣1后端通過繩索11相連接，位于最后方的支撐梁9與機翼后緣2的前端通過繩索11相連接;相鄰支撐梁9之間通過繩索11相連接;所述可折疊的蒙皮4的前端與機翼前緣1的后端相連接，可折疊的蒙皮4的后端與機翼后緣2的前端相連接，可折疊的蒙皮4的中間部分均與支撐梁9上部相連接。
[0026]所述滑動組件包括設在機翼前緣1內(nèi)部的多個氣動或液壓推桿8，氣動或液壓推桿8的活動端相互平行設置并均與機翼后緣2前端相連接;氣動或液壓推桿8通過伸縮實現(xiàn)機翼前緣和后緣的展開與收縮;多個氣動或液壓推桿8的活動端之間活動套設有多個與活動端垂直的支撐梁9;位于最前方的支撐梁9與機翼前緣1后端通過繩索11相連接，位于最后方的支撐梁9與機翼后緣2的前端通過繩索11相連接;相鄰支撐梁9之間通過繩索11相連接;所述可折疊的蒙皮4的前端與機翼前緣1的后端相連接，可折疊的蒙皮4的后端與機翼后緣2的前端相連接，可折疊的蒙皮4的中間部分均與支撐梁9上部相連