[發明專利]氣囊式襟翼

無效

• 申請號: 200910254460.6
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101708773A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 葉正寅;蔣躍文;武潔
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C9/18
• 分類號: B64C9/18;B64C9/20
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明涉及飛行器設計領域，具體是一種氣囊式襟翼。

背景技術

現代飛行器設計，尤其是大型飛機設計中，保證在起飛著陸時低速壓情況下能夠獲得足夠的升力是一項十分關鍵的工作。目前，在設計中通常采用前緣縫翼、后緣襟翼等復雜的多段式增升裝置，這些裝置在起飛、著陸時可以增加機翼的彎度和有效面積，控制氣流流動，從而達到增升的目的。但是多段翼型上的流動非常復雜，涉及附面層、尾跡干擾、分離等復雜流動現象，使得高性能多段翼型的設計變得非常困難。即使設計成功，實際使用時也往往難以達到預期效果。因此，在原有普通翼型的基礎上增加一些簡單的裝置來提高翼型的氣動性能是一種很有應用價值技術。

傳統襟翼都是通過部分翼面的相對偏轉來改變機翼上的氣流流向，以此獲得期望的空氣動力學特性。襟翼的偏轉一般由液壓系統或一定功率的舵機完成。這些系統(尤其是液壓機械系統)不僅重量和體積都比較大，而且不便于設計和安裝。因為襟翼通常位于厚度很小的機翼后緣，有時飛機設計者們不得不在翼面上鼓起一個凸包來安置襟翼的驅動系統(這顯然會影響機翼的氣動特性，從而影響操縱效率)。

此外，現代作戰飛機特別強調隱身性能，而傳統襟翼與機翼翼面之間不可避免地存在間隙，當襟翼打開時，襟翼與翼面之間的角度更大，這就會帶來強烈的角反射問題，不利于飛機的隱身設計。

本發明利用空氣動力學原理，通過在機翼根部的后緣附近設計一種氣囊式的充氣結構來代替原來的機械式襟翼操縱面，實現飛機的可控飛行。使用時可通過充氣設備打開，使用后收起即可。氣囊式襟翼不僅結構重量輕，而且設計、加工、維護和控制等都較方便。在無需改變翼面結構的情況下，獲得飛行器操縱所需的空氣動力學特性，同時此襟翼模式還不會影響飛機的隱身性能。

為了驗證本發明的有效性，進行了風洞實驗，結果表明，氣囊式襟翼顯然能帶來較大的升力增加，證明了氣囊式襟翼的有效性，能夠控制飛行器飛行姿態的改變。

發明內容

為克服現有技術中存在的體積大、不利于飛機隱身的不足，本發明提出了一種氣囊式襟翼。

本發明包括粘貼在兩側機翼下表面的氣囊式襟翼。

氣囊式襟翼是用橡膠材料制成的矩形氣囊。氣囊式襟翼的一個表面為粘貼面；通過該粘貼面將氣囊式襟翼粘貼固定在直機翼的下表面。

氣囊式襟翼的弦向尺寸為1.5％～8％機翼根弦長，展向尺寸為機翼展長的22％～100％。氣囊式襟翼固定在機翼的下表面。氣囊式襟翼的后緣距機翼1的后緣為0％～10％機翼根弦長；氣囊式襟翼的右端距機翼翼根為0％～10％機翼展長。

在氣囊式襟翼的粘貼面中央處開有通氣孔，在通氣孔上套有空心螺栓；蒙皮剖面上的通孔與氣囊式襟翼通氣孔為同心孔。空心螺栓的外圓周表面有螺紋；螺帽套裝在空心螺栓上，將螺帽裝入蒙皮剖面上的通孔內，并使氣囊式襟翼具有5％～14％的初始伸長量。

空氣壓縮機位于機身內部；機翼下表面的氣囊式襟翼共用一個空氣壓縮機。將空氣壓縮機與氣囊進氣口通過通氣管道連接；氣囊進氣口與電磁閥門進氣口連接。三通管的三個管頭分別與空心螺栓和兩個電磁閥門連接。氣囊進氣口和氣囊出氣口分別與電磁閥門串接。

本發明在機翼后緣附近表面安裝一種充氣結構，該結構由橡膠材料粘貼而成。橡膠材料選用彈性模量大且密封性好的材料。本發明中，各氣囊共用一套充氣系統。在需要使用襟翼時，通過充氣裝置對橡膠材料內部進行充氣加壓。在內部壓力的作用下，橡膠材料制成的氣囊體積增大，氣囊從機翼表面上突起，改變了機翼表面形狀，從而影響其繞流流場，獲得操縱飛機姿態和控制飛機飛行的氣動力。經風洞實驗，實驗風速為10m/s，雷諾數為750000。實驗的結果列于表1中，表中第一行為實驗迎角，第二行是氣囊式襟翼未打開時得到的升力系數，第三行為氣囊式襟翼打開后得到的升力系數。風洞實驗的結果表明，氣囊式襟翼打開后顯然能帶來較大的升力增加，能夠明顯地改變直機翼的氣動特性。證明了氣囊式襟翼的有效性，能夠在飛行器上產生較大的操縱力，從而改變飛行狀態。

表1氣囊式襟翼2帶來的增升效果