[發明專利]一種仿蜻蜓翼翅的撲翼結構

在審

• 申請號: 202011197086.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112278268A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 葉子青;袁昌盛;曾姍珊
• 申請（專利權）人: 航空工業信息中心
• 主分類號: B64C33/02
• 分類號: B64C33/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 仉宇

本發明涉及一種仿蜻蜓翼翅的撲翼結構，其特征在于：所述撲翼結構包括折線形狀翼肋、翼梁和薄膜；所述折線形狀翼肋為多個，所述翼梁為多個；每個折線形狀翼肋均為條形件，且所述條形件形成正向和反向交替彎折的折線形狀；每個折線形狀翼肋具有至少2個正向彎折和至少2個反向彎折；多個折線形狀翼肋呈縱向間隔布置，多個翼梁呈橫向間隔布置，且多個折線形狀翼肋與多個翼梁連接為網格型框架結構；所述薄膜覆蓋在網格型框架結構上固定為一體。本發明的整體機翼的剛度顯著增強，在承受相同載荷的情況下，機翼的變形只相當于現有技術的機翼，尤其是平面框架機翼的十分之一。

技術領域

本發明涉及仿生結構技術領域，具體涉及一種仿蜻蜓翼翅的撲翼結構。

背景技術

微型撲翼飛行器的機翼結構通常為桿系骨架蒙覆薄膜的型式，骨架為細長桿，全部位于一個平面內，薄膜粘貼在骨架上，構成機翼。機翼基本上為平面結構，參見圖1。

這種機翼構型的整體剛度較差，撲動過程中在氣動力的作用下會有較大變形，圖2是機翼下撲時，受氣動力向上彎曲的形態；除了機翼的彎曲變形，機翼截面也會有翹曲，對于整體機翼來說，意味著機翼各個截面有不同的扭轉；對于單個截面來說，意味著翼型發生變化。對于這種結構形式來說，截面的翹曲變形是難以估計和控制的，也就是說，機翼的扭轉和翼型變化難以預估、難以控制，對撲翼飛行器的空氣動力特性有較大的影響。

發明內容

本發明的目的是：為了解決上述問題，使仿蜻蜓翼翅的撲翼結構具備較大的承彎能力和剛度，提出本發明的技術方案。

本發明的技術方案是：

提供一種仿蜻蜓翼翅的撲翼結構，所述撲翼結構包括折線形狀翼肋、翼梁和薄膜；

所述折線形狀翼肋為多個，所述翼梁為多個；

每個折線形狀翼肋均為條形件，且所述條形件形成正向和反向交替彎折的折線形狀；每個折線形狀翼肋具有至少2個正向彎折和至少2個反向彎折；

多個折線形狀翼肋呈縱向間隔布置，多個翼梁呈橫向間隔布置，且多個折線形狀翼肋與多個翼梁連接為網格型框架結構；

所述薄膜覆蓋在網格型框架結構上固定為一體。

進一步的，所述翼梁為彈性梁，能夠彈性形變。

進一步的，每個折線形狀翼肋完全相同，且平行布置，所述多個翼梁平行設置，多個翼梁與所述折線形狀翼肋的交叉固定位置均在折線形狀翼肋的轉折位置。

進一步的，所述折線形狀翼肋的數量在3個以上，所述翼梁的數量在4個以上。優選得到，所述折線形狀翼肋的數量為5個，所述翼梁的數量為6個。更進一步的，多個翼梁上下交錯布置，撲翼結構中間位置的相鄰翼梁之間的垂直高度差大于，撲翼結構前緣和后緣位置的相鄰翼梁之間的垂直高度差(如圖3)，有助于提高氣動效率。各個翼梁的相對位置由翼肋來固定，翼梁穿過翼肋上的小孔并膠粘固定，使得翼梁與翼肋構成整體框架結構。翼肋具備較高的的結構強度和剛度，可以保證機翼的外形穩定。

進一步的，所述折線形狀翼肋的各個彎折位置的彎折角度不同。優選地，在折線形狀翼肋中部的彎折角度小，在折線形狀翼肋兩端部的彎折角度大。

進一步的，所述折線形狀翼肋的各個彎折位置均開有連接孔，翼梁貫穿所述連接孔與折線形狀翼肋形成固定連接。更進一步的，翼梁與連接孔之間通過膠接固定或緊配合固定。

進一步的，所述折線形狀翼肋為折線形狀板件。

當然，基于上述結構可以有多種變形和設置，還可以如下進一步限定，上述撲翼結構中，所述折線形狀翼肋的折線形狀中，前緣線段長度最短，后緣線段長度最大。

優選地，所述前緣線段長度與中間線段長度之比為1：2，和/或所述中間線段長度與后緣線段長度之比為1：2。