本實用新型涉及仿生撲翼飛行器技術(shù)領(lǐng)域的一種飛行器機翼，具體是一種適用于固定翼、撲翼飛行器的可變形彈性機翼。

背景技術(shù)：

機翼是現(xiàn)代固定翼或撲翼兩大飛行器產(chǎn)生升力的主要部件之一。其功能有起到飛行控制，裝載燃油，安裝發(fā)動機，收藏起落架等作用。作為一種飛行器的重要組成部件，對于整機的安全性也是至關(guān)重要的。現(xiàn)有的飛行器機翼形狀和結(jié)構(gòu)也發(fā)展出很多類型，一般都是由表面蒙皮和內(nèi)骨架構(gòu)成。固定翼飛機在飛行過程中機翼本身會產(chǎn)生彈性變形，而蒙皮和內(nèi)骨架構(gòu)成的普通機翼由于結(jié)構(gòu)的原因，其機翼整體韌性、彎曲變形能力以及抗疲勞性有限。而且蒙皮和內(nèi)骨架構(gòu)成的機翼重量占機身總重的比例很大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要使得機翼每個部件及連接都能有著強的抗彈性變形，抗疲勞性很困難。

經(jīng)過對現(xiàn)在技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，目前還沒有適用于大型固定型和撲翼飛行器使用的彈性機翼。只有小部分彈性機翼使用于小型撲翼機上，而且普遍采用布、薄膜或塑膠類的材料，難以大型化，其強度、使用壽命和力學(xué)性能有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種彈性機翼。

本實用新型提供的彈性機翼，由優(yōu)質(zhì)彈性鋼翼肋和優(yōu)質(zhì)不銹鋼翼片組成一個彈性翼面，具有整理韌性、彎曲能力強和抗疲勞性好的特點。能有效解決傳統(tǒng)機翼變形量小，整體韌性、彎曲變形能力以及抗疲勞性有限的問題。同時可以最大的避免飛行器在飛行過程中機翼因外部氣流突變等因素，機翼易于斷裂的問題。

本實用新型提供的彈性機翼，可以僅由上、下翼主架、翼肋以及翼片組合而成，結(jié)構(gòu)簡單合理、易于裝配維修。相比于傳統(tǒng)機翼少則幾百，多則成千上萬個零構(gòu)成的機翼，彈性機翼零件要少得多，而且每個零件都直觀可見，解決傳統(tǒng)機翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量太重、維修困難等問題。

本實用新型提供的彈性機翼，零件形狀簡單、加工工藝性好、生產(chǎn)周期短、可批量性生產(chǎn)。解決傳統(tǒng)機翼加工組裝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)成本高等問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種彈性機翼，包括上翼主架、下翼主架、翼肋以及翼片，其中，所述翼片與翼肋結(jié)合形成彈性翼面，所述上翼主架和下翼主架配合夾持住彈性翼面的前部邊緣，彈性翼面的后部呈自由狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述翼肋為多根，其中每一根翼肋上均設(shè)置有細縫，翼片為多片，其中每一片翼片的兩側(cè)邊分別穿過相鄰兩條翼肋的細縫，并固定在相鄰兩根翼肋上。

優(yōu)選地，相鄰兩根翼肋為一組，并與其他組翼肋之間相互獨立。

優(yōu)選地，所述翼肋呈弧形的長條狀，彈性翼面橫向最外邊上的兩根翼肋的寬度和厚度均大于其他翼肋的寬度和厚度；所述翼片為薄片結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述彈性翼面的上表面呈拱形凸弧面，彈性翼面的下表面呈凹弧面，所述翼片覆蓋并固定在翼肋的上表面，所述彈性翼面下表面的翼肋突出翼片表面而隱藏在凹弧面內(nèi)。

優(yōu)選地，所述彈性翼面的前部邊緣，其根部向端部方向延伸至A點間的邊緣a線性向前傾角，A點至端部間的邊緣b線性向后傾角，邊緣a和邊緣b之間形成鈍角α；所述彈性翼面的橫向后部邊緣，其根部向端部方向延伸至B點間的邊緣c線性向前傾角，B點至端部間的邊緣d線性向后傾角，邊緣c和邊緣d之間形成鈍角β。

優(yōu)選地，所述上翼主架和下翼主架與彈性翼面的前部邊緣相適配。

優(yōu)選地，所述鈍角α≤鈍角β。

優(yōu)選地，所述上翼主架和下翼主架為剛性中空結(jié)構(gòu)件，采用鋁合金材質(zhì)，所述翼肋采用彈性鋼材質(zhì)，所述翼片采用不銹鋼材質(zhì)。

優(yōu)選地，所述彈性機翼還可以包括上導(dǎo)流片和/或下導(dǎo)流片，所述上導(dǎo)流片-的前端固定在上翼主架的后部上表面，并與上翼主架的弧面接平，上導(dǎo)流片的后端為自由狀態(tài)，用于引導(dǎo)彈性機翼上表面氣流順暢流過，所述下導(dǎo)流片的前端固定在下翼主架的后部下表面，并與下翼主架的弧面接平，下導(dǎo)流片的后端為自由狀態(tài)，用于引導(dǎo)彈性機翼下表面氣流順暢流過。

優(yōu)選地，所述上導(dǎo)流片和/或下導(dǎo)流片采用彈簧薄片結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果：

本實用新型提供的彈性機翼，其結(jié)構(gòu)更簡單可靠，因為翼肋與翼片采用彈性鋼結(jié)合在一起，相對于傳統(tǒng)蒙皮結(jié)構(gòu)機翼，本實用新型可以抵抗得住大得多的變形量而不會斷裂，這使得安裝本機翼的飛行器在受到氣流突變等因素作用在機翼上的時候，最大限度避免機翼斷裂造成嚴重事故。

不同于蒙皮結(jié)構(gòu)機翼，本實用新型主要部件都在外部可見，方便對機翼的各主要部件檢查，能很輕易的發(fā)現(xiàn)機翼各主要部件存在的潛在疲勞斷裂紋路和表面損傷缺口，以便及時更換。

本實用新型由多個翼肋和翼片組成，每一個翼片有翼肋起到支撐翼片的作用，一個翼片與兩個翼肋形成一個組合，并與其它翼片與翼肋各自獨立，哪怕其中有一根翼肋或翼片在外力作用意外斷裂，與其相組合的一級翼片會失效而不會影響到整個機翼，依然可以讓飛行器平安降落。

相對于復(fù)雜傳統(tǒng)的蒙皮機翼結(jié)構(gòu)，本實用新型只有少數(shù)的主要結(jié)構(gòu)部件組成，無論是從加工成本，加工工藝以及組裝，替換維修成本來說，都更為低廉。

相對于復(fù)雜傳統(tǒng)的蒙皮機翼結(jié)構(gòu)，本實用新型重量更輕，使得飛行器載重率更高，從而取得顯著的經(jīng)濟效益。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型實施例機翼軸測圖；

圖2為本實用新型實施例機翼俯視圖；

圖3為本實用新型實施例機翼剖視圖；

圖4為本實用新型實施例機翼仰視圖；

圖5為本實用新型實施例機翼后視圖；

圖6為設(shè)有上導(dǎo)流片和/或下導(dǎo)流片的機翼軸測圖；

圖7為設(shè)有上導(dǎo)流片和/或下導(dǎo)流片的機翼俯視圖；

圖8為設(shè)有上導(dǎo)流片和/或下導(dǎo)流片的機翼剖視圖；

圖9為設(shè)有上導(dǎo)流片和/或下導(dǎo)流片的機翼仰視圖；

圖中：1為上翼主架，2為下翼主架，3為第一翼肋，4為第二翼肋，5為第三翼肋，6為第四翼肋，7為第五翼肋，8為第六翼肋，9為第七翼肋，10為第一翼片，11為第二翼片，12為第三翼片，13為第四翼片，14為第五翼片，15為第六翼片，16為上導(dǎo)流片，17為下導(dǎo)流片。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例作詳細說明：本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。

實施例1

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進一步詳細描述。

如圖1至圖3所示，本實施例提供的彈性機翼，包括上翼主架1、下翼主架2、翼肋3-9、翼片10-15。其中，上翼主架1和下翼主架2組合成為彈性機翼主體，固定住翼肋3-9的前部，同時也夾持住翼片10-15各翼片的前部邊緣部分。

翼肋3-9縱向前端固定在上翼主架1和下翼主架2內(nèi)，翼肋的上表面由翼片10-15覆蓋，翼肋縱向后端部分呈自由狀態(tài)，能讓翼肋隨著彈性機翼的表面受力而產(chǎn)生彈性自由變形。

翼片10-15縱向前部邊緣部分由上翼主架1和下翼主架2夾持并固定，橫向兩邊分別穿過相鄰兩條翼肋各自中間的細縫，并固定在翼肋內(nèi)側(cè)(即相鄰兩根翼肋上)，翼片縱向后邊部分呈自由狀態(tài)，能讓翼片隨著彈性機翼的表面受力而產(chǎn)生彈性自由變形。

所述上翼主架1和下翼主架2采用高強度鋁合金材料制作，采用數(shù)控銑床精銑加工得外形輪廓，內(nèi)部除固定和連接部分，其余非受力部分銑減重槽，以減輕上下翼主架重量。上、下翼主架經(jīng)銑床精加工后，表面研磨、精拋光以去除銑床加工留下的刀路及殘余應(yīng)力，減少表面暗紋、斷裂微小缺口的風(fēng)險。然后再陽極氧化處理表面，形成光潔面以減少飛行時氣流阻力。

所述翼肋用優(yōu)質(zhì)彈性鋼制作，以保證翼肋有足夠的彈性和使用壽命。每個彈性機翼的翼肋有數(shù)條，其中長短寬窄不同的。機翼橫向最外方向第一翼肋3和第七翼肋9設(shè)計要比其它翼肋寬和厚。使得第七翼肋9和第一翼肋3比其它翼肋受力能力更強，在使用壽命更長。在飛行過程中如果意外斷裂其中一條翼肋，也能讓飛行器平安降落，不會產(chǎn)生很嚴重的飛行事故。翼肋采用數(shù)控銑床精銑加工得到外形輪廓，中間細縫采用線切割加工而成。表面研磨、精拋光以去除機加工在翼肋表面留下的刀路及殘余應(yīng)力，減少表面暗紋、斷裂微小缺口的風(fēng)險。然后再表面電鍍處理，形成光潔面以減少飛行時氣流阻力。

所述翼片10-15采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼薄片制作。外形激光切割得到，翼片的縱向前部邊緣固定在上翼主架1和下翼主架2內(nèi)，橫向兩邊固定在上、下翼主架和翼肋之間。起到把上、下翼主架和翼肋之間連接成一個整體的作用，最終讓彈性機翼在翼肋與翼片連接的部分形成一個可自由彈性變形的變形區(qū)域。

本實施例提供的彈性機翼，其上、下翼主架為彈性機翼主體，根部平面連接到固定翼飛行器或撲翼飛行器的機體上。翼肋起到輔助固定翼片和支持翼片的功能，上下機翼主架把翼肋和翼片固定，形成一個整體。

所述彈性機翼主要由上翼主架和下翼主架以及多個翼肋和多個翼片結(jié)合成形。上、下機翼主架是剛性件，不起到變形作用。彈性機翼主要靠翼肋和翼片結(jié)合在一起成形一個彈性翼面，產(chǎn)生彈性變形。

上、下翼主架采用高強度鋁合金中空減重結(jié)構(gòu)，外形輪廓數(shù)控銑床精密加工，表面研磨拋光和陽極氧化處理。翼肋采用優(yōu)質(zhì)彈性鋼數(shù)控銑床加工，表面研磨精拋光，然后電鍍處理。翼片采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼薄片。

本彈性機翼結(jié)構(gòu)簡單，能有效減輕飛行器總重量。可以很方便安裝到機身上，也方便替換和維修。

本彈性機翼縱向上面部分為拱形凸弧面，下面由小部分平面再形成中間內(nèi)凹弧面。這樣就會讓流經(jīng)機翼上下兩面的氣流速度不相同，從而形成升力。翼片覆蓋并固定在翼肋上表面，引導(dǎo)氣流順暢流過。因為機翼下面成凹弧面，翼肋凸出翼片面而隱藏在凹弧面內(nèi)，氣流從縱向前邊主翼架小平面吹來不會因凸出的翼肋而產(chǎn)生阻力。本彈性機翼橫向也形成輕微的拱形，左、右彈性機翼對稱安裝在飛行器上就形成一個上下反角的一個氣動外形，氣流從縱向流經(jīng)飛行器整體時，使得飛行器的氣動性更加穩(wěn)定可靠。

本實施例提供的彈性機翼，其上、下翼主架組合夾持的方式固定翼肋和翼片，翼肋起到支持翼片的作用，翼肋和翼片組合形成一個彈性可變形的彈性翼面。

所述上翼主架是縱向凸弧面和橫向拱形面的一個種結(jié)構(gòu)體。下翼主架是縱向凹弧面和橫向拱形面的一種結(jié)構(gòu)體。上、下翼主架是彈性機翼的主體，上、下翼主架組合固定，起到夾持固定翼肋和翼片的作用，是彈性機翼受力和產(chǎn)生升力的主要結(jié)構(gòu)件。

翼肋是一個弧形的長條狀，采用優(yōu)質(zhì)彈性鋼做成，中間開有細縫以供輔助固定翼片的結(jié)構(gòu)，是支持彈性機翼，產(chǎn)生彈性變形的主要元件。彈性機翼由數(shù)根這種類形翼肋組成。

翼片是由薄片做成，固定在翼肋上表面，引導(dǎo)彈性機翼上表面氣流順暢流過，是機翼擴展翼面和減輕機翼重量的主要元件，通過與翼肋組合固定在一起產(chǎn)生彈性變形，彈性機翼由數(shù)片這種類形翼片組成。

本實施例提供的彈性機翼，適用于固定翼和撲翼飛行器，其上、下翼主架組合固定翼肋和翼片，上、下翼主架為機翼主體，根部平面連接到固定翼飛行器或撲翼飛行器的機體上。翼肋起到輔助固定翼片和支撐翼片的功能，上、下翼主架把翼肋和翼片固定，形成一個整體。上、下翼主架是剛性件，不起到變形作用。翼肋由優(yōu)質(zhì)彈性鋼制作，彈性機翼主要靠翼肋和翼片結(jié)合在一起成形一個彈性翼面產(chǎn)生彈性變形。該機翼具有整理韌性、彎曲能力強和抗疲勞性好的特點。還具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、易于裝配維修以及降低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢，能有效適用于固定翼飛行器和撲翼飛行器。能大型化也能小型化，適用于載人或無人飛行器的一種彈性機翼。

本實施例提供的彈性機翼，其結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，對制作材料與加工工藝沒有過于苛刻的要求。通用性、互換性好。重量輕，安全性好，易于裝配、維護?？蓪崿F(xiàn)大批量生產(chǎn)，降底生產(chǎn)成本。

實施例2

實施例2為實施例1的變化例，在實施例1的基礎(chǔ)上進行，并具有與實施例1相同的功能，同時能夠達到與實施例1相同的有益效果。

本實施例提供的彈性機翼，在實施例1的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，還可以包括上導(dǎo)流片和/或下導(dǎo)流片，所述上導(dǎo)流片-的前端固定在上翼主架的后部上表面，并與上翼主架的弧面接平，上導(dǎo)流片的后端為自由狀態(tài)，用于引導(dǎo)彈性機翼上表面氣流順暢流過，所述下導(dǎo)流片的前端固定在下翼主架的后部下表面，并與下翼主架的弧面接平，下導(dǎo)流片的后端為自由狀態(tài)，用于引導(dǎo)彈性機翼下表面氣流順暢流過。

上導(dǎo)流片、下導(dǎo)流片采用優(yōu)質(zhì)彈簧薄片。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。