一种鳞片搭接式蒙皮的制作方法

本实用新型属于航空产品技术领域，尤其是一种鳞片搭接式蒙皮。

背景技术：

现阶段，无论是无人飞行器还是载人飞行器，其航时与航程都是决定其经济效益的主要因素之一，为了提升飞行器的航时与航程，变弯度自适应机翼技术应运而生。此项技术是通过机械驱动或者电驱动的方式，对飞行器的机翼翼型进行部分或整体的改变。通过运用此项技术，飞行器可以依据飞行数据对机翼的翼型进行实时调整，以达到在不同的飞行环境下都有较高的飞行效率。

由于变弯度自适应机翼技术所具有的特殊性，其蒙皮必须是一种柔性蒙皮，而如何实现这种柔性蒙皮是变弯度自适应机翼技术需要解决的一种关键问题之一。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种鳞片搭接式蒙皮。

具体技术方案如下：

一种鳞片搭接式蒙皮，包括：上蒙皮、下蒙皮、前蒙板、中蒙板、桁条、前翼肋片、中翼肋片、机翼主梁；

所述前蒙板固定在桁条和前翼肋片组成的外表面上，所述中蒙板固定在中翼肋片和机翼主梁组成的外表面上，所述前翼肋片与中翼肋片相互连接，为双肋片结构；

所述前蒙板和中蒙板的外表面设置上蒙皮，所述上蒙皮一端固定在前蒙板上，另一端覆盖在中蒙板上；

所述前蒙板和中蒙板之间的缝隙设置下蒙皮，所述下蒙皮的一端固定在前蒙板的后端面上，另一端不固定。

优选地，所述上蒙皮固定的位置为二分之一前蒙板的外表面。

优选地，所述上蒙皮的长度大于二分之一前蒙板长度和最大弯度时前蒙板与中蒙板之间间隙长度之和。

优选地，所述上蒙皮的长度大于前蒙板长度和最大弯度时前蒙板与中蒙板之间间隙长度之和。

优选地，所述下蒙皮的长度大于最大弯度时前蒙板与中蒙板之间间隙长度，小于上蒙皮的长度。

优选地，所述最大弯度时前蒙板与中蒙板之间间隙长度的确定方法为：前翼肋片的弦线和中翼肋片的弦线之间的夹角为a，a的取值范围为135°≤a≤225°，在最大角度时，量取前蒙板与中蒙板之间间隙长度。

优选地，所述上蒙皮的材质为柔性材料。

优选地，所述柔性材料包括聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯－醋酸乙烯聚物、绵纸、丝绸中的一种或多种。

优选地，所述下蒙皮的材质为刚性材料，所述刚性材料包括铜、铝、铁、巴沙木中的一种或多种。

优选地，所述上蒙皮或下蒙皮的固定方式包括胶接、螺钉连接、磁吸中的一种或多种。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种鳞片搭接式蒙皮具有以下优势：

本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮，将原本整体的蒙皮分成多个小段，通过鳞片搭接的方式填补自适应机翼上下表面蒙板间的空隙，在飞行器具有一定的前飞速度的情况下，蒙皮受到气动力作用，可与蒙板自动贴合，以达到填补蒙板间空隙，优化气动外形的作用，通过鳞片搭接这种较为简单的方式实现蒙皮在机翼变弯度过程中的柔性、平滑变形，是一种成本较低的、在工程上切实可行的方法。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮在机翼未变形之前的示意图；

图2为本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮在机翼发生变形之后的示意图；

图3为本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮在蒙皮连接部分的示意图；

图4为本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮前翼肋片和中翼肋片连接方式示意图；

图5为本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮前翼肋片和中翼肋片夹角计算方式示意图。

附图标记说明：

1前蒙板 2中蒙板 3桁条 4前翼肋片 5中翼肋片 6机翼主梁

7鳞片搭接式蒙皮 11上蒙皮 12下蒙皮

具体实施方式

以下结合具体实施方式进一步详细说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1为本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮在机翼未变形之前的示意图，包括：上蒙皮11、下蒙皮12、前蒙板1、中蒙板2、桁条3、前翼肋片4、中翼肋片5、机翼主梁6；所述前蒙板1固定在桁条3和前翼肋片4组成的外表面上，所述中蒙板2固定在中翼肋片5和机翼主梁6组成的外表面上，所述前翼肋片4与中翼肋片5相互连接，为双肋片结构，如图4所示；所述前蒙板1和中蒙板2的外表面设置上蒙皮11，所述上蒙皮11一端固定在前蒙板1上，另一端覆盖在中蒙板2上，不再固定，所述上蒙皮11的固定方式包括胶接、螺钉连接、磁吸中的一种或多种，所述上蒙皮11的材质为柔性材料，具体可以包括聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯－醋酸乙烯聚物、绵纸、丝绸中的一种或多种；所述前蒙板1和中蒙板2之间的缝隙设置下蒙皮12，所述下蒙皮12的一端固定在前蒙板1的后端面上，另一端不固定，固定方式包括胶接、螺钉连接、磁吸中的一种或多种，所述下蒙皮12的材质为刚性材料，所述刚性材料包括铜、铝、铁、巴沙木中的一种或多种，只要刚性材料的弹性模量大于等于1*10⁵Pa，就满足下蒙皮12材质的要求。

上述所述的前蒙板1和中蒙板2并不用于限定蒙板的具体数量，蒙板的具体数量可以根据飞机的需求去设定，这里只是为了方便描述，故称为前蒙板1和中蒙板2。

上述所述的固定方式、柔性材料、刚性材料也不仅仅限于上述的一种或多种，在本领域技术人员可以想到或者实施范围内的固定方式均属于本实用新型的保护范围。

所述上蒙皮11的具体固定位置可以是前蒙板1外表面的任意位置，上蒙皮11的长度大于前蒙板1长度和最大弯度时前蒙板1与中蒙板2之间间隙长度之和，优选二分之一前蒙板1的外表面的位置，如图3所示，在优选的条件下，上蒙皮11的长度大于二分之一前蒙板1长度和最大弯度时前蒙板1与中蒙板2之间间隙长度之和。这样的目的是为了让上蒙皮11能够同时覆盖前蒙板1和中蒙板2。

如图3所示，下蒙皮12设置成L型，固定在前蒙板1的后端面上，另一端不固定，为刚性材料，它的长度大于最大弯度时前蒙板1与中蒙板2之间间隙长度，小于上蒙皮11的长度，这样做可以填充前蒙板1与中蒙板2之间的空隙，同时可以支撑柔性的上蒙皮11。

上述所述最大弯度时前蒙板1与中蒙板2之间间隙长度的确定方法为：前翼肋片4的弦线和中翼肋片5的弦线之间的夹角为a，a的取值范围为135°≤a≤225°，在最大角度时，量取前蒙板1与中蒙板2之间间隙长度，具体示意图如图5所示，另一种算法为：设前翼肋片4的弦线和中翼肋片5的弦线分别为A1和A2，他们之间的夹角为a，其弯度变化范围为0°<a<45°。

图2为本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮在机翼发生变形之后的示意图，在飞行器具有一定的前飞速度的情况下，蒙皮受到气动力作用，可与蒙板自动贴合，以达到填补蒙板间空隙，优化气动外形的作用。在飞行的过程中，前蒙板1与中蒙板2之间形成一定的夹角，上蒙皮11受到气动力作用，与前蒙板1与中蒙板2自动贴合，形成鳞片搭接式蒙皮7，同时，设置在前蒙板1与中蒙板2间隙中的下蒙皮12起到固定并支撑上蒙皮11的作用，这样可以保护上蒙皮11。

同理，在中蒙板2与后面的蒙板之间也设置有上蒙皮11和下蒙皮12，这样就形成了完整了鳞片结构，将以往的一张蒙皮替换成了多张蒙皮，提高了飞行效率。本实用新型提供了一种将整块蒙皮分割成多块蒙皮的例子。

通过常规机械驱动的变弯度自适应机翼，为了实现机翼的弯度可变，其在设计和制作时必定会在机翼的蒙板间流出一定的间隙，而且其这种机翼在进行变弯度运动时，机翼翼型会在变形运动的旋转轴处产生曲率突变点。为了消除间隙和曲率突变点对于飞行器气动性能的影响，本实用新型以一种鳞片搭接式蒙皮，通过鳞片搭接这种较为简单的方式实现蒙皮在机翼变弯度过程中的柔性、平滑变形，是一种成本较低的、在工程上切实可行的方法。

本实用新型的鳞片搭接式蒙皮工作原理是将原本整体的蒙皮分成多个小段，通过鳞片搭接的方式填补自适应机翼上下表面蒙板间的空隙。此种蒙皮前端固定在蒙板上，后端不作固定，在飞行器相对气流无前飞速度的情况下时，在重力的作用下，上表面的蒙皮搭在上蒙板上，下表面的蒙皮自然下垂。在飞行器具有一定的前飞速度的情况下，蒙皮受到气动力作用，可与蒙板自动贴合，以达到填补蒙板间空隙，优化气动外形的作用。

现对蒙皮的组成进行详细的说明，机翼上下表面的蒙皮采用同样的形式。本实用新型的鳞片搭接式蒙皮主要由两部分组成，上蒙皮11和下蒙皮12，上蒙皮采用柔性材料，下蒙皮采用具有一定的刚度的材料。其中上蒙皮11的前端固定在前蒙板1上侧的中心位置，前蒙板1固定在桁条3和前翼肋片4上，上蒙皮11的长度大于(1/2的前蒙板1长度+最大弯度时两块蒙板间的间隙)，上蒙皮11的后端不作固定。下蒙皮12的长度大于该段机翼在最大弯度时两块蒙板间的间隙，小于上蒙皮11的长度，下蒙皮12的前端固定在前蒙板1后端的面上，下蒙皮12的后端不作固定。

设置两层蒙皮的主要原因是：若只采用柔性的上蒙皮，其受到气动载荷时，易在两蒙板的间隙处产生凹陷，但加上有一定刚度的下蒙皮12后，可以避免这种凹陷的产生。由于下蒙皮12厚度也比较薄，其在气动载荷下仍有一定的变形能力，其变形能力若不足以维持飞行器机翼良好的气动外形，在其外侧的、柔性相对较好的上蒙皮11可以对气动外形进行优化。

上蒙皮11采用的柔性材料可以是聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯－醋酸乙烯聚物、绵纸、丝绸等；下蒙皮12采用的刚性材料可以是铜、铝、铁、巴沙木等；上蒙皮11的固定方式可以通过胶接、螺钉连接、磁吸等方式；下蒙皮12的固定方式可以通过胶接、螺钉连接、磁吸等方式；

综上所述，本实用新型提出的一种鳞片搭接式蒙皮，将原本整体的蒙皮分成多个小段，通过鳞片搭接的方式填补自适应机翼上下表面蒙板间的空隙，在飞行器具有一定的前飞速度的情况下，蒙皮受到气动力作用，可与蒙板自动贴合，以达到填补蒙板间空隙，优化气动外形的作用，通过鳞片搭接这种较为简单的方式实现蒙皮在机翼变弯度过程中的柔性、平滑变形，是一种成本较低的、在工程上切实可行的方法。

以上的实施方式均为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利保护范围。任何本实用新型所属的技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，对本实用新型的内容所做的等效结构与等效步骤的变换均落入本实用新型要求保护的专利范围之内。