一种旋转风轮环量控制型机翼的制作方法
【专利摘要】一种旋转风轮环量控制型机翼，包括：蒙皮(1)、前梁(3)、桁条(4)、翼肋(5)、后梁(6)、风轮连接杆(7)、风轮(8)；翼肋(5)沿机翼展向分布，每个翼肋(5)均与前梁(3)垂直，后梁(6)平行于前梁(3)且与翼肋(5)垂直，桁条(4)分别沿翼肋(5)上缘、下缘分布且位于前梁(3)、后梁(6)之间，每个桁条(4)均与翼肋(5)垂直；蒙皮(1)包裹在前梁(3)、桁条(4)、翼肋(5)、后梁(6)所形成的机翼骨架的外侧；风轮(8)通过风轮连接杆(7)固定在翼肋(5)后缘且风轮(8)的中心低于翼肋(5)的翼型中弧线。本实用新型利用风轮改变后缘流动状态，提高机翼升阻比。
【专利说明】
一种旋转风轮环量控制型机翼
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种环量控制型机翼。【背景技术】
[0002]机翼的气动性能影响着飞机的巡航速度、起飞与着陆性能、失速速度、操纵品质等空气动力特性。提尚飞机的升阻比意味着提尚飞机的巡航效率，即节省燃油。目如提尚机翼气动性能的主要途径是各种流动控制措施的应用，其流动控制方法有被动控制和主动控制两大类。
[0003]目前，被动流动控制技术应用较多，如翼刀、涡流发生器等。被动流动控制方式结构简单，但是控制方式固定化，不能适应于宽工况条件下的增升减阻。主动流动控制方式已经发展几十年，其主要机理是在物体流场中直接施加适当的扰动模式并与流动的内在模式相耦合来实现对流动的控制，通过局部或者全局的有效流动改变，进而使飞行器的飞行性能显著改善，如吹吸气、零质量射流等手段。吹吸气控制方式能使机翼减阻10%以上，但是吹吸气需要在机翼表面大面积打孔，其孔径较小，在实际应用中其孔容易被污物堵塞，由此带来飞机应用和保养上的困难。零质量射流也同样面临开孔和保养问题。【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种旋转风轮环量控制型机翼，针对被动控制方式的固化缺陷和主动控制方式应用和保养上的问题，利用机翼后缘安装风轮，风轮旋转产生的环量改变后缘流动状态，提高机翼升阻比，使机翼升阻比大幅提尚。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:一种旋转风轮环量控制型机翼，包括:蒙皮、前梁、桁条、翼肋、后梁、风轮连接杆、风轮;翼肋从前梁一端开始沿机翼展向分布至前梁另一端，每个翼肋均与前梁垂直；后梁平行于前梁且与翼肋垂直，后梁位于前梁和翼肋后缘之间;桁条分别沿翼肋上缘、下缘分布且位于前梁、后梁之间，每个桁条均与翼肋垂直;蒙皮包裹在前梁、桁条、翼肋、后梁所形成的机翼骨架的外侧;风轮通过风轮连接杆固定在翼肋后缘且风轮的中心低于翼肋的翼型中弧线。
[0006]所述翼肋的形状为NACA0012翼型。
[0007]所述翼肋的数量为10个。
[0008]所述风轮包括两个或两个以上呈辐射状的叶片。
[0009]所述风轮的中心位于机翼95 %弦长处且低于机翼翼型中弧线0.2%，风轮外径与翼肋后缘相切，数量与翼肋一致。
[0010]所述前梁设置在机翼15%弦长处。[〇〇11]所述后梁设置在机翼65 %弦长处。
[0012]所述蒙皮厚度为3mm，材料为碳纤维复合材料。
[0013]所述桁条沿翼肋上缘分布有6个，沿翼肋下缘分布有6个。
[0014]本实用新型与现有技术相比的优点在于:
[0015](1)本实用新型针对被动控制方式的固化缺陷和传统吹吸气等主动控制方式应用和保养上的问题，在机翼后缘处安装小风轮，风轮旋转使风轮叶尖具有切向分速，风轮叶尖切向分速使流体产生漩涡，进而改变后缘流动状态，使机翼升阻比大幅提高。
[0016](2)本实用新型通过机翼前段实现机翼的基本气动特性，其结构简单，采取复合材料，结构重量较轻;通过在机翼后缘处安装风轮，使其在实际应用中较为方便，后期保养较为容易。
[0017](3)本实用新型针对机翼后缘风轮直径较小，长度较长的特征，通过多段式解决风轮安装的强度问题，并在每个翼肋处利用双连接杆进行强化，强化机翼结构，有利于工程实现。【附图说明】
[0018]图1为本实用新型旋转风轮环量控制型机翼侧视简图；
[0019]图2为本实用新型旋转风轮环量控制型机翼俯视简图；
[0020]图3为本实用新型旋转风轮侧视细节简图；[0021 ]图4为本实用新型旋转风轮俯视细节简图；[〇〇22]图5为本实用新型与基本机翼升力系数对比图(Re = 7X106);[〇〇23]图6为本实用新型与基本机翼阻力系数对比图(Re = 7X106);[〇〇24]图7为本实用新型与基本机翼升阻比对比图(Re = 7X106)。【具体实施方式】
[0025]如图1所示，本实用新型提供了一种旋转风轮环量控制型机翼，其包括:蒙皮1、减重孔2、前梁3、桁条4、翼肋5、后梁6、风轮连接杆7、风轮8;翼肋5从前梁3—端开始沿机翼展向分布至前梁3另一端，每个翼肋5与前梁3垂直;后梁6平行于前梁3且与翼肋5垂直，后梁6 位于前梁3和翼肋5后缘之间；减重孔2设置在机翼前缘、后缘和两翼梁之间共5个;桁条4分别沿翼肋5上缘、下缘分布且位于前梁3、后梁6之间，每个桁条4与翼肋5垂直;蒙皮1包裹在前梁3、桁条4、翼肋5、后梁6所形成的机翼骨架的外侧，蒙皮1的侧截面轮廓与翼肋5外轮廓一致;风轮8通过风轮连接杆7固定在翼肋5后缘且风轮8的中心低于翼肋5的翼型中弧线。翼肋5的形状为NACA0012翼型。
[0026]蒙皮1设置在机翼外表面，厚度为3mm，材料为碳纤维复合材料;前梁3，其设置在机翼15%弦长处;桁条4,其设置在前梁和后梁之间共12个;翼肋5,如图2所示，其设置在机翼展向位置共10个，其外形与机翼蒙皮轮廓一致;后梁6设置在机翼65 %弦长处。[〇〇27]风轮连接杆7，如图3、图4所示，设置在机翼后缘处，并分别与翼肋连接，共20个;风轮8,如图3、图4所示，设置在机翼后缘处，风轮8包括多个呈辐射状的叶片，风轮8的中心位于机翼95 %弦长且低于机翼翼型中弧线0.2 %处，风轮8直径外轮廓与机翼翼型后缘相切， 风轮8的叶片数为8片。每个风轮8通过两个风轮连接杆7安装在翼肋后缘。
[0028]图5?图7描述了基本机翼和本实用新型旋转风轮环量控制型机翼的气动性能对比结果，在雷诺数此=7\106、|^ = 0.3的条件下，本实用新型机翼的升力系数和基本机翼基本一致，相比基本机翼，本实用新型机翼的零升阻力系数降低达44.5%，升阻比提高约61.1%(攻角 a = 2°)。
[0029]本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。
【主权项】
1.一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于，包括:蒙皮(1)、前梁(3)、桁条(4)、翼肋 (5)、后梁(6)、风轮连接杆(7)、风轮(8);翼肋(5)从前梁(3) —端开始沿机翼展向分布至前 梁(3)另一端，每个翼肋(5)均与前梁(3)垂直;后梁(6)平行于前梁(3)且与翼肋(5)垂直，后 梁(6)位于前梁(3)和翼肋(5)后缘之间；桁条(4)分别沿翼肋(5)上缘、下缘分布且位于前梁 (3)、后梁(6)之间，每个桁条(4)均与翼肋(5)垂直;蒙皮(1)包裹在前梁(3)、桁条(4)、翼肋 (5)、后梁(6)所形成的机翼骨架的外侧;风轮(8)通过风轮连接杆(7)固定在翼肋(5)后缘且 风轮(8)的中心低于翼肋(5)的翼型中弧线。2.根据权利要求1所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述翼肋(5)的 形状为NACA0012翼型。3.根据权利要求1或2所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述翼肋(5) 的数量为10个。4.根据权利要求1或2所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述风轮(8) 包括两个或两个以上呈辐射状的叶片。5.根据权利要求4所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述风轮(8)的 中心位于机翼95 %弦长处且低于机翼翼型中弧线0.2 %，风轮(8)外径与翼肋(5)后缘相切， 数量与翼肋(5)—致。6.根据权利要求5所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述前梁(3)设 置在机翼15 %弦长处。7.根据权利要求1或2所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述后梁(6) 设置在机翼65 %弦长处。8.根据权利要求1或2所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述蒙皮(1) 厚度为3mm，材料为碳纤维复合材料。9.根据权利要求1或2所述的一种旋转风轮环量控制型机翼，其特征在于:所述桁条(4) 沿翼肋(5)上缘分布有6个，沿翼肋(5)下缘分布有6个。
【文档编号】B64C3/28GK205633013SQ201620390251
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】岳良明, 张旭, 刘芳, 张石玉
【申请人】中国航天空气动力技术研究院