用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼的制作方法

本技术属于航空，具体涉及一种用于箱式发射的固定翼无人机机翼折叠、自动展开及锁定机构及其模块化的设计实现方案。

背景技术：

1、目前固定翼无人机起飞状态的机翼形式主要有全翼展状态与折叠状态。全翼展状态使用广泛，结构简单可靠，技术成熟，但也存在明显的缺陷，诸如空间体积占用率大。而折叠翼可以有效减少无人机对空间的占用，可以在较小的空间里布置更多的无人机群，更有利于实现无人机集群快速发射。但折叠机翼相较于全展长机翼，存在结构复杂、可靠性降低、技术难度高等明显的缺点，且机翼在折叠段的气动外形不完整导致气动力损失。

2、对机翼进行折叠与展开的驱动一般包括电机驱动、液压驱动、弹性元器件驱动等，电机与液压驱动往往多用于舰载机、歼击机等大负载机翼，且展开时间较长，结构也相对复杂很多。而小型无人机起飞迅速，包括靶机、各类弹体等，其翼面的展开往往需要使用弹性元件在较短的时间实现迅速展开到位，并能可靠锁定。

3、近年来，市场对于无人机特别是靶机类产品的集群发射需求逐步增加，老式发射方式准备时间长、地面占用率高，无法胜任高密度集群发射。而箱式发射是解决无人机高密度集群发射的重要手段之一，机翼折叠将大大减小无人机的空间占用，缩小发射箱的体积，加大发射箱的密度，是箱式发射的必要关键技术之一。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型旨在提供一种用于箱式发射的固定翼无人机机翼折叠、自动展开及锁定机构，它能够实现单人在地面进行机翼折叠操作、无人机发射升空后机翼自动展开、展开到位后自动锁定机翼，防止机翼回弹或震颤。本实用新型提供的机翼折叠机构具有充分的气动保形功能，能充分降低机翼折叠区域的气动力损失。

2、为了实现上述效果，本实用新型申请提供一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，所述折叠机翼沿翼展方向分为内、外两段，具体包括内翼、外翼、机翼折叠机构，所述内翼和外翼通过机翼折叠机构相连接；其中，所述机翼折叠机构采用模块化的结构设计，机翼折叠机构作为一个总模块分别与内翼、外翼通过接头和卡槽连接并用紧固件锁紧；

3、所述机翼折叠机构的折叠转动轴线与折叠分离面采用偏置设计，折叠分离面包含一段与折叠转动轴线同轴的圆柱面、一段与翼展方向垂直的平面，平面与圆柱面相切 ；所述机翼折叠机构中包含固定接头、转动接头、内安装肋、外安装肋，固定接头、转动接头、内安装肋、外安装肋均具有折叠分离面的结构特征，转动接头及外安装肋以转轴为中心轴旋转，其折叠分离面在展开时与固定接头、内安装肋重合。

4、进一步的，所述机翼折叠机构包含折叠转动及锁定模块、安装连接及气动保形模块。

5、进一步的，所述折叠转动与锁定模块包含扭矩发生元件、前固定接头、前转动接头、后固定接头、后转动接头、锁销组件，固定接头与转动接头成对设置，其以飞行方向的前后为前后命名，所述前固定接头与内翼前梁连接、后固定接头与内翼后梁连接；所述转动接头连接外翼一侧，用于带动外翼进行折叠、展开，前转动接头与外翼前梁连接、后转动接头与外翼后梁连接，使用紧固件及保形螺母紧固，所述转轴的两端用紧固件与前固定接头、后固定接头连接紧固。

6、进一步的，所述安装连接及气动保形模块包含内安装肋、外安装肋、各保形口盖及保形螺母等，前述的扭矩发生元件一端与内安装肋连接，另一端与外安装肋连接传递扭矩；

7、所述扭矩发生元件包含套筒，所述套筒与转轴同轴连接，套装在转轴上，扭簧的两端分别与内安装肋、外安装肋相连接；所述压力发生元件包含前、后两个压簧，所述压簧与锁销一一对应，所述压簧安装在锁销外侧，所述压簧安装在锁销安装块上。

8、进一步的，所述机翼折叠机构包含锁销组件，所述锁销组件在固定接头上与内翼安装肋相连接的一侧安装，并在内翼安装肋的相应位置开槽留出其安装空间，所述锁销组件用于外翼自动展开到位后锁定其展开状态。

9、进一步的，所述锁销组件分为前、后两组，均由锁销、锁销安装块、压力发生元件组成，所述锁销组件与前固定接头、后固定接头一一对应，所述锁销安装于固定接头外侧，所述锁销贯穿相应的固定接头与转动接头；压力发生元件穿过锁销尾杆段安装在锁销安装块的滑槽内，锁销安装块通过螺纹紧固件与相应的固定接头连接。

10、进一步的，所述锁销组件与固定接头的限位孔采用间隙配合、与转动接头采用锥形导向配合。

11、进一步的，所述扭矩发生元件产生扭矩并由发射装置的限位结构约束，发射后机翼解除约束，扭矩发生元件及外翼气动升力驱动机翼完成自动展开，扭矩大小由机翼受载情况及折叠机翼指标确定。

12、有益效果在于：

13、1）减小无人机发射期间的空间占用率、缩短发射准备时间，实现无人机集群快速发射；

14、2）折叠转动轴线与折叠面的偏置设计，结构紧凑，通过保形设计可以充分保证机翼气动外形的完整，避免机翼折叠段的气动力损失；

15、3）传力路线短、传力直接、采用双锁定机构，结构强度好、重量轻、可靠性高；

16、4） 锁定结构通过固定接头直接作用于转动接头，并采用孔轴配合设计加前端锥形导向配合设计，消除折叠机构装配间隙导致的翼尖震颤问题；

17、5）采用模块化设计实现方法，结构简单、拆装方便，成本低廉，易于维护和使用；

18、6）机构兼容性好，简单变换即能够适应于多种型面的固定翼和尾翼的折叠。

技术特征：

1.一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，所述折叠机翼沿翼展方向分为内、外两段，具体包括内翼、外翼、机翼折叠机构，所述内翼和外翼通过机翼折叠机构相连接；其中，所述机翼折叠机构采用模块化的结构设计，机翼折叠机构作为一个总模块分别与内翼、外翼通过接头和卡槽连接并用紧固件锁紧；

2.根据权利要求1所述的一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，所述机翼折叠机构包含折叠转动及锁定模块、安装连接及气动保形模块。

3.根据权利要求2所述的一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，所述折叠转动及锁定模块包含扭矩发生元件、前固定接头、前转动接头、后固定接头、后转动接头、锁销组件，固定接头与转动接头成对设置，其以飞行方向的前后为前后命名，所述前固定接头与内翼前梁连接、后固定接头与内翼后梁连接；所述转动接头连接外翼一侧，用于带动外翼进行折叠、展开，前转动接头与外翼前梁连接、后转动接头与外翼后梁连接，使用紧固件及保形螺母紧固，所述转轴的两端用紧固件与前固定接头、后固定接头连接紧固。

4.根据权利要求3所述的一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，所述安装连接及气动保形模块包含内安装肋、外安装肋、各保形口盖及保形螺母，前述的扭矩发生元件一端与内安装肋连接，另一端与外安装肋连接传递扭矩；

5.根据权利要求3所述的一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，所述锁销组件分为前、后两组，均由锁销、锁销安装块、压力发生元件组成，所述锁销组件与前固定接头、后固定接头一一对应，所述锁销安装于固定接头外侧，所述锁销贯穿相应的固定接头与转动接头；压力发生元件穿过锁销尾杆段安装在锁销安装块的滑槽内，锁销安装块通过螺纹紧固件与相应的固定接头连接。

7.根据权利要求3所述的一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，所述锁销组件与固定接头的限位孔采用间隙配合、与转动接头采用锥形导向配合。

8.根据权利要求3所述的一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，其特征在于，所述扭矩发生元件产生扭矩并由发射装置的限位结构约束，发射后机翼解除约束，扭矩发生元件及外翼气动升力驱动机翼完成自动展开，扭矩大小由机翼受载情况及折叠机翼指标确定。

技术总结
本技术公开了一种用于箱式发射的固定翼无人机折叠机翼，所述折叠机翼沿翼展方向分为内、外两段，具体包括内翼、外翼、机翼折叠机构，所述内翼和外翼通过机翼折叠机构相连接；其中，所述机翼折叠机构采用模块化的结构设计，机翼折叠机构作为一个总模块分别与内翼、外翼通过接头和卡槽连接并用紧固件锁紧。本技术提供了机翼折叠机构基于模块化的设计实现方案，完成机翼折叠机构的装配，以及与内翼、外翼连接安装。内翼、外翼在机翼合拢模具内通过工装定位内外翼的安装接口后一次性完成合拢。

技术研发人员：姜其用,姚琳,张晓木,肖杰,陈刚,陈龙,王晓东
受保护的技术使用者：中国人民解放军总参谋部第六十研究所
技术研发日：20220915
技术公布日：2024/1/15