一种飞机翼梢对向拉压作动折叠机构及折叠方法

技术领域

本发明属于飞机机体结构设计技术领域，提出了一种飞机翼梢对向拉压作动折叠机构及折叠方法。

背景技术

通过采用大展弦比机翼提高飞机升阻比已成为现代大型宽体客机设计中降低油耗的一条主要考虑途径。为克服由此而导致的飞机对机场适应性问题，即飞机大翼展可能会超出机场跑道、滑行道及停放地对飞机宽度的要求，近年来在大型宽体客机上采用折叠翼设计已开始受到越来越多的关注，特别是波音公司可折叠翼梢在B777X上的成功应用为未来折叠翼技术的进一步发展展示了良好的市场前景。

尽管折叠翼在大型宽体客机上的应用只是近几年的事情，但是在舰载机领域应用已有几十年的历史。从现有公开的资料来看，目前在折叠翼设计中最基本的折叠方式包括两种，一种是扭矩盒方案，将转动铰链轴线置于折叠面内中心弦线位置，通过电动旋转作动器驱动可动部分进行折叠；另一种是推杆式方案，将转动铰链轴线设置在折叠面内靠近转动方向上的机翼内侧表面位置(向上折叠时铰链轴设在上表面，向下折叠时铰链轴设在下表面)，通过液压作动筒推动可动部分折叠。

然而，扭矩盒方案由于铰链轴线位于折叠面厚度方向的中心线上，因此折叠时机翼的上下表面都须在折叠面处断开，这对的闩锁结构及控制系统的可靠性提出相对较高的要求。此外，以齿轮箱为驱动，齿轮箱可达可检性、互换性差，增加维修维护的难度和成本。

而推杆式方案中闩锁的可靠性极其重要，且不利于防止飞机停放各种机场时日晒、沙尘、雨雪等外部环境因素的侵袭。另外，这样的设计其锁定装置相对要远离机翼固定部分，不便于有效利用固定部分构件。

因此，亟待提供一种便于翼梢折叠设计、翼梢锁定设计、以及停飞状态下作动系统防护设计等方面的翼梢折叠机构。

发明内容

为了克服以上不足，本发明技术方案提出一种飞机翼梢对向拉压作动折叠机构及折叠方法。本发明技术方案中，直线作动器采用展向对向串联布置，折叠旋转轴线布置在翼梢截面中线，通过一组或多组串联作动器拉压配合完成翼梢折叠，通过再一次拉压放下折叠翼梢。折叠作动机构与闩锁机构分开设计，在折叠翼梢处于折叠状态时地面闩锁及旋转转轴共同完成锁定，折叠翼梢收处于收起状态时，通过上下翼面两组空中闩锁结构，完成翼梢在空中的锁定。可用于大翼展飞机折叠翼梢结构和机构设计，为规避波音空客等目前所拥有的专利技术提供了一条可行的途径。

根据本发明技术方案的第一方面，提供一种飞机翼梢对向拉压作动折叠机构，包括：

翼梢固定端，所述翼梢固定端上固设有多组固定端转轴支座和作动支座，每个固定端转轴支座上均设置有旋转驱动接头，作动器连接在旋转驱动接头和作动支座之间；

翼梢折叠端，所述翼梢折叠端与翼梢固定端彼此穿插接合，其上固设有一组折叠端转轴支座；

折叠转轴，所述折叠转轴穿设于固定端转轴支座、旋转驱动接头以及折叠端转轴支座之间；

多组固定闩锁，所述固定闩锁分别设置于所述翼梢固定端和翼梢折叠端上，并彼此配合。

进一步地，所述翼梢固定端上固设有并列设置的一组固定端转轴支座和两组作动支座，两组作动支座分别设置于固定端转轴支座两侧，两组作动器采用展向对向串联方式布置在旋转驱动接头两侧。

进一步地，所述旋转驱动接头的形状为V或▽(倒置三角形)型，包括上部的两个作动器连接端和下部的折叠转轴固定端，所述折叠转轴穿设于旋转驱动接头的折叠转轴固定端中。

进一步地，所述作动器为直线作动器，包括支撑端和作动端，所述支撑端与作动支座铰接，所述作动端与旋转驱动接头的作动器连接端铰接。

进一步地，所述折叠转轴与旋转驱动接头以及折叠端转轴支座固接、与固定端转轴支座铰接。

进一步地，在折叠翼从展开向折叠状态变换时，布置在旋转驱动接头两侧的两组作动器中，一组逐渐伸展且另一组逐渐收缩，使得旋转驱动接头带动折叠转轴和折叠端转轴支座转动，进而带动翼梢折叠端逐渐折叠。

进一步地，当折叠翼处于折叠状态时，V或▽型的所述旋转驱动接头为水平状态。

进一步地，在折叠翼从折叠向展开状态变换时，布置在旋转驱动接头两侧的两组作动器中，伸展的一组逐渐收缩且收缩的一组逐渐伸展，使得旋转驱动接头带动折叠转轴和折叠端转轴支座转动，进而带动翼梢折叠端逐渐展开。

进一步地，当折叠翼处于展开状态时，V或▽型的所述旋转驱动接头为竖直状态。

进一步地，穿过所述折叠转轴的翼梢折叠轴线布置在翼梢截面中线位置。

进一步地，所述固定闩锁包括地面固定闩锁及空中固定闩锁，其中：

所述地面固定闩锁分别设置在所述翼梢固定端的上翼面和所述翼梢折叠端的下翼面上，在折叠翼处于折叠状态时，所述翼梢固定端的上翼面和所述翼梢折叠端的下翼面上的地面固定闩锁彼此对齐并与转轴相配合完成折叠位置锁定；

所述空中固定闩锁设置在折叠转轴两侧，分别所述翼梢固定端和所述翼梢折叠端的上翼面和下翼面上，在折叠翼处于收起展开时，所述翼梢固定端和所述翼梢折叠端的上翼面和下翼面上的空中固定闩锁彼此对齐完成展开位置锁定。

根据本发明技术方案的第二方面，提供一种飞机翼梢对向拉压作动折叠方法，包括：

从展开到折叠：

S11：打开翼梢固定端和翼梢折叠端的上翼面和下翼面上的地面固定闩锁，解除地面固定闩锁对折叠翼运动的固定；

S12：左、右两侧作动器拉压配合通过旋转驱动接头带动折叠转轴旋转，折叠转轴在固定端转轴支座的约束下，通过折叠端转轴支座带动翼梢折叠端折起；

S13：在翼梢折叠端折起到指定位置后，通过翼梢固定端的上翼面和翼梢折叠端的下翼面上的空中固定闩锁彼此对齐并与转轴相配合完成折叠位置锁定；

从折叠到展开：

S21：打开翼梢固定端的上翼面和翼梢折叠端的下翼面上的空中固定闩锁，解除空中固定闩锁对折叠翼运动的固定；

S22：左、右两侧作动器拉压配合通过旋转驱动接头带动折叠转轴旋转，折叠转轴在固定端转轴支座的约束下，通过折叠端转轴支座带动翼梢折叠端展开；

S23：在翼梢折叠端完全展开后，通过翼梢固定端和所述翼梢折叠端的上翼面和下翼面上的地面固定闩锁彼此对齐完成展开位置锁定。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

(a)本发明技术方案在折叠后形成相对封闭的闭室，不会让系统和作动器设备等裸露在外，从而具有较好的防护日晒、沙尘及雨雪等外部机场环境因素侵袭的功能，也能可达可检互换性，降低维修维护的难度和成本，还能保证折叠截面结构刚度。

(b)本发明技术方案作动器采用展向对向串联布置，充分利用翼梢展向空间，降低单个作动器工作载荷，有效解决翼梢垂向布置空间与作动器截面尺寸之间的突出矛盾点。

(c)本发明技术方案将翼梢折叠轴线布置在翼梢截面中线，远离上、下翼面，有利于提高旋转截面刚度，减少因变形发生作动器卡阻及上下翼面干涉机率，提高折叠机构可靠性。

(d)本发明技术方案在机翼折叠过程中，作动器通过拉压旋转轴的作动接头完成翼梢折叠过程，总体行程较短、作动载荷协调分配到左右两个作动器上，相对于现有的直线驱动方案有利于稳定性设计。

(e)本发明技术方案转轴两侧驱动接头，呈“V”型或

(f)本发明技术方案折叠作动机构与闩锁机构分开设计，折叠旋转轴承及空中闩锁受机构承受地面载荷，布置在上、下翼面的四套闩锁机构承受空中载荷，不存在功能复用，作动机构与闩锁机构可靠性高。

附图说明

图1为本发明的展向串联拉压作动折叠机构侧视图；

图2为本发明的展向串联拉压作动折叠机构俯视图；

图3A为本发明的展向串联拉压作动折叠机构展开示意图；图3B为本发明的展向串联拉压作动折叠机构折叠示意图；

图4为本发明的展向串联拉压作动折叠机构水平展开时折叠翼的侧视图；

图5为本发明的展向串联拉压作动折叠机构45°运动过程中折叠翼的侧视图；

图6为本发明的展向串联拉压作动折叠机构90°竖直折起时折叠翼的侧视图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

多个，包括两个或者两个以上。

和/或，应当理解，对于本公开中使用的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

本发明技术方案提出一种飞机翼梢对向拉压作动折叠机构，如图1-2所示。该方案的基本特点是直线作动器采用展向对向串联布置，折叠旋转轴线布置在翼梢截面中线，通过一组或多组串联作动器拉压配合完成翼梢折叠，通过再一次拉压放下折叠翼梢。折叠作动机构与闩锁机构分开设计，在折叠翼梢处于折叠状态时地面闩锁及旋转转轴共同完成锁定，折叠翼梢收处于收起状态时，通过上下翼面两组空中闩锁结构，完成翼梢在空中的锁定。

这里，所谓“展向对向串联”，是指在机翼翼展方向(翼根到翼梢方向)，两组作动器串联布置，同时两组作动器对向作动。

该飞机翼梢对向拉压作动折叠机构包括翼梢固定端、翼梢折叠端、作动支座、固定端转轴支座、折叠端转轴支座、折叠转轴、旋转驱动接头、直线作动器、空中固定闩锁及地面固定闩锁。

作动支座与翼梢固定端通过机械连接固定，作动器支撑端与支撑支座铰接，作动器作动端与转轴驱动接头铰接，驱动接头通过机械连接与转轴固定，转轴与折叠端转轴连接接头固接、转轴与固定端转轴支座铰接。

作动器采用展向串联布置在折叠转轴的两侧，作动端分别与旋转驱动接头左右两侧铰接，通过两侧作动器配合作动完成折叠翼梢的折叠与收起。旋转驱动接头呈V字型或▽型设计，将两侧作动器的直线拉压运动转化为折叠轴的旋转运动。转轴在固定端支撑接头的约束下，并通过折叠端转轴连接接头带动折叠端折起或放下。

固定端上翼面的地面闩锁和折叠端下翼面的地面闩锁，在翼梢折叠处于折叠状态时，此次对齐与转轴相配合完成翼梢地面折叠位置锁定。

在折叠转轴两侧、固定端及折叠端上下翼面布置四组空中闩锁，在处于翼梢收起状态时，通过四组闩锁结构完成折叠翼梢在空中收起位置锁定。

实施例

根据上述方案，假设机翼上下壁板是平面的形式，可以得到图3A和图3B所示的展向串联拉压作动折叠机构。具体包括，翼梢固定端1、翼梢折叠端2、作动支座3、作动器4、旋转驱动接头5、折叠转轴6、固定端转轴支座7、折叠端转轴支座8、空中固定闩锁9、地面固定闩锁10和地面固定闩锁11。

该展向串联拉压作动折叠机构水平展开时折叠翼的侧视图如图4所示。

折叠翼梢从展开到折起时，具体工作步骤说明如下。

步骤一：打开翼梢固定端1和折叠端2空中固定闩锁9，解除展开闩锁对折叠翼运动的固定。

步骤二：左、右两侧作动筒拉压配合通过旋转驱动接头5带动转轴6旋转，完成翼梢折叠。

步骤三：在折叠端2达到指定位置后，通过地面固定闩锁10和地面固定闩锁11与折叠转轴6实现折叠翼梢的地面锁定。

具体可参见图5和图6所示本发明的展向串联拉压作动折叠机构45°运动过程中以及90°竖直折起时折叠翼的侧视图。

综上，本发明技术方案中直线作动器采用展向串联布置，折叠旋转轴线布置在翼梢截面中线，通过一组或多组串联作动器拉压配合完成翼梢折叠，通过再一次拉压放下折叠翼梢。此外，通过将折叠作动机构与闩锁机构分开设计，在翼梢处于折叠状态时地面闩锁各一组及旋转转轴共同完成锁定。翼梢收处于收起状态时，通过上下翼面分别两组空中闩锁机构，完成翼梢在空中的所定。同现有技术相比，本发明技术方案更便于翼梢折叠设计、翼梢锁定设计、以及停飞状态下作动系统防护设计等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。