折叠式机翼的气囊充气式蒙皮的制作方法

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种折叠式机翼的气囊充气式蒙皮，用于作为折叠式机翼的上下表面蒙皮。

背景技术：

现有技术中，由专利号：201620324195.x和专利号:201621063844.1公开的折叠式机翼，具有能够完全折叠和完全展开的性能，能够广泛应用于各种类型小型和轻型有人驾驶或无人驾驶的飞行器。

现有折叠式机翼的机翼上下表面蒙皮由柔性可折叠材料构成，连接在机翼前缘梁和蒙皮支撑肋上下表面，构成机翼的外表面，机翼展开时，机翼展开装置将作用力施加给由三角形桁架构成的机翼支撑骨架，使其一条边沿滑轨滑动，改变三角形的形状和面积，并带动与机翼前缘梁铰接的蒙皮支撑肋运动，同时带动与蒙皮支撑肋相连接的上下表面蒙皮展开，机翼完全展开后，蒙皮被张拉绷紧，形成机翼外表面，能够承受飞行器飞行过程中产生的气动荷载。

现有技术的缺陷在于：机翼支撑骨架展开的拉伸力作用于机翼表面蒙皮，使其展开和张拉绷紧，机翼表面蒙皮张拉的越紧，机翼承受气动荷载的能力越大，但支撑骨架展开需要的力也越大，支撑骨架承受的力也越大，由此会造成需要加强支撑骨架的结构强度，并需要加大机翼展开装置输出的功率，这些都会造成机翼结构重量的增加和能耗增加。

现有技术对于翼展较小的机翼，是可行的，但对于较大翼展的机翼，采用现有技术，完全由支撑骨架展开的拉伸作用将表面蒙皮张拉得足够紧是困难的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：采用气囊充气式蒙皮用于折叠式机翼的表面蒙皮，能够很好的解决现有技术存在的缺陷。

本实用新型提供一种折叠式机翼的气囊充气式蒙皮，覆着于折叠式机翼外表面，构成机翼外表面蒙皮，在机翼支撑骨架(1)和蒙皮支撑肋(3)拉动下，能够折叠或展开，其中每两根相邻蒙皮支撑肋(3)之间的机翼蒙皮是气囊充气式蒙皮，以机翼支撑骨架(1)和蒙皮支撑肋(3)做骨架的气囊充气式蒙皮构成了机翼表面蒙皮，机翼展开后表面蒙皮被张拉绷紧，充放气装置(6)将加压气体通过管道(7)和控制阀门向气囊中充入气体，并维持气囊内适当的气压，气囊鼓起，使得机翼表面蒙皮被进一步绷紧，气压平衡监测系统依据空中气压变化,通过控制充放气装置(6)和控制阀门，适时对气囊充气或者排气,使气囊内外压差保持在设计范围之内。

进一步地，机翼上表面的蒙皮为气囊充气式蒙皮(4)，下表面为柔性蒙皮(5)。

进一步地，机翼上下表面的蒙皮都是气囊充气式蒙皮。

进一步地，所述气囊充气式蒙皮为自承压式气囊充气式蒙皮或内胎承压式气囊充气式蒙皮。

进一步地，每两根蒙皮支撑肋(3)之间的气囊充气式蒙皮具有单气囊或者多个气囊。

进一步地，在机翼折叠时，气囊通过控制阀门排出气体，使机翼能够正常折叠。

本实用新型的主要优点：

1、气囊充气后，使机翼蒙皮支撑肋之间的表面蒙皮鼓起来从而进一步绷紧，同时因气囊内的气压升高，使得蒙皮表面进一步硬化，产生的效果是：优化了机翼外表面造型，减小了在使用中的变形，减小了对气流的阻力，使机翼表面更接近硬质材料制作的机翼表面；

2、现有的折叠式机翼，为使表面蒙皮张拉得更紧，机翼支撑骨架展开时，需要承受很大的力，由此会使得机翼支撑骨架的截面积加大、重量增加，采用本实用新型后，机翼支撑骨架只需要将蒙皮张拉到一定的程度，进一步将蒙皮张拉绷紧的工作由气囊充气来完成，因此，可以减小支撑骨架截面积，进而减轻其重量；

3、基于优点2，还使得机翼展开装置体积减小、重量减轻、能源消耗减少；

4、因为气囊容积相对机翼的体积小很多，所以气囊所需充气量并不大，气囊充气装置的体积和重量也相对较小；

5、采用本实用新型，可以使折叠式机翼做的更大，增加机翼的翼展，用于更大的机型。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的论述:

附图中展示的是一种:机翼上表面蒙皮为自承压式气囊充气式蒙皮的折叠式机翼。

图1---机翼完全折叠平面图；

图2---机翼展开过程中平面图；

图3---机翼完全展开气囊充气式蒙皮未充气平面图；

图4---机翼完全展开气囊充气式蒙皮充气后平面图；

图5---机翼完整平面图；

图6---图4中的a-a剖面图；

图7---图4中的b-b剖面图；

图8---机翼完全展开气囊充气式蒙皮充气后平面图(充排气一体化)；

图9---机翼完全展开气囊充气式蒙皮充气后平面图(集中充排气)；

图中：(1)--机翼支撑骨架，(2)--滑轨，(3)--蒙皮支撑肋，(4)上表面气囊充气式蒙皮，(5)--下表面蒙皮，(6)--充放气装置，(7)--充气(排气)管，(8)--单向阀,(9)--气压平衡(排气)阀,(10)--气压平衡(进排气)阀。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的折叠式机翼，采用气囊充气式蒙皮替代现有技术的单层柔性蒙皮；进一步的,在每两根为一单元的蒙皮支撑肋之间的机翼蒙皮，是气囊充气式蒙皮；进一步的,机翼在折叠状态下，气囊充气式蒙皮的气囊中没有充气，蒙皮可以随机翼支撑骨架和蒙皮支撑肋的动作完全折叠；进一步的,机翼展开时，气囊充气式蒙皮在机翼支撑骨架和蒙皮支撑肋的拉动下展开，机翼完全展开后，蒙皮被张拉绷紧到一定程度；进一步的,充放气装置将加压气体通过管道和控制阀门向气囊中充入气体，并维持气囊内适当的气压，气囊鼓起，使得机翼表面蒙皮被进一步绷紧，同时充气气囊表面也具有和气囊内充气压力相对应的硬度；进一步的,随着飞行器在空中飞行高度的变化,气压平衡监测系统依据空中气压变化,通过控制充放气装置和控制阀门，适时对气囊充气或者排气,使气囊内外压差保持在设计范围之内；进一步的,充气完成后,整片机翼就形成了:以机翼支撑骨架和多组蒙皮支撑肋做骨架的气囊充气式蒙皮构成的机翼外表面蒙皮，具有更好的绷紧度和硬度，更接近由硬质材料构成的机翼表面蒙皮；进一步的,机翼折叠时，气囊通过控制阀门排出气体，使机翼能够正常折叠。

气囊充气式蒙皮，可分为自承压式气囊充气式蒙皮和内胎承压式气囊充气式蒙皮，它们的气囊形式不同，自承压式气囊充气式蒙皮的气囊特点是：在每两根为一单元的蒙皮支撑肋之间的机翼蒙皮，是双层蒙皮，双层蒙皮之间形成气囊，压缩气体可直接充入气囊，这种气囊结构相对简单，但要求形成气囊的材料在满足机翼蒙皮材料要求同时还要具有良好的气密性；内胎承压式气囊充气式蒙皮的气囊特点是：在每两根为一单元的蒙皮支撑肋之间的机翼蒙皮，是双层蒙皮，双层蒙皮内装有气囊内胎，压缩气体充入气囊内胎，气囊内胎鼓起来撑开双层蒙皮，从而进一步绷紧蒙皮，这种结构因为是内胎充气承压，对蒙皮的气密性要求相对较低。

图1-4左半幅是带蒙皮的机翼图，右半幅是机翼结构透视图,图5是蒙皮完整的机翼展开平面图。

进一步的，图1、图2、图3展示折叠式机翼从折叠到完全展开状态过程图,该过程中气囊充气式蒙皮没有充气,图4、图5展示机翼完全展开后,气囊充气式蒙皮充气后机翼状态图。

进一步的，图1展示机翼完全折叠时，气囊充气式蒙皮(4)未充气，因此能够完全折叠在一起；进一步的，图2展示了折叠式机翼展开的过程；进一步的，图3展示了机翼完全展开后的机翼形态，此时气囊充气式蒙皮(4)、和下表面蒙皮(5)受机翼支撑骨架(1)的拉动，以蒙皮支撑肋(3)为单元被张拉绷紧，但并未充气；进一步的，充放气装置(6)通过充气管(7)和单向阀(8)向气囊充气式蒙皮(4)的各单元气囊充气，气囊内气压升高气囊鼓起，蒙皮被进一步的张拉绷紧，图4展示了气囊充气式蒙皮充气后的状态图；图5展示了左右机翼完整覆盖气囊充气式蒙皮的平面图。

进一步的，折叠式机翼每两根蒙皮支撑肋(3)之间的上表面蒙皮(4)是气囊充气式蒙皮，根据需要，可以是单气囊，也可以按纵向或者横向划分成多个气囊。

图6是图4的a-a剖面图，图7是图4的b-b剖面图，图中上表面蒙皮(4)采用气囊充气式蒙皮、下表面蒙皮(5)采用柔性蒙皮，实际应用中，根据需要也可以上下表面均采用气囊充气式蒙皮。

进一步的，充放气装置(6)通过管道(7)向蒙皮气囊内充气，管道(7)沿机翼前缘梁布置，从管道(7)上接出若干条软管，对应接入气囊充气式蒙皮(4)的各单元气囊，每一条软管上都安装有气流单向阀(8)，使得加压气体只能通过单向阀(8)进入气囊，不能通过此阀门排出，以保持各单元气囊内气压。

进一步的，随着飞行器在空中飞行高度的变化，大气压也在变化，海拔高度越高，大气压越低，气囊充气式蒙皮(4)内外气压差会增大，为保持气囊内外气压差在设计范围内，每个单元气囊都安装有气压平衡(排气)阀(9)，通过传感器(图中传感器连线从略)检测气囊内外压差变化，当压差超过设计范围时，启动气压平衡(排气)阀(9)排气，以维持气囊内外压差平衡。当飞行器降落后，折叠式机翼需要折叠时，气压平衡(排气)阀(9)打开，以排放气囊内气体，使机翼正常折叠。

通过监控系统传感器的监测，控制充放气装置(6)和气压平衡(排气)阀(9)适时的充气、排气，能够保持气囊充气式蒙皮(4)内外压差平衡。

根据用途需要,充放气装置(6)有不同的类型,能够采用不同的方法为气囊充气,例如:对于只需要一次性使用的机翼，可以采用药物激发产生气体为机翼气囊充气，也可以采用压缩空气罐为机翼气囊充气。对于需要重复使用的机翼，可以采用空气压缩机为机翼气囊充气。

本实用新型的另一个案例是图8，采用充排气一体化设计方案，既：充气和排气采用同一条管道(7)，将各单元充气软管上的单向阀(8)换成气压平衡(进排气)阀(10)，取消各单元气囊上安装的气压平衡(排气)阀(9)，通过传感器监测气囊内外压差变化：

1、控制充放气装置(6)通过气压平衡(进排气)阀(10)向气囊充气；

2、控制气压平衡(进排气)阀(10)，通过管道(7)和充放气装置(6)适时排气，维持气囊内外压差平衡。

本实用新型的另一个案例是图9，对于某些飞行器，当不需要保持折叠式机翼各单元气囊相互独立存在时，图9采用了一组公共的气压平衡(进排气)阀(10)，通过传感器监测、控制充放气装置(6)和气压平衡(进排气)阀(10)，适时的充气、排气，维持气囊内外压差平衡。

本专业技术人员应该理解，根据气压变化，控制相关装置适时向气囊充气、排气，以维持气囊内外压差平衡，不局限于上述方式，只要能够达到维持气囊内外压差平衡，形成折叠式机翼的气囊充气式蒙皮的方法，均属于本实用新型范围。

实施例：

现有折叠式机翼用于飞行汽车时，采用本实用新型，将改善机翼的气动性能，减小阻力，减少飞行中的能耗，提高飞行速度和航程。

本实用新型适用于所有本文所论述的折叠式机翼。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。