張 春 陶秋萍

（中航通飛研究院有限公司，廣東 珠海 519040）

輕型飛機(jī)機(jī)翼折疊機(jī)構(gòu)研究

張 春 陶秋萍

（中航通飛研究院有限公司，廣東 珠海 519040）

輕型飛機(jī)，無論是單翼機(jī)還是雙翼機(jī)，為了方便運(yùn)輸和存儲，機(jī)翼通常都做成可折疊的。準(zhǔn)備飛行時(shí)，將機(jī)翼展開，鎖銷插好；飛行完畢后，將鎖銷拆下，機(jī)翼折疊到與機(jī)身平行的狀態(tài)，大大減小了機(jī)身的寬度，方便了運(yùn)輸和存放。

輕型飛機(jī)；機(jī)翼；折疊

1 引言

輕型飛機(jī)多是私人用戶使用，在家里面存放時(shí)一般只有車庫這樣的空間，或者直接露天放在院子里，平時(shí)運(yùn)輸都是自己用一個(gè)小拖車在路上拖著走，因此機(jī)翼需要折疊來減少占地空間，方便存儲和運(yùn)輸，針對不同布局的飛機(jī)需要設(shè)計(jì)不同的機(jī)翼折疊方法。

2 上單翼飛機(jī)

若機(jī)翼帶有斜撐桿，機(jī)翼根部與機(jī)身一般是通過鉸接頭連在一起，避免機(jī)翼根部承受彎矩，通常在機(jī)翼前后梁處各設(shè)置一個(gè)鉸接接頭。設(shè)計(jì)折疊機(jī)翼時(shí)，通常將前梁接頭處的鉸接銷拆出，機(jī)翼以后梁處鉸接接頭為中心向后折疊到與機(jī)身平齊的位置。這種方法拆裝簡單，但是機(jī)翼折疊后翼面水平放置，依然有一定寬度。見圖1左圖。

對于沒有斜撐桿的上單翼，機(jī)翼前梁根部接頭需要承擔(dān)機(jī)翼的彎矩，因此接頭有上下兩個(gè)鉸接點(diǎn)。在設(shè)計(jì)折疊機(jī)翼時(shí)，需要把一個(gè)鉸接頭設(shè)計(jì)成可旋轉(zhuǎn)的，便于機(jī)翼折疊向后旋轉(zhuǎn)到與機(jī)身平齊的位置并且吊掛住機(jī)翼。見圖1右圖。

圖1　上單翼機(jī)翼的折疊

有些飛機(jī)為了機(jī)翼能夠快速拆卸，設(shè)計(jì)了機(jī)翼快拆機(jī)構(gòu)，搬動一個(gè)手柄可以同時(shí)把前后鉸接頭上的剪切銷抽出，以實(shí)現(xiàn)機(jī)翼的快速拆卸。同時(shí)為了外翼能夠順利的向后轉(zhuǎn)動，并且不和內(nèi)翼段發(fā)生干涉，內(nèi)外翼之間設(shè)置了一根能夠向外抽出的連桿，這種機(jī)構(gòu)大大提高了外翼折疊的效率。見圖 2左圖。

有些機(jī)翼的大梁為一根圓管，這根圓管既承受機(jī)翼所有的彎、扭、剪載荷。這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)外翼拆卸的時(shí)候通過把套在一起的圓管向外抽出，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外翼分離。見圖2右圖。

圖2　機(jī)翼拆卸機(jī)構(gòu)

機(jī)翼轉(zhuǎn)到與機(jī)身平行的位置以后，若能固定到機(jī)身上最好，如果這個(gè)方法行不通，那么后機(jī)身需要一副托架將兩側(cè)機(jī)翼托起固定。見圖3所示。

圖3　機(jī)翼托架

2 下單翼飛機(jī)

下單翼飛機(jī)機(jī)翼也可以向上折疊，也可以向后折疊。跟上單翼比起來，下單翼飛機(jī)向后折疊的時(shí)候機(jī)翼容易碰到地面，因此需要在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上多加注意。除此處之外，剪切銷拆卸機(jī)構(gòu)等跟上單翼相似。見圖4所示。

圖4　下單翼飛機(jī)的機(jī)翼折疊

3 雙翼機(jī)

雙翼機(jī)的機(jī)翼也可以折疊來縮小占地空間，只是結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些。雙翼機(jī)的機(jī)翼一般向內(nèi)折疊在一起，可以達(dá)到省空間的目的。見圖5左圖。

圖5　雙翼機(jī)和水上飛機(jī)的機(jī)翼折疊

4 水上飛機(jī)

前面提到的飛機(jī)機(jī)翼折疊都是通過人工動手就可以完成的，但是對于水上飛機(jī)來說，在水面?？康臅r(shí)候，機(jī)翼兩側(cè)通常都是在水面上，很難動手折疊。典型飛機(jī)如ICON A5，它的機(jī)翼向后折疊完全是電動操作的，這種方法操作起來更方便，缺點(diǎn)是電動機(jī)構(gòu)增加了飛機(jī)的重量和成本。見圖 5右圖。

5 總結(jié)

小飛機(jī)的機(jī)翼折疊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一定要跟機(jī)翼的結(jié)構(gòu)形式相匹配。

對于機(jī)翼位置較高的飛機(jī)來說，一般雙梁式機(jī)翼，可以在前后梁處設(shè)計(jì)鉸接頭，通過插拔剪切銷的方式把內(nèi)外翼解鎖、折疊。剪切銷可以設(shè)計(jì)一個(gè)帶把手的快速拆卸機(jī)構(gòu)，大大提高拆裝效率。翼梁為圓管式的機(jī)翼，可以通過插拔套在一起的一組圓管來實(shí)現(xiàn)機(jī)翼的拆卸、折疊。帶斜撐桿的機(jī)翼，折疊時(shí)撐桿一般同步向后旋轉(zhuǎn)，而不進(jìn)行拆卸，這樣可以簡化折疊的過程。雙翼機(jī)，兩側(cè)向內(nèi)折疊的方法比較簡單；單翼機(jī)向后折疊后，在尾部一般需要設(shè)計(jì)一個(gè)托架，把兩側(cè)機(jī)翼托舉起來，使得它運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候能夠固定在一個(gè)位置不亂擺。所有上面的方法都是手動操作，如果條件允許，把折疊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成電動收放，就更加方便快捷了。

若飛機(jī)為下單翼，機(jī)翼位置較低，機(jī)翼可以向上折疊，或者向后折疊。向后折疊的時(shí)，為了避免機(jī)翼擦到地面，一般需要向后上方斜向折疊，或者把鉸接點(diǎn)精心設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)機(jī)翼折疊后觸地的情況。

無論機(jī)翼采用何種方式折疊，都要保證折疊機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和可靠性，使得飛機(jī)在飛行過程中，折疊機(jī)構(gòu)不能出現(xiàn)因?yàn)樽冃?、震動而發(fā)生機(jī)構(gòu)解鎖失效，保障飛行安全。

A research on wing folded structure about light airplane

The wing is always made to be folded in order to carry and store conveniently for light aircraft, no matter monoplane or biplane. When to fly, unfold the wing, plug the lock pin, and pull it out when the fight is finished. The wing can be folded to be parallel to the fuselage, it could reduce the width of the plane, makes carrying and storing easily.

Tlight airplane; wing; fold

Q813.11

A

1008-1151(2015)06-0081-02

2015-05-11

張春（1983－），男，內(nèi)蒙莫旗人，中航通飛研究院有限公司工程師，研究方向?yàn)轱w機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；陶秋萍（1985－），女，云南宣威人，中航通飛研究院有限公司工程師，研究方向?yàn)轱w機(jī)總體設(shè)計(jì)。