一种机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置

本发明属于航空，特别是涉及一种机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置。

背景技术：

1、过冷大水滴结冰气象下机翼的结冰范围远大于常规结冰气象下机翼的防护范围，就会在机翼等重要升力面前缘防冰区域之后产生积冰，形成冰脊。或者防冰热量不足以蒸发表面的水膜，这些未蒸发的水膜会在防护区域之后冷却、结冰，形成冰脊，而冰脊对机翼的气动特性有较为恶劣的影响。

2、现有技术中，受制于防/除冰能耗代价的原因，飞机的重要升力面前缘只有部分区域有防/除冰系统，同时防/除冰系统都按照常规水滴结冰气象进行设计。遭遇过冷大水滴结冰气象后，现有的防/除冰装置无法去除保护区域后方的冰脊，无法改善或解决未防护区域积冰带来的升力损失问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本发明旨在提供一种机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，解决了现有的防/除冰装置无法去除保护区域后方的冰脊，无法改善或解决机翼未防护区域积冰带来的升力损失的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

3、提供了一种机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其包括驱动装置和多片活动片；多片活动片设置于机翼前缘结冰区域之后的机翼上表面，每片活动片的一侧均与机翼上表面铰接；驱动装置驱动多片活动片绕自身铰接处转动，用于改变机翼上表面外形。

4、本发明中一种机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置的基本原理为：积冰是紧贴机翼表面的硬脆的固体，当需要对机翼表面进行除冰时，则驱动装置驱动多片活动片转动，改变机翼表面外形，积冰受到多片活动片的挤压会发生变形，而冰是硬脆的固体，发生变形后会破碎，破碎后的积冰在飞机快速来流条件下会随着气流飞走，避免在机翼表面形成冰脊。

5、同时，在机翼前缘有积冰后，上表面的冰角会产生一个明显的分离涡，分离涡会使得机翼上表面分离区域的吸力区的吸力减小，从而减小机翼的升力。多片活动片转动后与分离涡下方气流接触，对分离涡产生抑制作用，使得分离流动的附着点提前，从而提高机翼带冰后的升力，解决了机翼未防护区域积冰带来的升力损失的问题。

6、进一步地，驱动装置驱动多片活动片朝向机翼上表面上方的方向转动时，为打开状态；驱动装置驱动多片活动片朝向机翼上表面下方的方向转动直至多片活动片的外侧表面与机翼上表面平齐时，为关闭状态。

7、进一步地，作为活动片的一种具体设置方式，每片活动片的材质均与机翼材质一致，每片活动片均呈矩形结构，多片活动片呈多行多列排列在机翼上表面。

8、进一步地，每片活动片的长度均为1000mm，宽度均为20mm，厚度均为5mm~10mm，每片活动片的四周均设置有半径为2mm~4mm的圆角，相邻两行活动片在机翼弦向方向上交错设置，相邻两行活动片之间的间距为10mm。

9、进一步地，每片活动片打开时的旋转角度为30°~60°。

10、进一步地， 作为驱动装置的一种具体设置方式，驱动装置包括控制按钮和多个驱动部件；控制按钮设置于驾驶舱内，多个驱动部件设置于机翼内；每行活动片均匹配一个驱动部件，每个驱动部件均包括一个电机和多个传动件，电机与控制按钮电性连接，电机设置于每行活动片的末端，电机的输出端上设置有一个驱动齿轮；每行活动片的端部设置有一根弧形齿条，弧形齿条的顶端与单行活动片末端的活动片的自由端铰接，弧形齿条圆弧内侧上的齿牙与驱动齿轮啮合；

11、每行活动片中的两个相邻活动片之间设置有一个传动件，每个传动件均包括活动连杆，活动连杆的两端均铰接有一根驱动连杆，两个驱动连杆的自由端均与两个相邻活动片的铰接处固定连接。

12、进一步地，每个驱动部件中的弧形齿条的圆心与与之匹配的单行活动片端部活动片的转动轴重合。

13、本发明的有益效果为：通过在机翼重要升力面结冰区域后方布置多片活动片，活动片打开口可以对机翼表面的结冰进行破碎除冰，破碎后的积冰在飞机快速来流条件下会随着气流飞走，避免在机翼表面形成冰脊；而当机翼前缘处存在结冰时，打开活动片，多片活动片转动后与分离涡下方气流接触，对分离涡产生抑制作用，使得分离流动的附着点提前，从而提高机翼带冰后的升力，解决了机翼未防护区域积冰带来的升力损失的问题。

技术特征：

1.一种机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其特征在于，包括驱动装置和多片活动片；多片所述活动片设置于机翼前缘结冰区域之后的机翼上表面，每片活动片的一侧均与机翼上表面铰接；所述驱动装置驱动多片活动片绕自身铰接处转动，用于改变机翼上表面外形。

2.根据权利要求1所述的机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其特征在于，所述驱动装置驱动多片活动片朝向机翼上表面上方的方向转动时，为打开状态；所述驱动装置驱动多片活动片朝向机翼上表面下方的方向转动直至多片活动片的外侧表面与机翼上表面平齐时，为关闭状态。

3.根据权利要求2所述的机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其特征在于，每片所述活动片的材质均与机翼材质一致，每片活动片均呈矩形结构，多片活动片呈多行多列排列在机翼上表面。

4.根据权利要求3所述的机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其特征在于，每片所述活动片的长度均为1000mm，宽度均为20mm，厚度均为5mm~10mm，每片活动片的四周均设置有半径为2mm~4mm的圆角，相邻两行活动片在机翼弦向方向上交错设置，相邻两行活动片之间的间距为10mm。

5.根据权利要求2所述的机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其特征在于，每片所述活动片打开时的旋转角度为30°~60°。

6.根据权利要求3所述的机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其特征在于，所述驱动装置包括控制按钮和多个驱动部件；所述控制按钮设置于驾驶舱内，多个所述驱动部件设置于机翼内；每行所述活动片均匹配一个驱动部件，

7.根据权利要求6所述的机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，其特征在于，每个驱动部件中的所述弧形齿条的圆心与与之匹配的单行活动片端部所述活动片的转动轴重合。

技术总结本发明公开了一种机翼除冰和增加机翼带冰后升力的装置，属于航空技术领域，装置包括驱动装置和多片活动片；多片所述活动片设置于机翼前缘结冰区域之后的机翼上表面，每片活动片的一侧均与机翼上表面铰接；所述驱动装置驱动多片活动片绕自身铰接处转动，用于改变机翼上表面外形，通过在机翼重要升力面结冰区域后方布置多片活动片，活动片打开口可以对机翼表面的结冰进行破碎除冰，破碎后的积冰在飞机快速来流条件下会随着气流飞走，避免在机翼表面形成冰脊；而当机翼前缘处存在结冰时，打开活动片，对分离涡产生抑制作用，使得分离流动的附着点提前，以增加机翼带冰后的升力，解决了机翼未防护区域积冰带来的升力损失的问题。技术研发人员：张斌,李林颖,刘淏旸受保护的技术使用者：上海交通大学四川研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/11