上海交通大学：《力学仿生——启示与探索》课程教学资源（专利资料）飞行仿生（2015）一种轻型飞机仿生尾翼

(19)中华人民共和国国家知识产权局 口拼口 (12)发明专利申请 (10)申请公布号CN104443355A (43)申请公布日2015.03.25 (21)申请号201410638774.7 (22)申请日2014.11.13 (71)申请人中航沈飞民用飞机有限责任公司 地址110169辽宁省沈阳市浑南新区世纪路 1号 (72)发明人秦超张宝柱赵婷杜春水 严飞王萌萌 (74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限 公司21207 代理人孙玲 (51)Int.CI. B640500(2006.01) 权利要求书1页说明书2页附图2页 (54)发明名称 一种轻型飞机仿生尾翼 (57)摘要 本发明涉及一种轻型飞机仿生尾翼，在驾驶 室内设有操纵杆，操纵杆下方分别通过转轴活动 连接的摆动杆和滚动杆，摆动杆和滚动杆的另一 端穿过机身分别与尾翼处的尾翼联动装置连接： 尾翼底部的尾翼操纵连杆分别与滚动杆的尾部连 接，在尾翼联动装置的外端面伸出两个对称的制 动短杆，制动短杆通过联动滑杆与尾翼操纵连杆 连接。本发明利用仿生学原理，结合鸟尾在飞行中 的作用，采用多自由度可调节的V形尾翼，取代传 统尾翼。该发明可缩减尾翼体积、降低结构重量， 大幅度提升飞机的机动性能。 45555501

CN104443355A 权利要求书 1/1页 1.一种轻型飞机仿生尾翼，其特征在于：在驾驶室内设有操纵杆(1)，操纵杆(1)下方 分别通过转轴活动连接的摆动杆(2)和滚动杆(3)，摆动杆(2)和滚动杆(3)的另一端穿过 机身分别与尾翼处的尾翼联动装置(12)连接：尾翼底部的尾翼操纵连杆(11)分别与滚动 杆(3)的尾部连接，在尾翼联动装置(12)的外端面伸出两个对称的制动短杆(7)，制动短杆 (7)通过联动滑杆(8)与尾翼操纵连杆(11)连接。 2.如权利要求1所述的轻型飞机仿生尾翼，其特征在于：所述的滚动杆(3)前后两端分 别通过前滚动支撑(4)和后滚动支撑(10)与飞机机架连接。 3.如权利要求1所述的轻型飞机仿生尾翼，其特征在于：所述的尾翼联动装置(12)为 两个平行设置的三角形摇臂(6)组成，其中两个对应的角点通过螺栓(5)连接，其上方的螺 栓(5)与摆动杆(2)的尾端活动连接；下方的螺栓(5)与滚动杆(3)靠近尾端处的通孔活动 连接：三角形摇臂(6)的第三个角点外侧对称连接制动短杆(7)。 4.如权利要求1所述的轻型飞机仿生尾翼，其特征在于：所述的联动滑杆(8)一端设有 长条孔，制动短杆(7)的外端侧与长条孔滑动连接，联动滑杆(8)的另一端与尾翼操纵连杆 (11)连接。 5.如权利要求1所述的轻型飞机仿生尾翼，其特征在于：所述的尾翼联动装置(12)的 外侧设有与滚动杆(3)固定连接的加强件(9)，加强件(9)的两端分别与尾翼操纵连杆(11) 连接。 2

CN104443355A 说明书 1/2页 一种轻型飞机仿生尾翼 技术领域 [0001]本发明创造涉及一种轻型飞机仿生尾翼，用于改善轻型飞机的尾翼结构。 背景技术 [0002] 在常规轻型飞机设计中，飞机尾翼由垂尾及平尾组成，结构体积偏大，机动性和灵 活性不高。作为通用飞机家族的一员，轻型通用飞机的应用更注重动作的轻巧以及操纵的 灵活性。传统常规飞机的构型一般由垂尾和平尾组合构成的尾翼，翼面和舵面体积偏大，且 在飞机做机动飞行时不够灵活。 发明内容 [0003]本发明创造要解决的技术问题是提供一种轻型飞机仿生尾翼，本发明利用仿生学 原理，结合鸟尾在飞行中的作用，采用多自由度可调节的V形尾翼，取代传统尾翼。该发明 可缩减尾翼体积、降低结构重量，大幅度提升飞机的机动性能。 [0004]为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种轻型飞机仿生尾翼，在驾 驶室内设有操纵杆，操纵杆下方分别通过转轴活动连接的摆动杆和滚动杆，摆动杆和滚动 杆的另一端穿过机身分别与尾翼处的尾翼联动装置连接：尾翼底部的尾翼操纵连杆分别与 滚动杆的尾部连接，在尾翼联动装置的外端面伸出两个对称的制动短杆，制动短杆通过联 动滑杆与尾翼操纵连杆连接。 [0005]所述的滚动杆前后两端分别通过前滚动支撑和后滚动支撑与飞机机架连接。 [0006] 所述的尾翼联动装置为两个平行设置的三角形摇臂组成，其中两个对应的角点通 过螺栓连接，其上方的螺栓与摆动杆的尾端活动连接；下方的螺栓与滚动杆靠近尾端处的 通孔活动连接：三角形摇臂的第三个角点外侧对称连接制动短杆。 [0007]所述的联动滑杆一端设有长条孔，制动短杆的外端侧与长条孔滑动连接，联动滑 杆的另一端与尾翼操纵连杆连接。 [0008]所述的尾翼联动装置的外侧设有与滚动杆固定连接的加强件，加强件的两端分别 与尾翼操纵连杆连接。 [0009] 该轻型飞机仿生尾翼本发明利用仿生学原理，结合鸟尾在飞行中的作用，采用多 自由度可调节的V形尾翼，取代传统尾翼，该发明可缩减尾翼体积、降低结构重量，大幅度 提升飞机的机动性能。 [0010]本发明融合了鸟类尾巴的轻巧、高效、灵活的特点，在现代工业工艺的条件下，做 出旋转的尾翼。在飞行过程中，通过结合航向的转动与纵向的偏动，完成任意角度的方向控 制，满足飞行中飞行员对机动的要求，大大提高轻型飞机的灵活性。 附图说明 [0011们图1为某型号运动型飞机模型的轻型飞机仿生尾翼的示意图。 [0012] 图2为轻型飞机仿生尾翼的操纵系统的分解图。 3

CN104443355A 说 明书 2/2页 [0013] 图3为向前推动操纵杆，产生俯冲运动示意图。 [0014] 图4为左右摆动操纵杆，产生转弯运动示意图。 [0015] 图5为直接向右斜向前推动操纵杆，产生向下右旋转弯的运动示意图。 具体实施方式 [0016]如图1和图2所示，一种轻型飞机仿生尾翼，在驾驶室内设有操纵杆1，操纵杆1下 方分别通过转轴活动连接摆动杆2和滚动杆3，摆动杆2的另一端与摇臂6的上方角点连 接：滚动杆3的尾端与摇臂6下方的一个角度活动连接，且加强件9连接在摇臂6的外侧， 摇臂6的前下方角点与滚动杆3连接：摇臂6的两端分别连接尾翼操纵连杆11，并通过联 动滑杆8与制动短杆7活动连接。 [0017]如图3所示，在飞机飞行过程中，向前推动操纵杆1，摆动杆2带动摇臂6以滚动 杆3为支点向前翻倒，带动联动滑杆8向上倾斜，从而使尾翼迎角增大，飞机获得低头力矩， 完成飞机俯冲操纵。同理，当操纵杆向后推动时，可实现飞机抬升操纵。 [0018]在滚动杆3前后两端分别通过前滚动支撑4和后滚动支撑10与飞机机架连接。 [0019]如图4所示，在飞行过程中，左右摆动操纵杆1，摆动杆2以滚动杆3为支点发生转 动，带动尾翼发生转动，从机身尾部向前观察，可发现尾翼分别向左，向右倾倒。 [0020]综合上述两种动作，如图5所示，在飞行过程中，直接向右斜向前推动操纵杆1，该 尾翼会立即产生向右下方向运动的趋势，从而使轻型运动型飞机做灵活机动的运动，为飞 行员带来更流畅的飞行体验。 4

CN104443355A 说明书附图 1/2页 图1 10 图2 图3 5

CN104443355A 说明书附图 2/2页 图4 图5 6