轻型飞机机翼折叠机构研究

张 春 陶秋萍

（中航通飞研究院有限公司，广东 珠海 519040）

轻型飞机机翼折叠机构研究

张 春 陶秋萍

（中航通飞研究院有限公司，广东 珠海 519040）

轻型飞机，无论是单翼机还是双翼机，为了方便运输和存储，机翼通常都做成可折叠的。准备飞行时，将机翼展开，锁销插好；飞行完毕后，将锁销拆下，机翼折叠到与机身平行的状态，大大减小了机身的宽度，方便了运输和存放。

轻型飞机；机翼；折叠

1 引言

轻型飞机多是私人用户使用，在家里面存放时一般只有车库这样的空间，或者直接露天放在院子里，平时运输都是自己用一个小拖车在路上拖着走，因此机翼需要折叠来减少占地空间，方便存储和运输，针对不同布局的飞机需要设计不同的机翼折叠方法。

2 上单翼飞机

若机翼带有斜撑杆，机翼根部与机身一般是通过铰接头连在一起，避免机翼根部承受弯矩，通常在机翼前后梁处各设置一个铰接接头。设计折叠机翼时，通常将前梁接头处的铰接销拆出，机翼以后梁处铰接接头为中心向后折叠到与机身平齐的位置。这种方法拆装简单，但是机翼折叠后翼面水平放置，依然有一定宽度。见图1左图。

对于没有斜撑杆的上单翼，机翼前梁根部接头需要承担机翼的弯矩，因此接头有上下两个铰接点。在设计折叠机翼时，需要把一个铰接头设计成可旋转的，便于机翼折叠向后旋转到与机身平齐的位置并且吊挂住机翼。见图1右图。

图1　上单翼机翼的折叠

有些飞机为了机翼能够快速拆卸，设计了机翼快拆机构，搬动一个手柄可以同时把前后铰接头上的剪切销抽出，以实现机翼的快速拆卸。同时为了外翼能够顺利的向后转动，并且不和内翼段发生干涉，内外翼之间设置了一根能够向外抽出的连杆，这种机构大大提高了外翼折叠的效率。见图 2左图。

有些机翼的大梁为一根圆管，这根圆管既承受机翼所有的弯、扭、剪载荷。这种结构的内外翼拆卸的时候通过把套在一起的圆管向外抽出，实现内外翼分离。见图2右图。

图2　机翼拆卸机构

机翼转到与机身平行的位置以后，若能固定到机身上最好，如果这个方法行不通，那么后机身需要一副托架将两侧机翼托起固定。见图3所示。

图3　机翼托架

2 下单翼飞机

下单翼飞机机翼也可以向上折叠，也可以向后折叠。跟上单翼比起来，下单翼飞机向后折叠的时候机翼容易碰到地面，因此需要在机构设计上多加注意。除此处之外，剪切销拆卸机构等跟上单翼相似。见图4所示。

图4　下单翼飞机的机翼折叠

3 双翼机

双翼机的机翼也可以折叠来缩小占地空间，只是结构稍微复杂一些。双翼机的机翼一般向内折叠在一起，可以达到省空间的目的。见图5左图。

图5　双翼机和水上飞机的机翼折叠

4 水上飞机

前面提到的飞机机翼折叠都是通过人工动手就可以完成的，但是对于水上飞机来说，在水面停靠的时候，机翼两侧通常都是在水面上，很难动手折叠。典型飞机如ICON A5，它的机翼向后折叠完全是电动操作的，这种方法操作起来更方便，缺点是电动机构增加了飞机的重量和成本。见图 5右图。

5 总结

小飞机的机翼折叠机构的设计，一定要跟机翼的结构形式相匹配。

对于机翼位置较高的飞机来说，一般双梁式机翼，可以在前后梁处设计铰接头，通过插拔剪切销的方式把内外翼解锁、折叠。剪切销可以设计一个带把手的快速拆卸机构，大大提高拆装效率。翼梁为圆管式的机翼，可以通过插拔套在一起的一组圆管来实现机翼的拆卸、折叠。带斜撑杆的机翼，折叠时撑杆一般同步向后旋转，而不进行拆卸，这样可以简化折叠的过程。双翼机，两侧向内折叠的方法比较简单；单翼机向后折叠后，在尾部一般需要设计一个托架，把两侧机翼托举起来，使得它运输的时候能够固定在一个位置不乱摆。所有上面的方法都是手动操作，如果条件允许，把折叠机构设计成电动收放，就更加方便快捷了。

若飞机为下单翼，机翼位置较低，机翼可以向上折叠，或者向后折叠。向后折叠的时，为了避免机翼擦到地面，一般需要向后上方斜向折叠，或者把铰接点精心设计，避免出现机翼折叠后触地的情况。

无论机翼采用何种方式折叠，都要保证折叠机构的强度、刚度和可靠性，使得飞机在飞行过程中，折叠机构不能出现因为变形、震动而发生机构解锁失效，保障飞行安全。

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

张春（1983－），男，内蒙莫旗人，中航通飞研究院有限公司工程师，研究方向为飞机结构设计；陶秋萍（1985－），女，云南宣威人，中航通飞研究院有限公司工程师，研究方向为飞机总体设计。