1.本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器。


背景技术：

2.目前的固定翼飞行器主要由机翼提供飞行升力，可以通过优化翼型、可变翼型和提升机翼面积等手段提高升力。
3.但机翼的升力是随飞行速度的变化大幅变化的，单位面积的机翼的升力与飞行速度的平方成正比，所以，同一个飞行器，机翼在低速飞行和高速飞行时的所提供的升力变化很大；而大部分固定翼飞机的巡航飞行速度都远大于起飞滑跑速度，这样的速度差会造成飞行器的机翼在不同飞行状态的升力差很大，也就是说，机翼提供的升力会时大时小。
4.比如，当一架飞机起飞的速度是300公里/小时，而巡航飞行的速度是900公里/小时，如果不考虑空气密度的变化，相同的机翼面积的升力在巡航飞行时比起飞时提高了9倍，因为巡航飞行的速度是起飞速度的3倍，3的平方就是9。而飞机起飞后根本不需要那么大的升力；比如一架飞机飞行速度是900公里/小时，就意味着一平方面的机翼的升力差不多有3吨，一架30吨的飞机只需要10平方米左右的机翼提供升力就够了，而10平米的机翼在起飞时提供的起飞升力根本不够，一般一架30吨的飞机起飞时至少需要100平方米的机翼才可能起飞。如此大的差距造成了一个矛盾，即低速起飞起飞时需要较大的机翼面积来提供较大的起飞升力，而起飞后进入巡航高速飞行则不需要那么大的机翼，多出来的机翼不仅提供了多余的升力，会造成飞机失衡，飞机需要想办法抵消这些多余升力，而且还增大了飞行阻力和负荷。
5.所以，为了适应不同的飞行速度和机动性的要求，设计师们一直在想办法设计一种机翼，即能在低速起飞时提供足够的起飞升力，又能适应高速飞行，于是机翼经历了双层联翼(二战前)、矩形翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、襟翼、副翼、缝翼等变化。
6.其中后掠翼、襟翼、缝翼都是专门为了适应飞机由低速到高速、或者由高速到低速的速度变化而设计的。
7.后掠翼是可变后掠角的机翼，在起飞时，机翼向两侧张开，后掠角变小、翼展变宽、机翼面积变大，可以提高升力；当起飞后，后掠翼向后掠，后掠角加大，可以降低阻力、同时减少机翼面积，可以减少因速度提升而产生的多余的升力。
8.襟翼是可伸缩的机翼；一般在飞机起飞和降落的时候从主翼里面伸出来，增加升力和阻力；而在正常飞行时，襟翼缩回到主翼内部，可减小机翼面积。
9.缝翼是改善大仰角飞行时机翼升力的设计，由于在起飞和降落时在机翼前缘打开缝隙，可以在大仰角飞行时改善机翼上表面的气流，从而增大升力；也主要用于起飞和降落时增加升力。
10.但不管如何改进，机翼升力随飞行速度二次方级变化的矛盾始终存在，目前并没有一种完美的方案；即便后掠翼改善的效果不错，但其复杂的机械设计和应力过于集中在
转轴上也带来了很多负面问题。


技术实现要素：

11.为此，本实用新型提供一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器，以解决现有技术中的机翼对飞行器在不同速度时的适应问题，达到机翼在低速时能够提供较大升力，而在高速时能够避免产生过多多余的升力，同时在高速时减少阻力。
12.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
13.根据本实用新型的第一方面，一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器，包括机身、前翼、后翼和伸缩翼，所述前翼和所述后翼均为两个，两个所述前翼的前端相互铰接形成前交叉点，两个所述后翼的后端相互铰接形成后交叉点，每个所述前翼的中部分别与对应的所述后翼中部之间相互铰接形成左交叉点和右交叉点，所述伸缩翼设置在所述机身内，所述伸缩翼具有两个伸缩端，所述伸缩翼的一个伸缩端与所述左交叉点连接，所述伸缩翼的另一个伸缩端与所述右交叉点连接，所述前交叉点以及所述后交叉点均分别滑动连接在所述机身上。
14.进一步地，所述后翼设置在所述机身的上部，所述前翼设置在所述机身的下部，两个所述前翼的夹角朝向机身尾部方向设置，两个所述后翼的夹角朝向机身头部方向设置。
15.进一步地，还包括连接杆，所述左交叉点和所述右交叉点分别穿设有所述连接杆，所述伸缩翼的两个伸缩端分别与两个所述连接杆连接。
16.进一步地，所述伸缩翼与所述连接杆的连接处位于所述连接杆的中部。
17.进一步地，还包括前下滑轨，所述机身的下表面前端开设有所述前下滑轨，所述前下滑轨沿所述机身的长度方向延伸，所述前交叉点滑动连接在所述前下滑轨中。
18.进一步地，还包括后上滑轨，所述机身的上表面后端开设有所述后上滑轨，所述后上滑轨所述机身的长度方向延伸，所述后交叉点滑动连接在所述后上滑轨中。
19.进一步地，两个所述前翼和两个所述后翼围合成菱形伸缩结构。
20.进一步地，还包括扇形伸缩部，两个所述前翼的前端连接处设置有所述扇形伸缩部，两个所述后翼的后端连接处设置有所述扇形伸缩部。
21.进一步地，所述扇形伸缩部为三节伸缩结构。
22.进一步地，两个所述前翼关于所述机身的纵向中心面对称设置，两个所述后翼关于所述机身的纵向中心面对称设置。
23.本实用新型具有如下优点：
24.1、通过采用的双可变联翼机翼，可以使机翼很好地适应不同的飞行速度，尽量减少多余的升力、减少机械结构重量、增加慢速起飞的升力、减少高速飞行的阻力；
25.2、双可变联翼机翼在改变机翼掠角时并不改变飞机重心和升力心，减少飞控难度；
26.3、采用联翼布局可以优化机翼的抗弯扭强度，改善传统的可变后掠翼飞机的机翼根部转轴受力过大的应力集中问题，把应力分布在联翼的四个交叉点上，可以减轻飞机结构重量、改善气动布局；
27.4、可以缩短飞机跑道的长度，降低运行成本、提高飞机机动性，同时可以运用于舰载机，用双可变联翼机翼来减少舰载机的宽度，提高航空母舰机库和夹板的利用率，对陆地
上的机库和跑道也可以起到节省的作用。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
29.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
30.图1为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的俯视图。
31.图2为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的主视图。
32.图3为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的局部结构图。
33.图4为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的伸缩翼伸长状态图。
34.图5为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的伸缩翼收缩状态图。
35.图6为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的前掠角和后掠角增大结构原理图。
36.图7为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的前掠角和后掠角减小结构原理图。
37.图8为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的前翼和后翼安装结构图。
38.图9为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的前翼或后翼结构图。
39.图10为本实用新型一些实施例提供的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器的扇形伸缩部结构图。
40.图中：1、机身，2、前翼，3、后翼，4、伸缩翼，5、左交叉点，6、右交叉点，7、前交叉点，8、后交叉点，9、前下滑轨，10、后上滑轨，11、连接杆，12、扇形伸缩部。
具体实施方式
41.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.如图1至图10所示，本实用新型第一方面实施例中的一种具有可变机翼的双可变联翼飞行器，包括机身1、前翼2、后翼3和伸缩翼4，前翼2和后翼3均为两个，两个前翼2的前端相互铰接形成前交叉点7，两个后翼3的后端相互铰接形成后交叉点8，每个前翼2的中部分别与对应的后翼3中部之间相互铰接形成左交叉点5和右交叉点6，伸缩翼4设置在机身1内，伸缩翼4具有两个伸缩端，伸缩翼4的一个伸缩端与左交叉点5连接，伸缩翼4的另一个伸缩端与右交叉点6连接，前交叉点7以及后交叉点8均分别滑动连接在机身1上。
43.在上述实施例中，需要说明的是，本实施例借鉴联翼的优势，把可变掠角机翼与联翼结合起来，并且让前后联翼都能同时改变掠角，即双可变掠角，前翼可变后掠角，后翼可变前掠角；通过同时改变前(后)掠角来改变机翼面积和阻力，来适应不同的飞行速度；同时改变前(后)掠角可以在改变机翼掠角的时候不改变飞机的重心和升力心；通过联翼布局可以优化机翼的抗弯扭强度、减轻飞机结构重量、改善气动布局。
44.本实施例的工作原理参见图6和图7所示，其中，a为前掠角，b为后掠角，两个前翼2和两个后翼3构成菱形伸缩结构，两对机翼一共有四个交叉点；如图6所示，当左右两个交叉点靠近时，前后两个交叉点彼此远离，机翼的前掠角和后掠角都变大；如图7所示，当左右两个交叉点远离时，前后两个交叉点彼此靠近，机翼的前掠角和后掠角都变小；要想同时改变联翼前掠和后掠的角度，至少要改变四个交叉点中的一对相对的交叉点间的距离；利用伸缩机构主动改变左右两侧交叉点间距离的方式，而前后两个交叉点的距离可以从动，前后两个交叉点可以在机上的滑轨上滑动；伸缩翼4收缩时，左右两个交叉点靠近，前后两个交叉点远离，前翼2的后掠角和后翼3的前掠角同时变大，这个状态机翼面积减小、空气阻力减小，适应高速飞行；伸缩翼4伸展时，左右两个交叉点远离，前后两个交叉点靠近，前翼2的后掠角和后翼3的前掠角同时变小，这时机翼面积增大，升力增大，适合起飞和降落等慢速飞行状态。
45.上述实施例达到的技术效果为：上述布局使机翼的应力分布在四个交叉点上，改善了传统的可变后掠翼飞机的机翼根部转轴受力过大的应力过于集中的问题，把应力分布在联翼的四个交叉点上，可以减轻飞机结构重量；由于采用前后翼同时改变掠角，在机翼改变掠角时，并不改变飞机的重心和升力中心，或仅有很小的改变。
46.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，后翼3设置在机身1的上部，前翼2设置在机身1的下部，两个前翼2的夹角朝向机身1尾部方向设置，两个后翼3的夹角朝向机身1头部方向设置。
47.在上述可选的实施例中，需要说明的是，考虑到联翼的前翼对气流的扰动会干扰后翼的升力效果，一般的联翼都将前翼和后翼的高度错开，大多数设计为后翼3高、前翼2低；一般把前翼2装在机身1下，而后翼3装在机身1上，这样能减少前翼2对后翼3的干扰。
48.上述可选的实施例的有益效果为：通过将后翼3设置在机身1的上部且前翼2设置在机身1的下部，避免了飞行过程中前翼2和后翼3之间的干扰，提高了飞行使用的寿命，避免了因前翼2和后翼3直接接触产生的损坏。
49.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，还包括连接杆11，左交叉点5和右交叉点6分别穿设有连接杆11，伸缩翼4的两个伸缩端分别与两个连接杆11连接。
50.在上述可选的实施例中，需要说明的是，连接杆11的上端穿设在后翼3中，连接杆11的下端穿设在前翼2中，当需要前翼2和后翼3需要展开时，伸缩翼4的两端向外推动连接杆11的中部向外移动，当前翼2和后翼3需要收缩时，伸缩翼4的两端回缩拉动连接杆11的中部向内移动。
51.上述可选的实施例的有益效果为：通过设置连接杆11，既能起到作为前翼2和后翼3之间的良好铰接关系，还起到了固定伸缩翼4的伸缩端的作用，有效的避免了前翼2和后翼3在动作时的相互干扰。
52.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，伸缩翼4与连接杆11的连接处位于连接杆11的中部。
53.在上述可选的实施例中，需要说明的是，此外，伸缩翼4的端部还可以设置在连接杆11的其他位置。
54.上述可选的实施例的有益效果为：通过将伸缩翼4的伸缩端设置在连接杆11的中部，起到了较好的推动效果，保证了前翼2和后翼3伸缩移动过程的平稳性，保证了整个飞机的平衡。
55.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，还包括前下滑轨9，机身1的下表面前端开设有前下滑轨9，前下滑轨9沿机身1的长度方向延伸，前交叉点7滑动连接在前下滑轨9中。
56.在上述可选的实施例中，需要说明的是，前下滑轨9为开设在机身1下表面的凹槽。
57.上述可选的实施例的有益效果为：通过设置前下滑轨9，实现了两个前翼2的前交叉点7的自由滑动，两个前翼2展开时更加平稳。
58.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，还包括后上滑轨10，机身1的上表面后端开设有后上滑轨10，后上滑轨10机身1的长度方向延伸，后交叉点8滑动连接在后上滑轨10中。
59.在上述可选的实施例中，需要说明的是，后上滑轨10为开设在机身1上表面的凹槽。
60.上述可选的实施例的有益效果为：通过设置后上滑轨10，实现了两个后翼的后交叉点8的自由滑动，两个后翼3展开时更加平稳。
61.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，两个前翼2和两个后翼3围合成菱形伸缩结构。
62.在上述可选的实施例中，需要说明的是，前翼2和后翼3的面积及形状完全相同，质量也相同，从而保证了飞行的平稳性，前交叉点7、右交叉点6、后交叉点8以及左交叉点5依次连接围合成菱形结构。
63.上述可选的实施例的有益效果为：通过将两个前翼2和两个后翼3围合成菱形伸缩结构，保证了伸缩效果，有效的实现了前翼2和后翼3的伸展。
64.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，还包括扇形伸缩部12，两个前翼2的前端连接处设置有扇形伸缩部12，两个后翼3的后端连接处设置有扇形伸缩部12。
65.在上述可选的实施例中，需要说明的是，如图9所示，当机翼(前翼2或后翼3)扩大前掠角或后掠角打开的状态时，扇形伸缩部12张开，从而实现机翼伸展开；当机翼(前翼2或后翼3)缩小前掠角或后掠角闭合时，扇形伸缩部12收缩，从而实现机翼闭合。
66.上述可选的实施例的有益效果为：通过设置扇形伸缩部12，能够尽量在机翼改变掠角时能尽量多地改变机翼的面积。
67.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，扇形伸缩部12为三节伸缩结构。
68.在上述可选的实施例中，需要说明的是，扇形伸缩部12可以收缩在机翼(前翼2或后翼3)内部，而又对机翼(前翼2或后翼3)的外形影响不大。
69.上述可选的实施例的有益效果为：通过设置扇形伸缩部12，增大了前翼2或后翼3的展开面积。
70.可选的，如图1至图10所示，在一些实施例中，两个前翼2关于机身1的纵向中心面对称设置，两个后翼3关于机身1的纵向中心面对称设置。
71.上述可选的实施例的有益效果为：通过前翼2和后翼3均关于机身1的纵向中心面对称设置，保证了机身1良好的受力分布。
72.在上述实施例中，伸缩翼4要有足够的强度，因为联翼受力主要由伸缩翼4负担，同时，伸缩翼4为联翼改变掠角提供动力，实现了联翼飞机前翼2的后掠角和后翼3的前掠角同时改变。
73.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
74.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。