(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211004472.5 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 谢长川　邵亚立　孟杨　安朝　 张志涛　杨超　 (74)专利代理 机构 北京天汇航智知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11987 专利代理师 高永 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模块化的分布式螺 桨机翼的设计方法， S1， 设计机翼的结构和几何 形状， 然后进行模块化拆分， 得到靠近根部的至 少一个一号模块和远离根部的至少一个二号模 块和三号模块， 二号模块和三号模块尺寸相同， 三号模块的表 面设计连接部， 以使其能够安装驱 动螺旋桨的发动机； S3， 对一号模块、 二号模块和 三号模块分别进行拆分， 得到对应的上蒙皮和下 蒙皮， 以及设计一条能够横穿一号模块、 二号模 块和三号模块并进行固定的主梁； S4， 确定螺旋 桨的发动机的参数； 机翼上携带有多个螺桨发动 机， 螺桨发动机之间可以有多种组合模式， 通过 模块化设计实现螺桨发动机的数目和分布位置 自由调整。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 115391917 A 2022.11.25 CN 115391917 A 1.一种基于模块 化的分布式螺桨机翼的设计方法， 其特 征在于， 包括： S1， 设计机翼的结构和几何形状， 然后进行模块化拆分， 得到靠近根部的至少一个一号 模块和远离根部的至少一个二号模块和三号模块， 所述二号模块和所述三号模块尺寸相 同， 所述三号模块的表面设有连接 部， 以使其能够安装驱动螺 旋桨的发动机； S2， 对一号模块、 二号模块和三号模块分别进行拆分， 得到对应的上蒙皮和下蒙皮， 以 及设计一条能够横穿 一号模块、 二 号模块和三 号模块并进行固定的主梁； S3， 确定螺旋桨的发动机的参数； S4， 根据实验的不同任务要求， 对一 号模块、 二 号模块和三 号模块进行组装。 2.根据权利要求1所述的一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 其特征在于， 靠近根部的所述一号模块沿翼展方向的长度大于远离根部的所述二号模块和所述三号模 块沿翼展方向的长度， 以及除翼展方向的长度外的其 他尺寸保持相同。 3.根据权利要求1所述的一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 其特征在于， 所述连接 部包括： 开设在所述三号模块的翼尖中部的镂 空部， 所述镂 空部的开口处沿三号模块的上下翼 面向外设置有突出部 。 4.根据权利要求1所述的一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 其特征在于， S1的步骤， 具体为： S101， 设计常规机翼部分， 确定 机翼的翼型、 展弦比、 展长、 弦长和后掠角； S102， 将机翼沿翼展方向， 分成至少一个的一号模块和至少一个的二号模块和三号模 块。 5.根据权利要求1所述的一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 其特征在于， 所述S3的步骤， 具体包括： S301， 分别将一 号模块、 二 号模块和三 号模块拆分， 以获得对应的上蒙皮和下蒙皮； S302， 分别对上蒙皮的内壁和下蒙皮的内壁设置多个轴向对应凸台， 且沿凸台的轴向 打孔； S303， 分别对上蒙皮的内壁和下蒙皮的内壁设置相对应的卡座， 设计能够与卡座内壁 相卡接固定的主梁。 6.根据权利要求1所述的一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 其特征在于， 所述S4的步骤， 具体包括： 确定螺旋桨的发动机的最大拉力、 电机圆周最大直径、 算上轴柄长的电机长度、 电机座 的最大直径和电机座的最大厚度。 7.根据权利要求5所述的一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 其特征在于， 所述S5的步骤， 具体包括： S501， 根据实验的不同任务要求， 确定二 号模块和三 号模块的使用数量及排列顺序； S502， 将带有螺旋桨的发动机安装在三号模块的上蒙皮上， 然后根据排列顺序将一号 模块、 二号模块和三 号模块的上蒙皮余主梁 插接， 发动机与主梁通过夹具夹持在一 起； S503， 对一号模块、 二号模块和三号模块的下蒙皮与对应的上蒙皮安装在一起， 并采用 螺栓固定凸台和卡 座。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115391917 A 2一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及飞机设计技术领域， 具体而言， 涉及一种基于模块化的分布式螺桨机 翼的设计方法。 背景技术 [0002]早期， 基于涡桨发动机的分布式螺旋桨推进技术可以在安 ‑70等大型飞机上看到， 而驱动螺桨的动力随着电池、 电机等技术进步有 所更替， 可以在小 型飞机上采用电推进， 也 就是所谓的分布式电推进技术(DistributedElectricPropulsion， DEP)， 比如美国 “Helios”太阳能无人机采用螺桨数多达14的分布式螺旋桨布局。 分布式螺桨布局相较于传 统的气动布局具有许多非常重要的优势， 根据NASA的前缘异 步螺旋桨技术项目的计算和试 验结果， 分布式电推进飞机与传统布局的飞机相比， 在结合自主控制的基础上， 气动效率、 推进效率都会有大幅度的提升， 除此之外， 能源效率和气动噪声也会有 所降低。 尤其是气动 效率， 因为飞机的前缘或上表面分布有螺桨， 使得机翼处于动力尾流中， 使得来流动压增 强， 既能提高升力， 缩短起降距离， 对于我国的舰载机的发展具备参考价值； 另一方面来流 动压增加， 使得飞机的大迎角失速性能增强。 目前分布式螺旋桨布局飞机在民用和军用方 面都具备很大的潜力， 是国内外研究的热点。 [0003]模块化是指把复杂的系统按照功能或者任务目的划分为几个子系统， 可以组装 成 完整的整体， 同时子系统是具备可以替换性的， 每个模块化部 分能够单独被替换， 方便进 行 多任务的实验内容。 本次发明正是体现了模块化技术的用尽量少的模块 实现尽量多的产品 的特点， 在 满足实验任务需求的情况下， 提高模块在不同的实验组合中的重用性， 以减少重 复投入， 降低 实验成本。 同时合理地设计模块外部特性， 提高等位模块之间的互换性。 这样 不仅可以将变更影响控制在一个最小范围内， 而且在产品损坏后， 也可以实现故障模块的 快速替代。 [0004]为了克服实验中探究分布式螺旋桨/机翼的螺旋桨影响和优化螺旋桨布局的难 点， 难点在于螺桨的数目比较多的情况下， 关于位置和数目的组合的方式会相对比较多， 容 易造成资源成本和时间的浪费， 本发明提供一种基于模块化的分布式螺桨/机翼的设计方 法， 充分发挥分布式的特点， 建立 一种分布式螺桨布局机翼的多任务测试平台的设计流 程。 发明内容 [0005]本发明旨在 提供一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 以解决或改善上 述技术问题中的至少之一。 [0006]有鉴于此， 本发明的第一方面在于提供一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计 方法。 [0007]本发明的第一方面提供了一种基于模块化的分布式螺桨机翼的设计方法， 包括： S1， 设计机翼的结构和几何形状， 然后进 行模块化拆 分， 得到靠近根部的至少一个一号模块 和远离根部的至少一个二号模块和 三号模块， 所述二号模块和所述三号模块尺寸相同， 所说　明　书 1/6 页 3 CN 115391917 A 3