一种基于形状记忆合金驱动的可变弯度机翼结构

文档序号:800443 发布日期:2021-03-26 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于形状记忆合金驱动的可变弯度机翼结构 (Variable camber wing structure based on shape memory alloy drive ) 是由 邓进军 张旭博 杨杰 李诗伟 罗剑 马炳和 于 2020-12-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种基于形状记忆合金驱动的可变弯度机翼结构,属于航空装备技术领域。机翼结构主要包括被柔性蒙皮包敷的柔性后缘结构1和前缘刚性段2;所述柔性后缘结构1为多个刚性段4依次铰接的方式构成,其与前缘刚性段2整体形成近似仿恐龙尾骨结构;柔性后缘结构的上下翼面在沿翼型弦向方向上均有合金丝。当柔性后缘结构1上翼面的形状记忆合金丝组被加热时,其长度变短,整个柔性后缘结构1产生向上变形;反之产生向下变形。本设计机翼结构简单,具有功重比较大的特点,可以主动地进行翼型变化,获得最佳气动特性;机翼能够获得不同的气动特性;采用模块化组装设计,大大节省机翼内部空间。(The invention discloses a variable camber wing structure based on shape memory alloy driving, and belongs to the technical field of aviation equipment. The wing structure mainly comprises a flexible trailing edge structure 1 coated by a flexible skin and a leading edge rigid section 2; the flexible rear edge structure 1 is formed by sequentially hinging a plurality of rigid sections 4, and the flexible rear edge structure and the front edge rigid section 2 form an approximate dinosaur tailbone structure integrally; the upper and lower wing surfaces of the flexible trailing edge structure are provided with alloy wires along the chord direction of the wing profile. When the shape memory alloy wire group of the upper airfoil surface of the flexible trailing edge structure 1 is heated, the length of the shape memory alloy wire group is shortened, and the whole flexible trailing edge structure 1 deforms upwards; whereas a downward deformation occurs. The wing has the characteristics of simple structure and large power weight, and can actively change the wing profile to obtain the optimal aerodynamic characteristics; the wings can obtain different aerodynamic characteristics; and the modularized assembly design is adopted, so that the internal space of the wing is greatly saved.)

一种基于形状记忆合金驱动的可变弯度机翼结构

所属领域

本发明属于航空装备技术领域,涉及双程形状记忆合金(SMA)驱动的可变形柔性机翼结构。

现有技术

目前,变形机翼已经成为未来先进航空飞行器的重要特征和发展方向。与固定式机翼不同,变形机翼可以根据不同的飞行任务和飞行环境条件改变机翼形状进而获得最优的飞行性能。此前有文献中提出的一种鱼骨式柔性后缘,其特点采用柔性材料作为主承力结构的后缘设计,翼型主体部分具有结构简单,易于加工的特点,后缘靠间隔的支撑肋板的长度过渡来贴合整体机翼的气动外形。但是该翼型由于后缘结构与致动器的配合关系,使得该翼型整体支撑结构往往难以进行设计,因此也难以在保持一定支撑能力的前提下进行柔性蒙皮的集成,并且前缘结构无法抵抗后缘整体梁、另一侧致动器以及蒙皮变形带来的阻力,偏转效果不佳。

因此,本设计拟采用一种多段关节铰接式的多关节机翼后缘结构以满足在变化的飞行环境中能够始终保持良好飞行性能的要求

发明目的

飞行器的飞行环境是连续变化的,气动参数也是连续变化,而传统固定式机翼飞行器只能够在特定环境下达到最佳飞行效率,无法适应多变的环境变化。

变形机翼飞行器能够利用智能材料或其他驱动器,根据飞行环境和飞行任务的变化,相应地改变机翼外形,改善飞机的气动特性和操纵性能,增升减阻,增大航时与航程,减少或消除抖振、颤振及涡流干扰等影响,使飞机能够更高效地完成多种飞行任务。

本设计为了能够满足飞行器在不同飞行环境和飞行任务条件下依然能够具备最佳气动性能,通过使用新型智能材料形状记忆合金(SMA)驱动机翼,使翼型柔顺、平滑、自主地改变来改善其气动特性,具备无缝、体积小、重量轻、响应快等优良特性,能出色地适应不同的飞行条件、更高效地完成各种飞行任务。

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