[發明專利]一種基于形狀記憶彈簧變形結構的機翼減振機構

在審

• 申請號: 201711200196.9
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108116657A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 鄧正宏;蔣昱晨;高邐;孫鵬;韓磊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C3/38
• 分類號: B64C3/38
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明公開了一種基于形狀記憶彈簧變形結構的機翼減振機構。通過記憶彈簧驅動控制產生相應的變形以改變機翼形狀，在不增加局部氣動負荷的同時改變機翼表面的受力狀態，保持或減小振動而不發生顫振或失速。其中雙V型板位于機翼內最大厚度部位靠近機翼前緣側，兩塊雙V型板交叉設置通過V型板轉軸和軸銷連接。雙V型板為上下兩層對稱結構，兩層雙V型板之間通過轉軸連接，在各轉軸處設有鎖緊機構，用于防止轉軸轉動導致結構滑動。V型板轉軸與機翼固連，并限制V型板轉軸弦向移動，記憶彈簧連接在雙V型板上下兩端，以等間隔排布控制機翼翼型。減振機構具有結構簡單、重量輕和易于實現，在減少振動的同時降低成本、應用范圍較廣。

技術領域

本發明涉及一種機翼自適應減振機構，具體地說，涉及一種基于形狀記憶彈簧變形結構的機翼減振機構。

背景技術

現有技術中，通過機翼主動控制的減振方法主要是通過旋轉翼尖部分改變氣動受力以及附加外伸控制面如擾流板。大部分飛機采用的氣動減振控制系統主要是用翼尖小翼、擾流板搭配機械裝置來實現的。目的是通過產生一個氣動力矩，使得飛機在俯仰、傾斜方面做出姿態調整，從而通過改變氣動參數來減小振動。它的局限性在于調整具有滯后性，對于小型飛機無法及時恢復飛機的飛行姿態。

在飛機機翼振動控制的設計中，要做到快速消除機翼顫振，必須改變機翼攻角或是改變自振頻率。而在現有的飛機中，機翼的材料相對固定，故通過調節自振頻率來防止振動是很難實現的。對于大展弦比的飛機，如大型無人機，其振動調節機構相對來說比較復雜，實現過程比較繁瑣，導致飛機重量增加、造價高昂。因此，在大展弦比飛機上采用傳統的調節機構在技術上存在很多不足之處。

在通過旋轉部分機翼來減緩氣動負荷方面，發明專利CN201310643782.6公開了“一種適用于大展弦比飛機的全動式翼尖陣風減緩裝置”該減緩裝置中全動式翼尖占機翼展長的10％～20％，翼尖上有陣風檢測傳感器用于檢測垂直陣風，調節裝置可以對扭轉彈性連接軸的位置進行調節，使全動式翼尖陣風減緩裝置在不同的陣風強度下都有較好的陣風減緩效果。該減緩裝置主要采用了彈性旋轉軸對部分機翼進行旋轉，但是仍然不能從根源上解決振動問題，并且高速飛行時旋轉機翼的氣動載荷很大，容易導致轉軸斷裂，或者滑動錯位；甚至無法恢復。

現有的機翼振動控制系統存在機構復雜，通常會增加機翼重量，對于小型飛機來說難以實現；其造價昂貴，通常應用于大型飛機，且僅依賴于純氣動控制；機翼不可改變翼型，容易造成氣動載荷過大，導致機翼壽命減少。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種基于形狀記憶彈簧變形結構的機翼減振機構。該減振機構通過記憶彈簧驅動控制產生相應的變形以改變機翼形狀，在不增加局部氣動負荷的同時改變機翼表面的受力狀態，保持或減小振動而不發生顫振或失速。同時滿足機翼在不同條件下實現最優的氣動效果，在減少振動的同時降低成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括SMA彈簧、雙V型板、轉軸、柔性蒙皮、V型板轉軸、軸銷和鎖緊機構，所述雙V型板為長方形，兩塊雙V型板交叉設置通過V型板轉軸和軸銷連接，雙V型板為上下兩層對稱結構，上下層雙V型板之間通過轉軸連接，在各轉軸處設置有鎖緊機構，用于防止轉軸轉動導致結構滑動，V型板轉軸與機翼固連，且限制V型板轉軸沿機翼弦向移動，所述雙V型板位于機翼內最高部位靠近機翼前緣側，雙V型板呈90°夾角放置，該可變角度為60～120°；

所述SMA彈簧與所述雙V型板通過鉸制孔用螺栓固定，鉸制孔用螺栓下部開有小孔，SMA彈簧分別連接在上下層雙V型板的上端和下端，SMA彈簧沿機翼展向以5mm等間隔排布，SMA彈簧與電加熱裝置通過導線相連接，通過溫度控制其形變，從而控制機翼；

所述雙V型板上下端部與機翼接觸處為半圓形結構，用于防止對機翼柔性蒙皮產生磨損。

機翼翼型采用NACA4412翼型。

所述柔性蒙皮采用柔性橡膠復合材料。