[發明專利]一種基于大泊松比網殼軸向驅動器的可變形板結構

在審

• 申請號: 201810145671.5
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108374979A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 趙劍;房啟飛;王瑋;高仁璟;劉書田
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F16S1/06
• 分類號: F16S1/06;F16S1/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種基于大泊松比網殼軸向驅動器的可變形板結構，包括變形板，大泊松比網殼軸向驅動器和充壓共軌管；其特征在于：大泊松比網殼軸向驅動器由彈性材料和碳纖維包絡編織網制作而成，其兩端分別連接在變形板長度方向的兩端部內壁上，且貫穿于與變形板的寬度方向的側壁內壁固定的充壓共軌管；其中，大泊松比網殼軸向驅動器和充壓共軌管的連接處相通，大泊松比網殼軸向驅動器和變形板的連接處密封；通過充壓共軌管向大泊松比網殼軸向驅動器中充壓，產生沿大泊松比網殼軸向驅動器軸向方向的驅動力，對變形板中性層產生力矩，使得變形板變形。本發明為純機械結構，不受電磁場環境的干擾，具有變形形狀可調，變形特性穩定、低能耗等優點。

技術領域

本發明屬于只能材料與結構領域，具體地說是涉及一種基于大泊松比網殼軸向驅動器的可變形板結構。

背景技術

眾所周知，常規固定機翼的幾何外形是根據飛行器特定的飛行任務、高度、馬赫數和飛機重量進行設計的，其通常只對一個設計點是最優化的，而對其它設計點進行折中處理。在一個完整的飛行過程中，不同飛行階段所對應的飛行參數是不斷變化的，固定機翼的幾何外形在多數情況下都不能達到最優。比如，飛行器在起降時要求機翼具有高升力系數和大機翼面積；巡航時具有高升阻比和大機翼面積；高速飛行時具有低展弦比和小機翼面積。如果能讓機翼的氣動外形隨著外界飛行環境的變化而變化，從而使飛行器在整個飛行過程中始終保持最優的氣動特性，這將會極大的提高飛行器的適用性和利用率。

變體飛行器能夠用來解決傳統固定型機翼飛行器存在的問題。近年來，隨著智能材料和復合材料的出現和迅猛發展，為變體飛行器的發展提供了良好的材料基礎。變體飛行器可以根據外界的飛行環境來改變自身的氣動布局，擴展飛行包線和改善操縱特性，減小阻力，加大航程，減少或消除顫振、抖振和渦流干擾等的影響，從而達到飛行性能最優的目的?？勺冃蚊善げ牧虾徒Y構是實現機翼可變飛行器的關鍵技術之一。機翼要實現其弦長、展長、后掠角和面積等的大幅度變化，蒙皮必須能夠承受足夠大的變形，且在變形過程中要有足夠的面外剛度來維持機翼的氣動外形，同時在變形過程中蒙皮材料的面內剛度要盡可能的小以減少驅動器對能量的要求

目前，能夠實現變形功能的蒙皮主要可以分為三大類。第一類是通過材料本身來實現，如柔性和彈性比較大的橡膠類材料。第二類是通過機構來實現變形，采用分片式可移動的傳統硬蒙皮是通過機構來實現變形的典型代表。第三類是通過結構來實現變形，波紋材料是通過結構來實現變形的典型代表。

因此，綜合分析目前機翼可變飛行器的研究現狀，現有的基于智能結構和材料的可變體飛行器尚處于概念研究階段，距離工程實用還有很大的距離，亟需一種重量輕、承載力強、可實現多種變形且變形控制精度高的可變體結構。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種基于大泊松比網殼軸向驅動器的可變形板結構。本發明主要利用在變形板內布置由彈性材料和碳纖維包絡編織網制作而成的大泊松比網殼軸向驅動器，通過充壓共軌管對其充壓，調整內部壓力的大小和包絡角大小，改變大泊松比網殼軸向驅動器軸向伸長量，從而實現承載力強，可多種變形且變形精度高的效果。

本發明采用的技術手段如下：

一種基于大泊松比網殼軸向驅動器的可變形板結構，包括變形板，大泊松比網殼軸向驅動器和充壓共軌管；其特征在于：所述大泊松比網殼軸向驅動器由彈性材料和碳纖維包絡編織網制作而成，所述大泊松比網殼軸向驅動器的兩端分別連接在所述變形板長度方向的兩端部內壁上，且貫穿于與所述變形板的寬度方向的側壁內壁固定的所述充壓共軌管；其中，所述大泊松比網殼軸向驅動器和所述充壓共軌管的連接處相通，所述大泊松比網殼軸向驅動器和所述變形板的連接處密封；通過所述充壓共軌管向所述大泊松比網殼軸向驅動器中充壓，產生沿所述大泊松比網殼軸向驅動器軸向方向的驅動力，對所述變形板中性層產生力矩，使得所述變形板變形。