[發明專利]雙程形狀記憶合金和液壓復合驅動的可變翼型機翼前緣

有效

• 申請號: 201811373902.4
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109572995B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 徐志偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B64C3/18
• 分類號: B64C3/18;B64C3/26;B64C3/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種雙程形狀記憶合金和液壓復合驅動的可變翼型機翼前緣，包括若干條間隔排布的翼肋，翼肋的一端設有轉動關節，另一端連接有滑塊，其內部連接有SMA驅動器，SMA驅動器的一端與翼肋邊緣連接，另一端則通過連桿與翼肋邊緣連接，翼肋沿其排布方向貫穿有驅動軸，所述的驅動軸上連接有驅動器。本發明采用雙程SMA與液壓復合驅動的模式，實現前緣傳統向下偏轉運動的同時，翼型形狀也可以根據需要進行改變，兩種驅動方式相結合，實現前緣結構的全方位變體；前緣向下偏轉過程中，整個前緣與機翼中間段始終保持光滑連續，氣動性能得到顯著改善；可以根據不同的飛行條件改變翼型，能夠顯著減小飛機飛行的阻力或提高升阻比，改善飛機的飛行性能。

技術領域

本發明涉及一種飛機機翼前緣，尤其涉及一種雙程形狀記憶合金和液壓復合驅動的可變翼型機翼前緣。

背景技術

自適應機翼以智能材料與結構、高效驅動器、傳感器等技術為基礎，綜合運用非定常氣動力、結構動力學，非線性動力學，智能感知與控制等多個學科理論，實現“按需變形”的要求，以適應多樣的飛行任務。

由于自適應機翼具有巨大的應用潛力，國內外涌現了許多的設計理念。S.Kota等在美國空軍實驗室基金的支持下，在NACA63418的基礎上，利用柔性機構，設計并制造了可彎度前緣柔性結構。H.P.Monner等受到A380內部的傳統下垂前緣的啟發，提出了智能無縫前緣裝置的概念。N.D.Matteo等以曲線梁為驅動，以鋁作為蒙皮材料，并采用8個Ⅰ型的金屬筋條進行加強。國內方面，西北工業大學的黃杰等人進行了柔性機構驅動機翼前緣的拓撲優化。黃杰等人采用拓撲優化的方法得到了驅動機翼前緣變形的柔性驅動機構實現了機翼前緣形狀連續變形。哈爾濱工業大學的尹維龍等研究了采用形狀記憶合金柔性蒙皮結構的可變彎度機翼。南京航空航天大學的楊媛等設計了分段式可變后緣結構，在相鄰分段之間安置驅動結構，使用SMA記憶合金作為驅動元件，利用各分段之間的累積效應實現整體結構的偏轉。

發明內容

發明目的：本發明目的是提供一種雙程形狀記憶合金和液壓復合驅動的可變翼型機翼前緣，在液壓驅動下實現機翼前緣結構整體連續向下偏轉；在雙程SMA驅動下，可以根據需要實現前緣形狀的改變，實現在不同飛行條件下的最優翼型。

技術方案：本發明包括若干條間隔排布的翼肋，所述翼肋的一端設有轉動關節，另一端連接有滑塊，其內部連接有SMA驅動器，所述SMA驅動器的一端與翼肋邊緣連接，另一端連接有連桿，所述的連桿與翼肋邊緣連接，翼肋沿其排布方向貫穿有驅動軸，所述的驅動軸上連接有驅動器。

所述的驅動器為液壓驅動器或位移驅動器。

所述的SMA驅動器采用雙程SMA驅動器，包括第一SMA驅動器和第二SMA驅動器。

所述第一SMA驅動器的一端與第二SMA驅動器活動連接，另一端通過至少兩根連桿與翼肋邊緣活動連接；所述第二SMA驅動器的另一端與翼肋邊緣活動連接。

所述第一SMA驅動器與第二SMA驅動器的連接處及連桿與第一SMA驅動器的連接處均貫穿有軸桿，軸桿與驅動軸一起講所有翼肋連接成一體。

所述的翼肋沿其排布方向固定有桁條，桁條與翼肋外部包裹有前緣蒙皮，翼肋、桁條和前緣蒙皮通過鉚釘或螺釘連接在一起。

所述的前緣蒙皮布設于機翼中段蒙皮的下方，并與中段蒙皮有重疊，所述的中段蒙皮通過滑塊吊掛在導軌上，當前緣向下偏轉時，帶動前緣蒙皮向內滑動，翼肋掛接的滑塊沿著導軌向內滑動，從而實現了蒙皮的連接與光滑滑動。

工作原理：液壓驅動裝置連接驅動軸帶動整個翼肋一起繞轉動關節轉動，實現前緣結構的整體向下偏轉，翼肋下端連接的滑塊在滑軌內自由滑動，翼肋與滑塊連接處的部分結構會產生彈性變形，保證前緣與機翼中間段光滑連續的過渡；SMA驅動器通過改變其溫度，可伸長或縮短，加熱到一定溫度時縮短，冷卻到一定溫度時伸長，并推動相連接的翼肋或連桿，實現翼肋的彈性變形，翼肋通過桁條帶動蒙皮的彈性變形，實現前緣翼型的改變。