[發(fā)明專利]基于形狀記憶合金驅動的可變形機翼及其變形控制方法

有效

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• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110329491B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 于征磊;謝鑫宇;信仁龍;閆維;張志輝;左文杰
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B64C3/38
• 分類號: B64C3/38;B64C3/44
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發(fā)明涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種基于形狀記憶合金驅動的可變形機翼及其變形控制方法，可變形機翼包括：多組機翼支架，多組機翼支架沿機翼的延伸方向依次排列設置；多組旋轉連接組件，相鄰的機翼支架通過旋轉連接組件轉動連接；多塊主動變形蒙皮，主動變形蒙皮連接相鄰的機翼支架且遮蓋旋轉連接組件，主動變形蒙皮為形狀記憶合金蒙皮；以及加熱件，加熱件設置于主動變形蒙皮上，加熱件能夠使主動變形蒙皮的溫度升高發(fā)生變形而帶動機翼支架基于旋轉連接組件進行旋轉，以使得相鄰的兩組機翼支架能夠形成預定夾角α。通過智能材料的引入使機翼既能承受載荷，又能更簡便地控制變形，以提高飛機的飛動性能。

技術領域

本發(fā)明涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種基于形狀記憶合金驅動的可變形機翼及其變形控制方法。

背景技術

目前，飛機運營成本的主要問題是控制能源的消耗。因此，降低飛行過程的油耗的一個核心問題是提高飛機的飛動性能。飛機在飛行過程中高度、重量和速度等參數(shù)不斷變化，針對不同的參數(shù)調整合適的機翼形狀，可以使飛機有更好的氣動性。在飛行過程中改變機翼的形狀可以為飛機節(jié)省幾個百分點的燃料。同時，機翼形狀的變形對降低噪聲具有重要意義。機翼變形要求機翼結構能夠容易且可控地變形，同時又能承受空氣動力載荷，這對目前的機翼制造技術提出了很高難度的要求。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明的主要目的是提供一種基于形狀記憶合金驅動的可變形機翼，旨在同時兼顧解決機翼變形不易控制和空氣動力載荷受限的問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發(fā)明的基于形狀記憶合金驅動的可變形機翼包括：

多組機翼支架，多組所述機翼支架沿機翼的延伸方向依次排列設置；

多組旋轉連接組件，相鄰的所述機翼支架通過所述旋轉連接組件轉動連接；

多塊主動變形蒙皮，所述主動變形蒙皮連接相鄰的所述機翼支架且遮蓋所述旋轉連接組件，所述主動變形蒙皮為形狀記憶合金蒙皮；以及

加熱件，所述加熱件設置于所述主動變形蒙皮上，所述加熱件能夠使所述主動變形蒙皮的溫度升高發(fā)生變形而帶動所述機翼支架基于所述旋轉連接組件進行旋轉，以使得相鄰的兩組所述機翼支架能夠形成預定夾角α。

優(yōu)選地，所述可變形機翼結構還包括覆蓋于所述機翼支架上的從動變形蒙皮，所述主動變形蒙皮的邊緣與所述從動變形蒙皮的邊緣接合。

優(yōu)選地，所述從動變形蒙皮的邊緣設置有安裝孔和連接柱中的一者，所述主動變形蒙皮的邊緣設置有所述安裝孔和所述連接柱中的另一者，所述連接柱能夠一一對應卡設于所述安裝孔內。

優(yōu)選地，所述從動變形蒙皮由聚醚醚酮材料經(jīng)增材制造而成。

優(yōu)選地，所述預定夾角α的角度范圍為165°≤α＜180°。

優(yōu)選地，所述主動變形蒙皮為具有雙程形狀記憶效應的鎳鈦合金蒙皮，所述鎳鈦合金蒙皮經(jīng)增材制造而成。

優(yōu)選地，所述主動變形蒙皮上設置有多個卡槽，所述卡槽的延伸方向與機翼的延伸方向垂直；所述加熱件設置于所述卡槽內。

優(yōu)選地，所述主動變形蒙皮包括位于機翼上表面上的主動變形上蒙皮和位于機翼下表面上的主動變形下蒙皮。

優(yōu)選地，每組所述機翼支架均包括多塊并列的機翼肋板以及連接并列的所述機翼肋板的連接條；所述旋轉連接組件包括多個連接軸承，在機翼的延伸方向上相鄰的所述機翼肋板通過所述連接軸承轉動連接。

進一步地，本發(fā)明還提供一種可變形機翼的變形控制方法，所述變形控制方法基于上述的基于形狀記憶合金驅動的可變形機翼實施，其包括以下步驟：