[實用新型]一種基于主動變形負泊松比蜂窩結構的變體機翼

有效

• 申請號: 201920521696.0
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN210258812U
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 陶偉灝
• 申請（專利權）人: 陶偉灝
• 主分類號: B64C3/38
• 分類號: B64C3/38
• 代理公司: 煙臺炳誠專利代理事務所(普通合伙) 37258
• 代理人: 李慧

本實用新型公開了一種基于主動變形負泊松比蜂窩結構的變體機翼，至少包括：橫梁、桁條、翼肋、蒙皮和負泊松比蜂窩結構組成，橫梁作為機翼的主要承力端，將機翼承受的合力傳遞給機身，機翼由桁條、翼肋和蒙皮組成，通過改變蒙皮弧度實現調節機翼厚度，負泊松比蜂窩結構作為驅動器安裝在機翼內部，分別與機翼蒙皮和翼梁相連接；本實用新型利用形狀記憶合金和負泊松比結構設計了一種新型的主動變形負泊松比蜂窩結構，利用該結構作為驅動器驅動調節變體機翼的機翼厚度變化，以滿足飛行器在不同飛行環境下的氣動性能需求，使變體機翼具有主動變形、輕質、變形光滑等特點。

技術領域

本實用新型涉及飛機機翼變體技術，尤其涉及一種基于主動變形負泊松比蜂窩結構的變體機翼。

背景技術

變體機翼是指在飛行器機翼在飛行過程中，為了根據不同的飛行環境和飛行環境做出響應，通過改變機翼的一些部件的幾何形狀、尺寸或者位置，使得機翼具備不同的形狀進而改變飛行姿態，以獲得更好的飛行性能。根據具體的飛行環境，變體機翼可以通過驅動器調節前緣位置、后緣位置、弦線弧度和翼型厚度等參數。其中，機翼的翼型厚度對最大升力系數、超聲速阻力具有顯著影響。可變機翼厚度的變體機翼是針對改變機翼厚度的需求而產生的，通過使機翼蒙皮弧線改變，改變機翼的厚度，從而改變機翼的啟動特性。在飛行器處于巡航狀態時，增加機翼厚度，可以保證飛行器的升力系數，以降低油耗，增加航程；在飛行器需提高機動性能時，可減小機翼厚度，降低飛行器的超聲速波阻，提高飛行器的機動性能。

傳統的變體機翼驅動器普遍采用的是液壓驅動器和電機驅動，這類驅動器雖具備較大的驅動力或較大的驅動位移，但由于其機械結構、控制系統復雜，功重比較低，容易發生故障且維護成本較高，已經逐漸被基于智能材料驅動的驅動器所取代。

發明內容

本實用新型克服了現有技術的不足，提供一種基于主動變形負泊松比蜂窩結構的變體機翼。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：一種基于主動變形負泊松比蜂窩結構的變體機翼，包括：機翼支架，所述機翼支架內部連接驅動器，以及所述機翼支架外部連接的蒙皮，其特征在于，所述機翼支架至少包括橫梁、桁條、翼肋、翼梁、翼緣，所述橫梁貫穿連接若干個所述翼肋，若干個所述翼肋連接所述桁條，所述翼肋的兩端分別連接所述翼緣，所述驅動器至少包括SMA絲、彈簧、負泊松比蜂窩結構，所述SMA絲連接所述負泊松比蜂窩結構，所述SMA絲連接條所述彈簧，所述負泊松比蜂窩結構銜接所述蒙皮和所述翼梁。

本實用新型一個較佳實施例中，所述負泊松比蜂窩結構上設置的若干個孔洞為胞元。

本實用新型一個較佳實施例中，所述胞元為多邊形結構。

本實用新型一個較佳實施例中，所述多邊形結構的胞元為六邊形結構。

本實用新型一個較佳實施例中，主動變形的所述負泊松比蜂窩結構由若干個所述胞元星拓撲式周期排列而成。

本實用新型一個較佳實施例中，每個所述胞元連接所述SMA絲。

本實用新型一個較佳實施例中，當所述SMA絲通過加熱達到相變溫度后收縮，SMA絲產生的驅動力壓縮彈簧并對負泊松比結構施加壓縮載荷，導致負泊松比結構高度減小。

本實用新型一個較佳實施例中，當所述SMA絲停止加熱，SMA絲隨即冷卻，溫度降到相變溫度之下時，SMA絲失去形狀記憶效應，不再產生驅動力，此時彈簧的彈性回復力將SMA絲拉長到初始長度，并對負泊松比結構施縱向拉伸載荷，導致負泊松比結構高度增加。

本實用新型一個較佳實施例中，當所述負泊松比蜂窩高結構降低高度時，向下拉動所述蒙皮減小弧度，使機翼的厚度減小。

本實用新型一個較佳實施例中，當所述負泊松比蜂窩結構高度升高時，向上頂起所述蒙皮增加弧度，使機翼增加厚度。