[發明專利]一種用于柔性機翼的剛度補償裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 202010021686.8
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111152912B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 周麗;支彭勃;邱濤
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C3/38
• 分類號: B64C3/38
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 王慧穎

本發明公開了一種用于柔性機翼的剛度補償裝置及其工作方法，屬于航空結構設計技術領域，本發明的裝置通過剛度補償裝置實現剛度補償和主動控制扭轉變形，剛度補償裝置主要由兩部分組成，分別是運動轉換裝置和預載施加裝置，通過運動轉換裝置實現旋轉運動和直線運動的相互轉化，將機翼相鄰翼肋之間受到的扭矩轉化為推力。再利用運動轉換裝置將推力傳遞到預載施加裝置后，利用預載施加裝置實現對柔性機翼抗扭剛度的補償以及主動扭轉控制；本發明的裝置能夠避免氣動彈性發散的發生，同時還可以通過該裝置對機翼扭轉變形進行主動控制，增強氣動性能。

技術領域

本發明屬于航空結構設計技術領域，涉及一種用于柔性機翼的剛度補償裝置及其工作方法。

背景技術

近年來，隨著科學技術的不斷發展，新的智能材料的出現以及結構設計思想的進步，科學家們開始將智能材料、新穎結構、高效致動器、先進傳感器等技術綜合集中到飛機機體結構中，變體飛機也從剛性變形階段進入智能柔性變形階段。

相對于剛性機翼變形而言，柔性機翼變形更快，變形能力更大，而且可以光滑而持續地改變形狀，因此，智能柔性變形逐漸成為了研究的熱點。而由于采用了柔性機翼，會導致機翼的扭轉剛度大幅度降低，容易導致機翼氣動彈性發散，引發機翼顫振等問題。為了解決柔性機翼抗扭剛度不足的問題，本發明應運而生。

發明內容

本發明為了解決柔性機翼抗扭剛度不足的問題，提出了一種通過剛度補償裝置對柔性機翼抗扭剛度進行補償的方法，對機翼抗扭剛度進行設計，有效的增大柔性機翼的抗扭剛度，同時還可以通過該裝置對機翼扭轉變形進行主動控制，增強氣動性能。

本發明是這樣實現的：

一種用于柔性機翼的剛度補償裝置，包括機身，機身中設置有剛度補償裝置，所述的剛度補償裝置包括預載施加裝置以及固定安裝在預載施加裝置頂部的運動轉換裝置。運動轉換裝置負責將直線運動和旋轉運動進行轉換。預載施加裝置一方面提供剛度補償，另一方面可以提供預緊力。運動轉換裝置底部套在預載施加裝置頂部，兩者緊密配合在一起，并通過螺釘固定。

所述的運動轉換裝置包括外筒，外筒頂端設置有螺套，并在外筒頂端開口設置止推軸承，通過外筒、止推軸承的配合限制螺套的軸向位移；所述的螺套的內螺紋中設置有螺桿；

所述的預載施加裝置內部中分別設置上活塞板、下活塞板；所述的上活塞板、下活塞板之間設置彈簧，且在上活塞板、下活塞板之間設置定位銷和定位孔確保上活塞板以及下活塞板的軸線重合；所述的下活塞板與預載施加裝置底部形成的空間填充有油液；所述的運動轉換裝置通過螺桿與預載施加裝置中的上活塞板連接，實現力的傳遞。

進一步，所述的剛度補償裝置后利用空心復材管連接若干個翼肋；翼根處的翼肋與剛度補償裝置的運動轉換裝置連接；空心復材管一端與運動轉換裝置的螺套相連，另一端與根部翼肋相鄰翼肋相連。剛度補償裝置安裝在與機身與翼根連接處，剛度補償裝置的外筒與根部翼肋固定連接。

進一步，所述的預載施加裝置的頂部套在運動轉換裝置的底部，且預載施加裝置通過螺釘與運動轉換裝置的外筒固定連接。

進一步，所述的預載施加裝置在填充有油液的外側設置進油嘴，所述的進油嘴通過連接輸油管調整油液液壓。

進一步，所述的螺桿設置有導向板以及導向槽，通過導向板和導向槽限制螺桿的旋轉運動。

本發明還公開了一種用于柔性機翼的剛度補償裝置的工作方法，其特征在于，所述的方法中通過預載施加裝置以及運動轉換裝置的配合實現剛度補償和主動控制扭轉變形，具體如下：