[發(fā)明專利]一種基于記憶合金負泊松比單元體的無人機變形翼結構

有效

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• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111284679B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設計）人: 于征磊;信仁龍;張志輝;謝鑫宇;郭雪;任露泉;閆維;張曉龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B64C1/06
• 分類號: B64C1/06;B64C3/26;B64C3/00;B64C1/40;B64F5/10
• 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)明屬于無人機結構材料領域技術領域，尤其涉及一種基于記憶合金負泊松比單元體的無人機變形翼結構。其包括包括機身、有NiTi記憶合金骨架結構、機翼蒙皮、內加熱系統(tǒng)、隔熱層、智能感知系統(tǒng)和溫度傳感器，所述機身的兩側安裝有NiTi記憶合金骨架結構為主體的機翼，所述有NiTi記憶合金骨架結構的外層包覆有所述機翼蒙皮，所述有NiTi記憶合金骨架結構的內部設置有用于對有NiTi記憶合金骨架結構加熱的內加熱系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是，改變了傳統(tǒng)的用電機驅動連桿機構等機械變形方式，取消了各個分立機翼后緣的傳統(tǒng)機械動作，從而降低了阻力和噪音，機翼的結構簡單，降低機翼維護維修的難度和成本，能夠替代傳統(tǒng)的固定式機翼結構。

技術領域

本發(fā)明屬于無人機結構材料領域技術領域，尤其涉及一種基于記憶合金負泊松比單元體的無人機變形翼結構。

背景技術

目前來說，飛機在飛行過程中高度、重量和速度等參數(shù)并不是固定不變的，為了使飛機具有更好的氣動性，在設計機翼的形狀時希望能夠針對不同的參數(shù)變化調整不同的機翼形狀，研究發(fā)現(xiàn)，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。

在飛行器變形過程中，要充分考慮其氣動性能，因此應該盡量不要過于粗糙地、間斷地變形。目前在機翼變形結構的研究中，研究最多的有變展長、變弦長、變厚度、變后掠和變彎度等變形形式。其傳統(tǒng)的變形方式主要是通過機械方式驅動連桿機構斤對機翼面積、機翼展弦比、后掠角、機翼彎度等進行變形。但是這種傳統(tǒng)機械式驅動方式的傳動系統(tǒng)復雜，占用空間較大，會對飛機的機動性造成影響。由于形狀記憶合金具有其大功重比、驅動條件低和驅動結構簡單等優(yōu)點，因此在變體機翼驅動研究中，作為一種高效清潔的驅動元件，將會起到越來越大的作用。

在針對負泊松比柔性蜂窩結構在變體機翼中的應用(Negative Poisson’s RatioHoneycomb Structure and It’s Application Structure and It’s Applications inStructure Design of Morphing Aircraft)的文獻中建立了柔性蜂窩蒙皮結構的力學分析模型，研究后得出負泊松比蜂窩結構具有較大的體內變形能力，即內部結構空間上足夠允許其拉伸和面內凹陷，因其結構的具有特殊的拉漲特性，采用負泊松比柔性蜂窩結構的變體機翼具有改善無人機起降性能的潛力。

機翼變形要求機翼結構能夠容易變形，同時又能承受空氣動力載荷。使用形狀記憶合金可以實現(xiàn)對機翼形狀進行控制。具有雙程形狀記憶效應的形狀記憶合金在加熱時恢復高溫相形狀，冷卻時又能恢復低溫相形狀，所以可以通過控制溫度的變化實現(xiàn)高溫相形狀和低溫相形狀兩種形狀之間的轉換；而在滿足機翼承受一定載荷的應力和應變的要求下，采用負泊松比單元體結構，既能夠保證足夠的載荷承受力，又能夠對機翼結構實現(xiàn)輕量化。

并且由于機翼與機身的材料不同，現(xiàn)有的機翼不方便與機身進行固定安裝，并且拆卸困難，不方便維修與更換，因此現(xiàn)有的變形機翼的安裝拆卸與維修也是變形機翼需要克服的重要問題。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

針對現(xiàn)有存在的技術問題，本發(fā)明提供一種基于記憶合金負泊松比單元體的無人機變形翼結構

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術方案包括：一種基于記憶合金負泊松比單元體的無人機變形翼結構，包括機身、有NiTi記憶合金骨架結構、機翼蒙皮、內加熱系統(tǒng)、隔熱層、智能感知系統(tǒng)和溫度傳感器；

所述機身的兩側安裝有NiTi記憶合金骨架結構為主體的機翼；

所述有NiTi記憶合金骨架結構的外層包覆有所述機翼蒙皮；

所述有NiTi記憶合金骨架結構的內部設置有用于對有NiTi記憶合金骨架結構加熱的內加熱系統(tǒng)；