[發(fā)明專利]一種變彎度后緣分段式翼肋與柔性蒙皮的支撐連接結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010800079.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112046729B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周麗;夏佳輝;邱濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C3/18
• 分類號(hào): B64C3/18;B64C3/26
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王慧穎

本發(fā)明公開(kāi)了一種變彎度后緣分段式翼肋與柔性蒙皮的支撐連接結(jié)構(gòu)，屬于變體飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，本發(fā)明的柔性機(jī)翼變彎度后緣結(jié)構(gòu)由波紋結(jié)構(gòu)柔性蒙皮、分段式翼肋、支撐板、分布式驅(qū)動(dòng)器、后端維形體構(gòu)成，柔性蒙皮下方是分布式驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器支架支撐在分段式翼肋上，由驅(qū)動(dòng)器的伸縮引起肋段之間的相互偏轉(zhuǎn)，柔性蒙皮在驅(qū)動(dòng)力作用下伸縮，以實(shí)現(xiàn)后緣變彎度。當(dāng)上翼面伸長(zhǎng)，下翼面縮短，肋段向下偏轉(zhuǎn)，則后緣向下彎曲。本發(fā)明的裝置既可以均勻支撐柔性蒙皮傳遞載荷，還能實(shí)現(xiàn)柔性蒙皮變形的均勻、協(xié)調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變體飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于變彎度機(jī)翼后緣，支撐波紋結(jié)構(gòu)柔性蒙皮并與分段式翼肋連接的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

變體飛機(jī)可以在飛行過(guò)程中實(shí)時(shí)改變飛機(jī)結(jié)構(gòu)的形狀，以便在不同飛行狀態(tài)下做不同飛行動(dòng)作時(shí)都具有最佳的氣動(dòng)性能。機(jī)翼結(jié)構(gòu)形狀的變化包括變面積(多數(shù)是變展長(zhǎng)，也有變弦長(zhǎng))、變后掠角、變彎度等。改變機(jī)翼的彎度可以提高生力系數(shù)，常規(guī)機(jī)翼的彎度改變是通過(guò)偏轉(zhuǎn)前、后緣舵面實(shí)現(xiàn)的，但舵面偏轉(zhuǎn)時(shí)的氣流分離也增加了阻力。為了提高升阻比，即提高升力而不增加阻力，變彎度機(jī)翼技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。變彎度機(jī)翼能實(shí)現(xiàn)翼型沿弦向光滑連續(xù)的變形，機(jī)翼的彎度變化不采用舵面偏轉(zhuǎn)，而是用后緣結(jié)構(gòu)的柔性變形，更好地適應(yīng)氣動(dòng)特性對(duì)結(jié)構(gòu)形狀的要求。

機(jī)翼后緣變彎度結(jié)構(gòu)主要涉及可變形翼肋、柔性蒙皮、分布式驅(qū)動(dòng)以及感知技術(shù)。可變形翼肋要能承受和傳遞機(jī)翼后緣部分的載荷，并按要求改變形狀；柔性蒙皮在面內(nèi)要能產(chǎn)生較大的變形，同時(shí)要有較大的面外剛度，承受面外的氣動(dòng)載荷，并且變形要均勻協(xié)調(diào)。目前后緣變彎度結(jié)構(gòu)的研究有很多方案，包括基于負(fù)泊松比材料的柔性蒙皮方案、基于可變形蜂窩的柔性蒙皮方案、主動(dòng)變形翼肋方案等等，但在柔性蒙皮與可變形翼肋的連接方面都存在不足，比如采用腹板作為支撐連接結(jié)構(gòu)時(shí)，其具有一定的承載能力，卻無(wú)法滿足后緣光滑連續(xù)變彎度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題公開(kāi)了一種變彎度后緣分段式翼肋與柔性蒙皮的支撐連接結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的裝置采用折紙結(jié)構(gòu)原理對(duì)柔性蒙皮與分段式翼肋進(jìn)行支撐連接，既可以均勻支撐柔性蒙皮傳遞載荷，還能實(shí)現(xiàn)柔性蒙皮變形的均勻、協(xié)調(diào)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種變彎度后緣分段式翼肋與柔性蒙皮的支撐連接結(jié)構(gòu)，包括后緣可變形區(qū)域，其特征在于，所述的后緣可變形區(qū)域包括后墻以及后端維形體；所述的后墻、后端維形體之間設(shè)置若干段分段式翼肋，第一段分段式翼肋與機(jī)翼后墻連接，最后一段分段式翼肋與后端維形體連接；所述的分段式翼肋豎直方向上、下均設(shè)置有驅(qū)動(dòng)器支架以及連接板，連接板上設(shè)置有支撐板。

所述的后緣可變形區(qū)域上、下翼面設(shè)置有波紋結(jié)構(gòu)柔性蒙皮，本發(fā)明的上下翼面柔性蒙皮采用波紋結(jié)構(gòu)，一方面提供面外剛度，另一方面提供面內(nèi)變形。

所述的波紋結(jié)構(gòu)柔性蒙皮與支撐板的頂部連接；即所述的波紋結(jié)構(gòu)柔性蒙皮通過(guò)驅(qū)動(dòng)器支架支撐在分段式翼肋上，由驅(qū)動(dòng)器的伸縮引起肋段之間的相互偏轉(zhuǎn)，波紋結(jié)構(gòu)柔性蒙皮在驅(qū)動(dòng)力作用下伸縮，以實(shí)現(xiàn)后緣變彎度；當(dāng)上翼面伸長(zhǎng)，下翼面縮短，肋段向下偏轉(zhuǎn)，則后緣向下彎曲。

進(jìn)一步，所述的若干段分段式翼肋的相鄰肋段可相對(duì)偏轉(zhuǎn)，肋段采用十字形截面，其中水平方向的截面是承擔(dān)剪切載荷，其豎直方向的截面為連接板，用來(lái)與支撐板連接，分段式翼肋肋段的兩端設(shè)置單耳片和雙耳片，用來(lái)連接相鄰肋段。

進(jìn)一步，所述的支撐板采用折紙結(jié)構(gòu)形式，支撐板的頂部與波紋結(jié)構(gòu)柔性蒙皮連接，支撐板頂部的波紋形狀及波長(zhǎng)與柔性蒙皮波紋結(jié)構(gòu)的波紋形狀及波長(zhǎng)相同，從頂部到底部逐漸過(guò)渡成平板，即波高為0；支撐板的底部焊接有過(guò)渡板，通過(guò)該過(guò)渡板與分段式翼肋翼肋的連接板相連。當(dāng)翼面承受氣動(dòng)載荷時(shí)，由支撐板將載荷傳遞至翼肋，驅(qū)動(dòng)力與彎矩平衡，剪力主要由肋段之間的連接結(jié)構(gòu)承擔(dān)。