[发明专利]基于形状记忆合金驱动的可变形机翼及其变形控制方法

说明书

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种基于形状记忆合金驱动的可变形机翼及其变形控制方法，可变形机翼包括：多组机翼支架，多组机翼支架沿机翼的延伸方向依次排列设置；多组旋转连接组件，相邻的机翼支架通过旋转连接组件转动连接；多块主动变形蒙皮，主动变形蒙皮连接相邻的机翼支架且遮盖旋转连接组件，主动变形蒙皮为形状记忆合金蒙皮；以及加热件，加热件设置于主动变形蒙皮上，加热件能够使主动变形蒙皮的温度升高发生变形而带动机翼支架基于旋转连接组件进行旋转，以使得相邻的两组机翼支架能够形成预定夹角α。通过智能材料的引入使机翼既能承受载荷，又能更简便地控制变形，以提高飞机的飞动性能。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种基于形状记忆合金驱动的可变形机翼及其变形控制方法。

背景技术

目前，飞机运营成本的主要问题是控制能源的消耗。因此，降低飞行过程的油耗的一个核心问题是提高飞机的飞动性能。飞机在飞行过程中高度、重量和速度等参数不断变化，针对不同的参数调整合适的机翼形状，可以使飞机有更好的气动性。在飞行过程中改变机翼的形状可以为飞机节省几个百分点的燃料。同时，机翼形状的变形对降低噪声具有重要意义。机翼变形要求机翼结构能够容易且可控地变形，同时又能承受空气动力载荷，这对目前的机翼制造技术提出了很高难度的要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的是提供一种基于形状记忆合金驱动的可变形机翼，旨在同时兼顾解决机翼变形不易控制和空气动力载荷受限的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明的基于形状记忆合金驱动的可变形机翼包括：

多组机翼支架，多组所述机翼支架沿机翼的延伸方向依次排列设置；

多组旋转连接组件，相邻的所述机翼支架通过所述旋转连接组件转动连接；

多块主动变形蒙皮，所述主动变形蒙皮连接相邻的所述机翼支架且遮盖所述旋转连接组件，所述主动变形蒙皮为形状记忆合金蒙皮；以及

加热件，所述加热件设置于所述主动变形蒙皮上，所述加热件能够使所述主动变形蒙皮的温度升高发生变形而带动所述机翼支架基于所述旋转连接组件进行旋转，以使得相邻的两组所述机翼支架能够形成预定夹角α。

优选地，所述可变形机翼结构还包括覆盖于所述机翼支架上的从动变形蒙皮，所述主动变形蒙皮的边缘与所述从动变形蒙皮的边缘接合。

优选地，所述从动变形蒙皮的边缘设置有安装孔和连接柱中的一者，所述主动变形蒙皮的边缘设置有所述安装孔和所述连接柱中的另一者，所述连接柱能够一一对应卡设于所述安装孔内。

优选地，所述从动变形蒙皮由聚醚醚酮材料经增材制造而成。

优选地，所述预定夹角α的角度范围为165°≤α＜180°。

优选地，所述主动变形蒙皮为具有双程形状记忆效应的镍钛合金蒙皮，所述镍钛合金蒙皮经增材制造而成。

优选地，所述主动变形蒙皮上设置有多个卡槽，所述卡槽的延伸方向与机翼的延伸方向垂直；所述加热件设置于所述卡槽内。

优选地，所述主动变形蒙皮包括位于机翼上表面上的主动变形上蒙皮和位于机翼下表面上的主动变形下蒙皮。

优选地，每组所述机翼支架均包括多块并列的机翼肋板以及连接并列的所述机翼肋板的连接条；所述旋转连接组件包括多个连接轴承，在机翼的延伸方向上相邻的所述机翼肋板通过所述连接轴承转动连接。

进一步地，本发明还提供一种可变形机翼的变形控制方法，所述变形控制方法基于上述的基于形状记忆合金驱动的可变形机翼实施，其包括以下步骤：