[发明专利]可前后变形仿生柔性机翼

说明书

一种可前后变形仿生柔性机翼，其形状记忆合金内骨架通过卡槽固定在形状记忆合金外骨架内部，外骨架电加热机构包覆在外骨架上，内骨架电加热机构包覆在内骨架上；隔热层夹在外骨架电加热机构中和内骨架电加热机构中；柔性机翼蒙皮整体成型，包覆在整个机翼最外围。本发明利用形状记忆合金作为机翼骨架，通过对形状记忆合金内外骨架电阻丝加热调节形状记忆合金骨架形状。分别为内外骨架训练出记忆形状，热驱动内外骨架，内外骨架互为驱动完成机翼前后形变。本发明可实现机翼前后变形，仅靠形状记忆合金骨架即可实现机翼变形。同传统固定翼机翼相比，具有机翼形状变形功能，可使飞机适应不同空气动力环境，增强飞机飞控性能。

技术领域

本发明涉及一种飞机，特别涉及一种飞机的可前后变形仿生柔性机翼。

背景技术

飞行机翼的主要作用是产生升力，以支持飞机在空中飞行。它还起一定的稳定和操纵作用。传统固定翼飞机依靠机翼前缘和后缘的活动控制机翼升力或阻力的分布，以达到增加升力或改变飞机飞行姿态的目的。传统机翼为实现飞机飞行姿态的改变，需要活动翼面有各种前后缘增升装置、副翼、扰流片、减速板、升降副翼等机构，结构复杂，制造难度高和制造成本大。随着航空事业的发展，人们要求飞机具有更优异的飞行性能和操控性能，传统机翼的性能已经很难实现技术突破，在很大程度上限制了飞机性能的提升。而且传统机械传动式机翼在飞机飞行过程中不免会产生部件间的磨损，影响飞机飞行的稳定性。传统机翼刚性蒙皮无法实现整体成型制造，影响飞机整体的气动性能，增大了飞机的飞行阻力，在一定程度上增加了飞机的能耗。另一方面，近些年小型固定翼无人机越来越普及，传统机翼为实现机翼的变形，需要增加前述众多机器零部件，在一定程度上增加了飞机重量，有些小型飞机为减小制造难度，舍弃机翼变形能力，飞机的飞行性能受到很大影响。

鸟类通过控制翅膀的形状去适应各种气流状态，鸟类翅膀的这种变形特点为其优良的飞行能力提供了基础。鸟类主要通过控制不同肌肉的发力带动翅膀骨骼运动调整翅膀形状，达到改变飞行姿态或以最优的飞行姿态适应变化的气流。

纵观上述固定翼飞机机翼的技术与研究现状，通过模仿鸟类翅膀可变形这一特性，引入形状记忆合金和柔性可变形机翼蒙皮，调控形状记忆合金骨架形状进而带动机翼蒙皮变形，可实现机翼柔性可变形功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能避免上述缺陷、实现机翼前后变形、变形后恢复形状的可前后变形仿生柔性机翼。

本发明包括有柔性机翼蒙皮、形状记忆合金外骨架、形状记忆合金内骨架、外骨架电加热机构、隔热层和内骨架电加热机构；

形状记忆合金内骨架通过卡槽固定在形状记忆合金外骨架内部，外骨架电加热机构包覆在外骨架上，内骨架电加热机构包覆在内骨架上；隔热层夹在外骨架电加热机构中和内骨架电加热机构中；柔性机翼蒙皮整体成型，包覆在整个机翼最外围。

所述的形状记忆合金外骨架和形状记忆合金内骨架的材质为镍钛形状记忆合金。

所述形状记忆合金外骨架的横截面呈凹字形；形状记忆合金内骨架的横截面呈凸字形；形状记忆合金内骨架凸形面底面两个凸肩与形状记忆合金外骨架底部两凹槽相互配合，形状记忆合金内骨架整体内镶于外形状记忆合金外骨架。

外骨架电加热机构呈网状，外骨架电加热机构包覆在形状记忆合金外骨架外表面，能在短时间内将形状记忆合金外骨架温度升到形状转变温度之上。

内骨架电加热机构呈网状，内骨架电加热机构包覆在形状记忆合金内骨架外表面，能在短时间内将形状记忆合金内骨架温度升到形状转变温度之上。

所述隔热层的材质为玄武岩纤维等隔热性能好，质轻并且柔性可变形材料。

所述柔性机翼蒙皮的材质为柔性可变形材料。

所述柔性机翼蒙皮的柔性可变形材料为聚醚醚酮或聚氨酯。

本发明的工作原理：