[发明专利]一种提高柔性机翼后缘结构抗扭刚度的结构

说明书

本发明公开了一种提高柔性机翼后缘结构抗扭刚度的结构，属于变体飞机结构设计领域，本发明的柔性机翼后缘结构由支撑板、腹板、后端维形体、类蜂窝抗扭结构、柔性蒙皮和分布式驱动装置构成。其中支撑板是机翼不变形结构与后缘柔性结构的连接结构，通过支撑板支撑整个柔性机翼的后缘；腹板支撑柔性蒙皮并且支撑分布式驱动装置；类蜂窝抗扭结构将支撑板、各腹板和后端维形体相继连接起来；柔性蒙皮连接在相邻的腹板之间，分布式驱动装置连接在相邻的腹板之间，其连接于柔性蒙皮；利用腹板支撑柔性蒙皮以及分布式驱动装置，且采用类蜂窝抗扭结构，解决了机翼可变形后缘部分抗扭刚度不足的问题，提高柔性机翼后缘结构的抗扭能力。

技术领域

本发明属于变体飞机结构设计领域，涉及一种柔性机翼后缘结构，具体是一种提高柔性机翼后缘结构抗扭刚度的结构。

背景技术

变体飞机可以改变外形布局，在不同的飞行环境和飞行任务中保持最优气动性能。其中后缘变弯度机翼可以延缓机翼表面气动分离，提高升阻比，改善不同飞行要求下飞机的气动效率。柔性机翼后缘如需获得较大的变形，则通常采用柔性蒙皮，此时结构刚独特性和承载能力会发生很大的变化。蒙皮承受的弯曲载荷改由驱动器承担后，抵抗剪切和扭转的能力大幅度降低。于是有很多设计方案在结构中增加了芯板，来承受后缘上的剪力和扭矩。芯板的结构效率低，且给机翼带来了较大的重量增加。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，针对机翼可变形后缘部分抗扭刚度不足的问题，本发明提供了一种新的结构设计方法，利用腹板支撑柔性蒙皮以及分布式驱动装置，且采用类蜂窝抗扭结构，提高柔性机翼后缘结构的抗扭能力。

本发明是这样实现的：

一种提高柔性机翼后缘结构抗扭刚度的结构，其结构包括机翼不变形结构以及后缘柔性结构，所述的机翼不变形结构以及后缘柔性结构之间通过支撑板连接；所述的后缘柔性结构包括纵向排布的若干组腹板，所述的相邻腹板之间的顶端均设置有分布式驱动装置，所述的分布式驱动装置外侧覆盖柔性蒙皮，分布式驱动装置驱动柔性蒙皮沿弦向伸长或者压缩实现后缘柔性结构的向上或向下偏转；所述的支撑板以及腹板之间，以及若干组腹板之间通过类蜂窝抗扭结构将其相继连接起来，所述的类蜂窝抗扭结构由薄板折叠成三角形网格，折叠线方向与翼展方向平行。本发明中通过类蜂窝抗扭结构的网格的形状、网格密度和类蜂窝壁板的厚度改变结构的抗扭刚度。先假定后缘结构中平面有一个抗剪板，以抵抗机翼后缘所承受气动载荷，所需抗剪板的厚度，将抗剪板的材料总量做成类蜂窝结构，优化类蜂窝网格形状和尺寸，确定网格的壁板厚度及形状参数。

进一步，所述的柔性蒙皮连接在相邻的腹板之间，通过腹板支撑柔性蒙皮，并且通过腹板支撑分布式驱动装置。采用类蜂窝结构提高柔性后缘的抗扭能力，用顺展向的腹板支撑柔性蒙皮。

进一步，所述的支撑板在上下翼面的位置有T形缘条，T形缘条沿弦向的前面与机翼蒙皮相连，T形缘条的后面与柔性蒙皮相连，在分布式驱动装置的驱动下，后缘柔性结构向上或向下改变弯度。柔性蒙皮具有一定的面外刚度，沿翼展方向不变形，沿弦向变形。

进一步，所述的腹板在上下翼面位置设置有T形缘条，T形缘条的横边连接柔性蒙皮，T形缘条的立边连接分布式驱动装置。

进一步，所述的后缘柔性结构还包括末端连接的后端维形体。

进一步，所述的分布式驱动装置采用纤维增强的密封柔性腔体。

进一步，所述的类蜂窝抗扭结构中的三角形网格的三角形边长相等或者不相等。

本发明与现有技术的有益效果在于：

本发明采用类蜂窝结构和腹板组成的柔性机翼后缘的承载结构，腹板作为柔性蒙皮的支撑和驱动器的安装支撑结构，类蜂窝结构用来抵抗剪力和扭矩，弯曲载荷由柔性蒙皮和分布式驱动装置来平衡，解决了机翼可变形后缘部分抗扭刚度不足的缺陷，提高柔性机翼后缘结构的抗扭能力；