[发明专利]一种多稳态复合材料结构驱动的后缘变弯度机翼

说明书

本发明公开了一种多稳态复合材料的后缘变弯度机翼，多稳态复合材料件固定安装在机翼框架内；各个机翼架均匀间隔平行布置，各个机翼架的前缘连接形成一体；各个机翼架的中部上侧之间通过一根水平的第一肋条连接固定，各个机翼架靠近尾缘处的下侧之间通过第二肋条连接固定；多稳态复合材料件为矩形板状结构，通过第一肋条和第二肋条布置在机翼框架的各个机翼架内。本发明结构简单，使用多稳态复合材料件作为驱动结构主体，制备容易，装配简单，控制方便，采用多种驱动方式或激励方式均可以实现对多稳态复合材料件的稳态控制，进而控制后缘变弯度机翼尾缘的变形角度。

技术领域

本发明涉及了一种后缘变弯度机翼，具体涉及一种多稳态复合材料结构驱动的后缘变弯度机翼。

背景技术

复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、力学性能优良、耐腐蚀等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑等领域，在近年更是得到了飞速发展，成为研究的一大热点。

多稳态复合材料结构作为一种新型的智能可变形结构，由碳纤维增强复合材料制备而成，并且由于多稳态复合材料结构自身具备的轻质、力学性能优异、空间利用率高、可维持多个稳定状态等优点，被应用于可展开太阳能帆、飞行器的变形蒙皮等多个领域中，然而将多稳态复合材料结构应用于机翼的后缘变弯度的研究尚存空白。

传统固定外形的飞行器机翼能保证其在固定飞行任务和优先飞行条件下，拥有较高的气动效率。但随着飞行距离、飞行高度的提升以及飞行任务的多样化，机翼难以在复杂、恶劣的飞行工况下保持较好的气动效率。可变形机翼为改善机翼在多种飞行工况下的适应性，提供了一种全新的解决思路。这也是当前国内外航空航天领域研究的热点，是可能带来航空航天领域重大变革的技术发展趋势之一。

目前的后缘变弯度机翼设计方案主要还是以机械结构为主，柔性智能结构依然缺乏。但刚性机械变形结构质量较大，结构设计复杂，这就导致了变形带来的气动效率大部分被结构质量增加而抵消。此后缘变弯度机翼及其变形结构的柔性化、轻量化是目前所关注的重点，也是本发明的重要出发点。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明所提供一种结构简单、控制方便、结构质量轻的多稳态复合材料结构驱动的后缘变弯度机翼。

本发明采用的技术方案是：

本发明尾缘变弯度机翼包括机翼框架和一个或多个多稳态复合材料件，多稳态复合材料件均固定安装在机翼框架内。

所述的机翼框架包括若干机翼架、第一肋条和第二肋条；各个机翼架均匀间隔平行布置，各个机翼架的前缘连接形成一体；各个机翼架的中部上侧之间通过一根水平的第一肋条连接固定，各个机翼架靠近尾缘处的下侧之间通过第二肋条连接固定；使得尾缘变弯度机翼具有更好的稳定性，加强了尾缘变弯度机翼的机构强度，并为多稳态复合材料件预留出装配空间。

所述的多稳态复合材料件为矩形板状结构，所有多稳态复合材料件位于第一肋条和第二肋条之间，并通过第一肋条和第二肋条布置在机翼框架的各个机翼架内。

所述的每个机翼架均由可弹性形变的一块条形板件在竖直平面内围成；机翼架的纵截面为类水滴状，机翼架的前缘为弧形，机翼架的尾缘折弯形成锐角。

各个机翼架的条形板件的中部上侧底面通过一根水平的第一肋条连接固定，各个机翼架的条形板件的中部下侧顶面通过一根水平的第二肋条连接固定；第一肋条和第二肋条相互平行且均沿尾缘变弯度机翼的宽度方向布置。

第一肋条和第二肋条的长度等于尾缘变弯度机翼的宽度。

所述的尾缘变弯度机翼还包括若干硅胶连接件。

所述的每个机翼架的条形板件均由一条条形板和一条波纹板连接形成一体，条形板的两端分别连接波纹板的两端。