一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼.pdf

一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，它涉及一种可变后缘弯度机翼。针对传统飞机控制面存在机构复杂、笨重、气流分离过早、气动效率低下的问题。上金属薄板的前、后端面与连接板和机翼后缘的前端面固接，下金属薄板的前、后端面与连接板和机翼后缘的前端面固接，上、下金属薄板的同一侧表面上固定有上、下支柱，第一形状记忆弹簧的两端与固定板和上金属薄板固接，第二形状记忆弹簧的两端与上支柱和机翼后缘的前端面固接，第三形状记忆弹簧的两端与固定板和下金属薄板固接，第四形状记忆弹簧的两端与下支柱和机翼后缘的前端面固接。本发明具有质量轻、结构简单、气动效率高的优点。

1、  一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，所述可变后缘弯度机翼包括机翼后缘(5)；其特征在于：所述可变后缘弯度机翼还包括上金属薄板(1)、第一形状记忆弹簧(2)、上支柱(3)、第二形状记忆弹簧(4)、第三形状记忆弹簧(6)、下支柱(7)、第四形状记忆弹簧(8)、下金属薄板(9)和连接板(10)；所述上金属薄板(1)的前端面与连接板(10)的上端固定连接，上金属薄板(1)的后端面与机翼后缘(5)的前端面的上端固定连接，所述下金属薄板(9)的前端面与连接板(10)的下端固定连接，下金属薄板(9)的后端面与机翼后缘(5)的前端面的下端固定连接，上金属薄板(1)和下金属薄板(9)的同一侧表面沿竖直方向上分别固定有上支柱(3)和下支柱(7)，所述第一形状记忆弹簧(2)的两端分别与固定板(10)和上金属薄板(1)固定连接，所述第二形状记忆弹簧(4)的两端分别与上支柱(3)和机翼后缘(5)的前端面固定连接，所述第三形状记忆弹簧(6)的两端分别与固定板(10)和下金属薄板(9)固定连接，所述第四形状记忆弹簧(8)的两端分别与下支柱(7)和机翼后缘(5)的前端面固定连接。

2、  根据权利要求1所述的一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，其特征在于：所述第一形状记忆弹簧(2)、第二形状记忆弹簧(4)、第三形状记忆弹簧(6)和第四形状记忆弹簧(8)的材质均为TiNi形状记忆合金。

3、  根据权利要求1所述的一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，其特征在于：所述上金属薄板(1)和下金属薄板(9)的材质均为钢、铁或铝金属材料。

4、  根据权利要求1、2或3所述的一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，其特征在于：所述上金属薄板(1)的厚度和下金属薄板(9)的厚度相等并均为0.1mm～0.5mm。

5、  根据权利要求4所述的一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，其特征在于：所述上金属薄板(1)的厚度和下金属薄板(9)的厚度均为0.3mm。

6、  根据权利要求1所述的一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，其特征在于：所述上支柱(3)和下支柱(7)同轴。

一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼
技术领域
本发明涉及一种可变后缘弯度机翼。
背景技术
目前，大多数飞机的控制面(如副翼和襟翼)，均通过机械驱动机构来改变机翼弯度，为飞机提供操纵所需的气动力。但是这种采用机械驱动机构来的控制面存在机构复杂、笨重、气流分离过早、气动效率低下的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种形状记忆弹簧驱动的可变后缘弯度机翼，取代传统的机械驱动机构，以解决现有的飞机控制面机构复杂、笨重、气流分离过早、气动效率低下的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的可变后缘弯度机翼包括机翼后缘；本发明的可变后缘弯度机翼还包括上金属薄板、第一形状记忆弹簧、上支柱、第二形状记忆弹簧、第三形状记忆弹簧、下支柱、第四形状记忆弹簧、下金属薄板和连接板；所述上金属薄板的前端面与连接板的上端固定连接，上金属薄板的后端面与机翼后缘的前端面的上端固定连接，所述下金属薄板的前端面与连接板的下端固定连接，下金属薄板的后端面与机翼后缘的前端面的下端固定连接，上金属薄板和下金属薄板的同一侧表面沿竖直方向上分别固定有上支柱和下支柱，所述第一形状记忆弹簧的两端分别与固定板和上金属薄板固定连接，所述第二形状记忆弹簧的两端分别与上支柱和机翼后缘的前端面固定连接，所述第三形状记忆弹簧的两端分别与固定板和下金属薄板固定连接，所述第四形状记忆弹簧的两端分别与下支柱和机翼后缘的前端面固定连接。
本发明的有益效果是：在本发明中采用了光滑、连续的可变弯度机翼技术，取消了机械式铰链，使得机翼在变形过程中，机翼表面光滑连续无缝，这样避免控制面偏转时，由于机翼表面斜率发生突变，产生气流分离，从而改善机翼的压力分布。机翼弯度的光滑连续改变还可以提高现有飞行条件下的升阻比，通过调整最大升阻比，提高了最大升力系数，从而扩展了巡航范围。改变机翼弯度的另一个效果是在巡航马赫数范围内的抖振边界拓宽了，使飞机可以在飞行中得到更高的升力系数。这样就可以使飞机在更高的海拔高度上飞行，而避免机翼设计时采用低翼载荷对重量过大的限制。另外，可变后缘弯度机翼在变形过程中机翼表面始终保持光滑连续无缝，大大地减少了雷达回波，从根本上提高了飞机的隐身性能。对侦察机而言，采用可变后缘弯度机翼可以提高其巡航能力和增加航程，同时其隐身性能也大为提高；对民用客机而言，采用可变后缘弯度机翼减少了其燃油消耗，提高了客机的经济性。因此，本发明同现在广泛采用的机械驱动机构相比，具有质量轻、结构简单、维修方便、机翼后缘连续偏转的优点，从而可以大大地降低飞机维修成本、提高武器系统的作战机动性和安全性，减少了武器装备在服役过程中的风险性。从长远来看，这种飞机外形上的变化能够使飞机达到更大的升阻比，并且拥有高燃油效率、高飞行质量、高安全性能以及更好的可操作性、更快的着陆速度，适应各种条件的起飞场。
附图说明
图1是本发明的整体结构主视示意图(机翼后缘5未变形状态下)，图2是本发明的整体结构主视示意图(机翼后缘5变形状态下)。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的可变后缘弯度机翼包括机翼后缘5；所述可变后缘弯度机翼还包括上金属薄板1、第一形状记忆弹簧2、上支柱3、第二形状记忆弹簧4、第三形状记忆弹簧6、下支柱7、第四形状记忆弹簧8、下金属薄板9和连接板10；所述上金属薄板1的前端面与连接板10的上端固定连接，上金属薄板1的后端面与机翼后缘5的前端面的上端固定连接，所述下金属薄板9的前端面与连接板10的下端固定连接，下金属薄板9的后端面与机翼后缘5的前端面的下端固定连接，上金属薄板1和下金属薄板9的同一侧表面沿竖直方向上分别固定有上支柱3和下支柱7，所述第一形状记忆弹簧2的两端分别与固定板10和上金属薄板1固定连接，所述第二形状记忆弹簧4的两端分别与上支柱3和机翼后缘5的前端面固定连接，所述第三形状记忆弹簧6的两端分别与固定板10和下金属薄板9固定连接，所述第四形状记忆弹簧8的两端分别与下支柱7和机翼后缘5的前端面固定连接。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的第一形状记忆弹簧2的两端分别固定板10的中部和上金属薄板1的中部固定连接，所述第二形状记忆弹簧4的两端分别与上支柱3的上端和机翼后缘5的前端面的中部固定连接，所述第三形状记忆弹簧6的两端分别与固定板10的中部和下金属薄板9的中部固定连接，所述第四形状记忆弹簧8的两端分别与下支柱7的下端和机翼后缘5的前端面的中部固定连接。如此设置，可以使机翼后缘5弯度达到最佳状态，而且最容易弯曲变形。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一形状记忆弹簧2、第二形状记忆弹簧4、第三形状记忆弹簧6和第四形状记忆弹簧8的材质均为TiNi形状记忆合金，具有较好的形状记忆效果。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的上金属薄板1和下金属薄板9的材质均为钢、铁或铝金属材料，可根据使用的需要选择。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的上金属薄板1的厚度和下金属薄板9的厚度相等并均为0.1mm～0.5mm。如此设置，可满足可变后缘弯度机翼的强度要求。其它与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的上金属薄板1的厚度和下金属薄板9的厚度均为0.3mm。在保证可变后缘弯度机翼的强度要求的前提下，还可减轻整体重量。其它与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的上支柱3和下支柱7同轴。如此设置，便于机翼弯曲。其它与具体实施方式一相同。
工作原理：一个完整的变形机翼变弯度的过程为：①对第三形状记忆弹簧6进行加热；②经过一段时间加热后，第三形状记忆弹簧6开始收缩变形；③下金属薄板9在第三形状记忆弹簧6收缩力的作用下，产生弯曲变形；④上金属薄板1将绕着上支柱3作弯曲运动，从而使机翼后缘5发生向下的偏转(参见附图2)。反之，若要想使机翼后缘5发生向上的偏转，只需对第一形状记忆弹簧2进行加热，经过一段时间加热后，第一形状记忆弹簧2开始收缩变形，上金属薄板1在第一形状记忆弹簧2收缩力的作用下，产生弯曲变形，下金属薄板9将绕着下支柱7作弯曲运动，从而使机翼后缘5发生向上的偏转。