一种进气道唇口变形结构及进气道唇口变形结构控制方法技术

本发明专利技术公开了一种进气道唇口变形结构及进气道唇口变形结构控制方法。所述进气道唇口变形结构包含主承载结构、蒙皮、唇缘结构、温度传感器、多个应变传感器、温度调节装置及唇缘结构驱动装置；所述主承载结构采用记忆合金材料制造，并设置在蒙皮形成的封闭空腔内；所述封闭空腔设置有进气口和出气口；所述温度调节装置与所述封闭空腔的进气口连接；所述温度传感器设置在所述主承载结构上；所述应变传感器设置在蒙皮的内表面及主承载结构上；所述唇缘结构驱动装置设置在所述主承载结构上。所述进气道唇口变形结构控制方法主要利用上述进气道唇口变形结构实现控制。本发明专利技术的优点是：进气道的唇口能够在一定范围内根据实际飞行速度反复改变形状。

【技术实现步骤摘要】
一种进气道唇口变形结构及进气道唇口变形结构控制方法
本专利技术涉及航空结构设计
，具体涉及一种进气道唇口变形结构及进气道唇口变形结构控制方法。
技术介绍
对于最大飞行M数为超音速的飞机，进气道/发动机的匹配问题始终是一个棘手的问题。飞机从静止到起飞状态，来流速度由零逐渐增加，由于来流速度很低，进入进气道的气流会从周围环境被抽吸进来，使进气道内气流出现分离，进气道唇缘越薄，这种气流分离越严重，造成进气道喉道堵塞，使发动机进口流场畸变增大，总压损失增加，推力损失增大，飞机滑跑距离增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种进气道唇口变形结构及进气道唇口变形结构控制方法，以解决或至少减轻
技术介绍
中所存在的至少一处的问题。本专利技术的技术方案是：提供一种进气道唇口变形结构，包含主承载结构、蒙皮及唇缘结构，所述主承载结构的一端固定在悬臂支撑梁上，另一端连接所述唇缘结构，所述蒙皮包覆在所述唇缘结构外部；所述进气道唇口变形结构还包含温度传感器、多个应变传感器、温度调节装置及唇缘结构驱动装置；所述主承载结构采用记忆合金材料制造，并设置在所述蒙皮形成的封闭空腔内；所述封闭空腔设置有进气口和出气口；所述温度调节装置与所述封闭空腔的进气口连接，用于调节所述封闭空腔内的温度；所述温度传感器设置在所述主承载结构上；所述应变传感器设置在所述蒙皮的内表面及所述主承载结构上；所述唇缘结构驱动装置设置在所述主承载结构上，用于驱动所述唇缘结构。优选地，所述唇缘结构包含固定部和调节部，所述固定部的一端与所述调节部的一端固定连接，所述固定部与所述主承载结构固定连接；所述调节部的一侧面与所述蒙皮的内表面贴合，用于支撑所述蒙皮，所述调节部上与所述蒙皮的内表面相对的另一侧面上设置有应变传感器。优选地，所述唇缘结构驱动装置包含第一驱动机构、滑轮及柔性绳索；所述第一驱动机构固定在所述主承载结构上，所述滑轮设置在所述唇缘结构与所述第一驱动机构之间；所述柔性绳索绕过所述滑轮，一端与所述第一驱动机构连接，另一端与所述调节部远离固定部的一端连接。优选地，所述进气道唇口变形结构还包含流量传感器及压强传感器，所述流量传感器及压强传感器安装在所述主承载结构上；所述温度调节装置包含冷气罐与热气罐，所述冷气罐与热气罐分别所述封闭空腔的进气口连通。优选地，所述冷气罐与热气罐上分别设置有增压泵，所述增压泵用于将气罐内的气体送入所述封闭空腔内。优选地，所述进气道唇口变形结构还包含维形钢索，所述维形钢索的一端连接所述蒙皮的内壁，另一端连接所述主承载结构。本专利技术还提供给了一种进气道唇口变形结构控制方法，采用如上所述的进气道唇口变形结构，包含以下步骤：步骤一、根据飞机进发匹配要求设计飞机在不同飞行速度下的唇口形状控制律，所述进发匹配是指进气道流量与发动机的匹配；步骤二、根据由记忆合金构成的主承载结构的变形与温度的对应关系以及唇口形状控制律设计所述主承载结构的温度控制律，并根据唇口形状控制律设计控制唇缘结构的第一驱动机构的第一驱动控制律，及控制蒙皮随动的第二驱动机构的第二驱动控制律；步骤三、获取当前飞行状态，确定当前飞行状态对应的唇口形状控制律输入，并依次确定温度控制律的输入、第一驱动控制律的输入以及第二驱动控制律的输入；步骤四、根据温度控制律的输入控制由蒙皮构成的封闭空腔内的冷气与热气的比例输出，同时，根据唇缘驱动控制律输入控制唇缘的形状输出。在上述进气道唇口变形结构控制方法中，优选地，所述步骤三还包括获取当前飞行状态下进气道唇口形状，并作为数据反馈提供给第一驱动机构。在上述进气道唇口变形结构控制方法中，优选地，所述步骤三还包括获取当前飞行状态下由蒙皮构成的封闭空腔内的温度与压强，并作为数据反馈给增压泵控制机构。在上述进气道唇口变形结构控制方法中，优选地，所述步骤四中，在将冷气或热气输送到所述封闭空腔内之前，进一步包括将所述冷气与所述热气在所述封闭空腔外混合均匀至一定温度。本专利技术的优点在于：本专利技术提供了一种进气道唇口变形结构及进气道唇口变形结构控制方法，进气道的唇口能够在一定范围内反复改变形状，根据实际飞行速度，设定合适的进气道唇口，解决了现有技术中唇口结构不可调节的问题，使进气道在不同飞行状态下都具有最优的气动性能和进发匹配特性。附图说明图1是本专利技术一实施例的进气道唇口变形结构示意图。图2是图1所示的进气道唇口变形结构中的唇缘结构示意图。图3是图1所示的进气道唇口变形结构中的温度调节装置的示意图。其中，1-主承载结构，2-蒙皮，3-唇缘结构，31-固定部，32-调节部，4-悬臂支撑梁，5-第一驱动机构，6-滑轮，7-柔性绳索，8-温度传感器，9-应变传感器，10-出气口，11-压强传感器，12-流量传感器，13-冷气罐，14-热气罐，15-维形钢索。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。超音速进气道为了满足与发动机的流量匹配，需要采用进气道下唇缘可动的办法。在低速情况下，可以减小流动分离，降低流场畸变，提高发动机推力。可动唇缘还有另外一个功能便是在超音速飞行情况下，调节进气道进口的捕获流量，改变超音速喉道面积，提高进/发匹配性能。进气道唇口可变形结构可以在较大的范围内改变形状。飞机在飞行过程中，需要实时感知唇口上下的形状，并根据当前的飞行速度对唇口结构进行控制，从而增大或减小进气道的进气口面积，以适应发动机的流量需求和进发匹配性能。如图1至图3所示，一种进气道唇口变形结构，包含主承载结构1、蒙皮2及唇缘结构3。主承载结构1的一端固定在悬臂支撑梁4上，另一端连接唇缘结构3，蒙皮2包覆在唇缘结构3外部。所述进气道唇口变形结构还包含温度传感器8、多个应变传感器9、温度调节装置及唇缘结构驱动装置。主承载结构1采用记忆合金材料制造，并设置在蒙皮2形成的封闭空腔内。在本实施例中，所述记忆合金为具有双程记忆效应的形状记忆合金，通过改变温度可以控制记忆合金的形状。所述封闭空腔设置有进气口和出气口10；所述温度调节装置与所述封闭空腔的进气口连接，用于调节所述封闭空腔内的温度。温度传感器8设置在主承载结构1上，用于检测主承载结构1的温度。在本实施例中，温度传感器8设置有多个，其优点在于可以检测主承载结构1上的多点温度，确保各处温度均匀。应变传感器9设置在蒙皮2的内表面及主承载结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进气道唇口变形结构，包含主承载结构(1)、蒙皮(2)及唇缘结构(3)，所述主承载结构(1)的一端固定在悬臂支撑梁(4)上，另一端连接所述唇缘结构(3)，所述蒙皮(2)包覆在所述唇缘结构(3)外部，其特征在于：所述进气道唇口变形结构还包含温度传感器(8)、多个应变传感器(9)、温度调节装置及唇缘结构驱动装置；所述主承载结构(1)采用记忆合金材料制造，并设置在所述蒙皮(2)形成的封闭空腔内；所述封闭空腔设置有进气口和出气口；所述温度调节装置与所述封闭空腔的进气口连接，用于调节所述封闭空腔内的温度；所述温度传感器(8)设置在所述主承载结构(1)上；所述应变传感器(9)设置在所述蒙皮(2)的内表面及所述主承载结构(1)上；所述唇缘结构驱动装置设置在所述主承载结构(1)上，用于驱动所述唇缘结构(3)。

【技术特征摘要】
1.一种进气道唇口变形结构，包含主承载结构(1)、蒙皮(2)及唇缘结构(3)，所述主承载结构(1)的一端固定在悬臂支撑梁(4)上，另一端连接所述唇缘结构(3)，所述蒙皮(2)包覆在所述唇缘结构(3)外部，其特征在于：所述进气道唇口变形结构还包含温度传感器(8)、多个应变传感器(9)、温度调节装置及唇缘结构驱动装置；所述主承载结构(1)采用记忆合金材料制造，并设置在所述蒙皮(2)形成的封闭空腔内；所述封闭空腔设置有进气口和出气口；所述温度调节装置与所述封闭空腔的进气口连接，用于调节所述封闭空腔内的温度；所述温度传感器(8)设置在所述主承载结构(1)上；所述应变传感器(9)设置在所述蒙皮(2)的内表面及所述主承载结构(1)上；所述唇缘结构驱动装置设置在所述主承载结构(1)上，用于驱动所述唇缘结构(3)。2.如权利要求1所述的进气道唇口变形结构，其特征在于：所述唇缘结构(3)包含固定部(31)和调节部(32)，所述固定部(31)的一端与所述调节部(32)的一端固定连接，所述固定部(31)与所述主承载结构(1)固定连接；所述调节部(32)的一侧面与所述蒙皮(2)的内表面贴合，用于支撑所述蒙皮(2)，所述调节部(32)上与所述蒙皮(2)的内表面相对的另一侧面上设置有应变传感器(9)。3.如权利要求2所述的进气道唇口变形结构，其特征在于：所述唇缘结构驱动装置包含第一驱动机构(5)、滑轮(6)及柔性绳索(7)；所述第一驱动机构(5)固定在所述主承载结构(1)上，所述滑轮(6)设置在所述唇缘结构(3)与所述第一驱动机构(5)之间；所述柔性绳索(7)绕过所述滑轮(6)，一端与所述第一驱动机构(5)连接，另一端与所述调节部(32)远离固定部(31)的一端连接。4.如权利要求3所述的进气道唇口变形结构，其特征在于：所述进气道唇口变形结构还包含流量传感器(12)及压强传感器(11)，所述流量传感器(12)及压强传感器(11)安装在所述主承载结构(1)上；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱涛，靳诚忠，单兴业，田智亮，张鹤，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21