一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统及方法，其中设计方法通过驱动钢索直接对可变弯度后缘结构进行变形驱动，操作简单，便于实现。本发明专利技术的方法中采用分布式驱动方法，利用张线从后缘表面分布式驱动，可以实现后缘的复杂变形。在结构形式的变形、承载上具有很大优势，并且传力特性好。

【技术实现步骤摘要】
一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统及方法
：本专利技术属于飞机结构设计领域，具体涉及一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统及方法。
技术介绍
：可变形结构的驱动是变体技术的研究热点之一，驱动装置目标要具备重量轻、分布式高效能、容易控制、响应快速等特点。国内外对轻质高效能的驱动元件以及分布式驱动设计方法进行了大量研究。分布式驱动结构通过采用多个驱动器分担载荷的方式，有效的减轻了结构重量，能真正的实现连续光滑的变形。通过分析驱动装置的设计要求，本专利技术提出了一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制方法。由于变体飞机可变弯度后缘结构变形较为复杂，利用张线从后缘翼型表面分布式驱动，使后缘可以光顺连续的改变形状。该形状控制方法便于实现，并且具有良好的传力特性。
技术实现思路
：本专利技术针对变体飞机可变弯度后缘结构的形状控制问题，提出了一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统及方法，利用主控钢索和贴近后缘翼型表面的张线对后缘进行分布式驱动，对可变弯度后缘结构的驱动方案进行了优化，旨在用操作更简单，更便于实现的方法使后缘光顺连续的改变形状。本专利技术采用如下技术方案：一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统，将形状控制系统沿展向分成m个分区，在m个分区的每段边界上设置有主控钢索，贴近上下表面主控钢索数量各为m+1个，每一个分区内有n个小段，每个小段上布置有张线，贴近上下表面各布置n条张线，在后缘起点布置有支撑轴，在所述支撑轴上均匀布置m+1个连接主控钢索的第一轴套，根据张线的位置，在每一个分区内均匀布置n个连接张线的第二轴套，连接主控钢索的第一轴套环面的最高点和最低点分别加工一个凸起的圆柱形桩，圆柱形桩侧面打通孔，用于穿过主控钢索和张线，在支撑轴上制作有滑窝，在第一轴套、第二轴套上沿径向放入长于轴套厚度的销钉，使销钉在滑窝中滑动。进一步地，还包括位移协调系统，位移协调系统由m个短梁组成，每一个分区对应一个短梁。进一步地，在圆柱形桩的左右两侧四分之一个圆周处各放置有一个销钉，在支撑轴外表面上对应每一个销钉的位置沿周向制作滑窝，所述滑窝的截面形状与销钉的截面形状相同。本专利技术还采用如下技术方案：一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制方法，步骤如下：(1)支撑轴选取铝合金型材，为厚壁圆管，长度等于后缘沿展向可变形区域的长度，支撑轴的外表面加工光滑，以与第一轴套、第二轴套配合；(2)第一轴套、第二轴套为厚壁圆管，选取铝合金型材，连接主控钢索的第一轴套等间距布置于支撑轴上，连接张线的第二轴套均匀布置于每两个第一轴套间，相邻两个第一轴套、第二轴套间留有相同的间隙，第一轴套、第二轴套的内表面加工光滑，在第一轴套、第二轴套环面的最高点和最低点各打一个直径小于第一轴套、第二轴套宽度的沉孔，通过螺钉把圆柱形桩固定在第一轴套、第二轴套上，在圆柱形桩的侧面上靠近上表面的位置根据主控钢索或张线的尺寸打一个通孔，用来穿过主控钢索或张线；(3)在第一轴套、第二轴套上以圆柱形桩为对称轴，在圆柱形桩的左右两侧四分之一个圆周处沿径向各放置一个长于轴套厚度的销钉，在支撑轴外表面上对应每一个销钉的位置沿周向制作滑窝，滑窝的截面形状与销钉的截面形状相同；(4)位移协调系统为一个槽形短梁，短梁的顶面根据圆柱形桩的位置打椭圆孔，使每一个圆柱形桩可以从中穿过，椭圆的长边沿第一轴套、第二轴套的轴向，椭圆的长边长度由后缘变形程度决定，短边长度等于圆柱形桩直径，顶面高度不超过圆柱形桩上用于穿主控钢索和张线的孔，在短梁的两端，对应连接主控钢索的圆柱形桩处，高度应为中间高度的一半，且相邻两个分区间的短梁在此处配合，一边保留上半部分，一边保留下半部分；(5)主控钢索和张线在后缘芯板末端固定，贴近机翼上表面的张线固定于芯板的下表面，贴近机翼下表面的张线固定于芯板的上表面。本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的设计方法通过驱动钢索直接对可变弯度后缘结构进行变形驱动，操作简单，便于实现。(2)本专利技术的方法中采用分布式驱动方法，利用张线从后缘表面分布式驱动，可以实现后缘的复杂变形。在结构形式的变形、承载上具有很大优势，并且传力特性好。附图说明：图1为本专利技术变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统的主视图。图2为本专利技术变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统的俯视图。图3为本专利技术变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统的侧视图。图4为轴套示意图。图5为轴滑窝示意图。图6为位移协调系统短梁示意图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。本专利技术变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统利用主控钢索和贴近后缘翼型表面的张线分布式驱动可变弯度后缘结构。为满足后缘的复杂变形，将后缘可变形区域沿展向分成m个分区，m个分区间可以实现同向、反向或差动偏转。为满足对后缘复杂变形的控制，将形状控制系统也沿展向分成m个分区，在m个分区的每段边界上设置主控钢索1，贴近上下表面主控钢索数量各为m+1个。每一个分区内有n个小段，每个小段上布置张线2，贴近上下表面各布置n条张线。形状控制系统示意图如图1所示。在后缘起点布置一根支撑轴3，根据主控钢索1的位置，在支撑轴3上均匀布置m+1个连接主控钢索1的第一轴套4。根据张线2的位置，在每一个分区内均匀布置n个连接张线2的第二轴套5。连接主控钢索1的第一轴套4环面的最高点和最低点分别加工一个凸起的圆柱形桩，圆柱形桩侧面打通孔，用于穿过主控钢索1。圆柱形桩侧面打通孔，用于穿过张线2。第一轴套4、第二轴套5的示意图如图2所示。为完成第一轴套4、第二轴套5在支撑轴3上的定位，在支撑轴3上制作滑窝6，在第一轴套4、第二轴套5上沿径向放入长于轴套厚度的销钉7，使销钉7在滑窝6中滑动，从而保证第一轴套4、第二轴套5可以相对于支撑轴3产生周向偏转而不发生轴向位移。考虑到对称性，以圆柱形桩为对称轴，在圆柱形桩的左右两侧四分之一个圆周处各放置一个销钉7。在支撑轴3外表面上对应每一个销钉的位置沿周向制作滑窝6，如图3所示。滑窝6的长度由后缘变形角度决定，滑窝6的截面形状与销钉7的截面形状相同。利用位移协调系统8保证每一个分区的张线2位移协调，以及相邻分区间变形过渡自然，从而使后缘可以同向、反向或差动偏转。位移协调系统由m个短梁(如图4所示)组成，每一个分区对应一个短梁。用一个槽形短梁的两条腿将一个分区的轴套的圆柱形桩从两侧固定住，短梁的顶面在每一个对应圆柱形桩的位置处打椭圆孔，使圆柱形桩穿过对应的椭圆孔，在每一个分区内,当两端连接主控钢索的第一轴套4偏转时,可以保证分区内的张线2变形协调。短梁顶面高度不超过圆柱形桩上用于穿主控钢索1和张线2的孔。在连接主控钢索1的圆柱形桩处，即短梁的两端高度应为中间高度的一半，且相邻两个分区间的短梁在此处配合，一边保留上半部分，一边保留下半部分，从而实现相邻两个分区间过渡自然。将主控钢索1和张线2固定在后缘。通过操纵主控钢索1，控制后缘变形。操纵主控钢索1使连接主控钢索的第一轴套4发生偏转，通过位移协调系统带动连接张线的第二轴套5偏转，则张线2产生位移，且贴近上下表面的张线2产生位移的方向相反，从而使后缘发生偏转。根据后缘变形形状要求，分配各主控钢索1的偏转角度，达到后缘的各种变形要求。本专利技术变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制方法，步骤如下：选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统，其特征在于：将形状控制系统沿展向分成m个分区，在m个分区的每段边界上设置有主控钢索(1)，贴近上下表面主控钢索数量各为m+1个，每一个分区内有n个小段，每个小段上布置有张线(2)，贴近上下表面各布置n条张线，在后缘起点布置有支撑轴(3)，在所述支撑轴(3)上均匀布置m+1个连接主控钢索(1)的第一轴套(4)，根据张线(2)的位置，在每一个分区内均匀布置n个连接张线(2)的第二轴套(5)，连接主控钢索(1)的第一轴套(4)环面的最高点和最低点分别加工一个凸起的圆柱形桩，圆柱形桩侧面打通孔，用于穿过主控钢索(1)和张线(2)，在支撑轴(3)上制作有滑窝(6)，在第一轴套(4)、第二轴套(5)上沿径向放入长于轴套厚度的销钉(7)，使销钉(7)在滑窝(6)中滑动。

【技术特征摘要】
1.一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统，其特征在于：将形状控制系统沿展向分成m个分区，在m个分区的每段边界上设置有主控钢索(1)，贴近上下表面主控钢索数量各为m+1个，每一个分区内有n个小段，每个小段上布置有张线(2)，贴近上下表面各布置n条张线，在后缘起点布置有支撑轴(3)，在所述支撑轴(3)上均匀布置m+1个连接主控钢索(1)的第一轴套(4)，根据张线(2)的位置，在每一个分区内均匀布置n个连接张线(2)的第二轴套(5)，连接主控钢索(1)的第一轴套(4)环面的最高点和最低点分别加工一个凸起的圆柱形桩，圆柱形桩侧面打通孔，用于穿过主控钢索(1)和张线(2)，在支撑轴(3)上制作有滑窝(6)，在第一轴套(4)、第二轴套(5)上沿径向放入长于轴套厚度的销钉(7)，使销钉(7)在滑窝(6)中滑动。2.如权利要求1所述的变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统，其特征在于：还包括位移协调系统(8)，位移协调系统(8)由m个短梁组成，每一个分区对应一个短梁。3.如权利要求1所述的变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制系统，其特征在于：在圆柱形桩的左右两侧四分之一个圆周处各放置有一个销钉(7)，在支撑轴(3)外表面上对应每一个销钉的位置沿周向制作滑窝(6)，所述滑窝(6)的截面形状与销钉(7)的截面形状相同。4.一种变体机翼可变弯度后缘结构的形状控制方法，其特征在于：步骤如下：(1)支撑轴(3)选取铝合金型材，为厚壁圆管，长度等于后缘沿展向可变形区域的长度，支撑轴(3)的外表面加工光滑，以与第一轴套(4)、第二轴套(5)配合；(2)第一轴套(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽，赵畅，邱涛，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32