本申请提供了一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，包括闭环变形单元、位移放大机构和驱动机构，闭环变形单元为闭环且每两个相邻边之间均铰接的四边结构，闭环变形单元包括固定闭环单元、尾部闭环单元、以及位于固定闭环单元和尾部闭环单元之间的至少一个中间闭环单元，固定闭环变形单元的固定边与飞行器主体固定；驱动装置用于驱动固定闭环变形单元发生变形；位移放大机构连接于两个相邻的闭环变形单元之间，前一闭环变形单元变形能够带动位移放大杆移动，位移放大杆使下一闭环变形单元获得同向放大的形变位移。使得机翼结构具有较大弯度调节能力，能够实现机构弯度的连续光滑调整。的连续光滑调整。的连续光滑调整。
【技术实现步骤摘要】
一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构
[0001]本申请涉及一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，属于飞行器
技术介绍
[0002]高超声速飞行器是指在大气层内或跨大气层以马赫数5以上的速度远程巡航的飞行器，它具有飞行速度快、高度适中、机动能力强、反应时间短等特点，具有很强的战略性和带动性，其技术的突破与应用，将会引发航空航天技术的跨越式变革，对国家综合实力产生深远影响。近年来，随着军事侦察打击、环境监测、远程运输和医疗救灾等对飞行器性能要求的不断提高和人工智能技术的迅速崛起，发展智能化、侦察/打击一体化、多任务化的飞行器变得非常重要。这种情况下，传统的固定翼飞行器逐渐无法满足应用需求，能够适应多种飞行任务和复杂环境条件并获得最优飞行性能的变体飞行器技术受到广泛的关注和研究。变体飞行器通过平滑、自主地改变飞行器机翼的外形来改变其气动性能，以适应不同飞行条件，提高升阻比，增加航程，减小涡流、颤振等影响，具有机动性强、飞行环境适应性强、飞行性能好等独特的优势，应用前景广阔，因此具有重要的研究价值和意义。
[0003]随着双模态冲压发动机技术和高超声速飞行器一体化技术的发展成熟，组合动力、水平起降、全速域飞行的高超声速飞行器已经成为当前研究的热点。这种高超声速飞行器可以从地面起飞，经历低速、跨声速、超声速和高超声速等多个飞行阶段。因此，这类飞行器除了要保证高超声速气动特性，还要兼顾低/跨/超声速的气动特性，能在更宽的速域范围内均具有良好的气动特性。
[0004]然而，传统的高超声速飞行器大多采用旋成体、乘波体和升力体等气动构型，这些构型往往只考虑了高超声速气动特性，无法满足低速、跨声速和超声速的气动特性要求。因此，合理的变构型设计对解决高超声速飞行器在不同飞行速度下的气动要求矛盾、实现全速域飞行具有重要意义。目前的变构型方案大多局限于亚声速，且主要关注机翼变化对气动特性的影响，对更高马赫数的变构型方式考虑较少。这是由于随着空速增加，气流动压随之上升，当飞行器跨声速飞行时，局部激波的产生对变构型驱动机构的保持与承载能力提出了更高要求。
[0005]构型变化的机翼结构是变体飞行器技术的核心，由于巡航与各种机动飞行的需求，变体飞行器的机翼结构需要对承载、变形连续、轻量化、对空间需求小等因素充分考虑，因而对其方案的选取与设计提出了较高的要求。
技术实现思路
[0006]为了实现机构弯度的连续光滑调整，具有较高的刚度和较小的运动误差，控制精度较高，且具有较好的保持与承载能力，本申请设计了一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构。
[0007]本申请提供的一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构采用如下的
技术方案：
[0008]一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，包括闭环变形单元、位移放大机构和驱动机构，闭环变形单元为闭环且每两个相邻边之间均铰接的四边结构，闭环变形单元包括固定闭环单元、尾部闭环单元、以及位于固定闭环单元和尾部闭环单元之间的至少一个中间闭环单元，固定闭环变形单元的固定边与飞行器主体固定，相邻的两个闭环变形单元之间有一条共用边，固定闭环变形单元的固定边与共用边相对设置，中间闭环单元的两个共用边相对设置；
[0009]驱动装置用于驱动固定闭环变形单元发生变形；
[0010]位移放大机构连接于两个相邻的闭环变形单元之间，前一闭环变形单元变形能够带动位移放大杆移动，位移放大杆使下一闭环变形单元获得同向放大的形变位移。
[0011]在上述机翼结构中，所述位移放大机构包括位移放大杆、传动杆，位移放大杆铰接于相邻两个闭环变形单元之间的共用边，位移放大杆自身铰接点两侧分别为主动杆和被动杆，被动杆为后一闭环变形单元的一边，主动杆的另外一端与前一闭环变形单元之间通过传动杆铰接，传动杆铰接于前一闭环变形单元与被动杆所在侧相对的边。
[0012]在上述机翼结构中，所述被动杆为后一闭环变形单元底部位置的边。
[0013]在上述机翼结构中，所述被动杆的长度大于主动杆的长度。
[0014]在上述机翼结构中，所述驱动装置包括动推杆和移动组件，动推杆的一端铰接于固定于飞行器主体的闭环变形单元，动推杆的另一端被移动组件推动进行直线移动。
[0015]在上述机翼结构中，所述动推杆和传动杆连接于固定闭环变形单元的同一边。
[0016]在上述机翼结构中，所述动推杆与固定闭环单元的铰接点位于：传动杆与固定闭环单元的铰接点和固定闭环单元的共用边与固定闭环单元连接传动杆的边之间的铰接点之间。
[0017]在上述机翼结构中，所述移动组件具有自锁功能。
[0018]在上述机翼结构中，所述移动组件为滚珠丝杠，包括基座、转动连接于基座的丝杠和螺纹连接于丝杠的滑块，滑块与动推杆铰接。
[0019]在上述机翼结构中，所述尾部闭环单元连接有尾杆，尾部闭环单元的顶部边铰接有驱动杆，驱动杆的另一端铰接有连动杆，尾部闭环单元与自身共用边正对的边为连接边，连动杆铰接于连接边的中部，尾杆与连动杆固定连接。
[0020]本申请公开的一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，至少具有如下有益效果：
[0021]1、本申请可实现机构弯度的光滑连续渐变，不仅能够有效地对飞行器进行姿态控制，而且有效地提高飞行器的飞行性能、飞行效率和适应飞行环境的能力。
[0022]2、本申请研究了不同种类的铰链实现方式对机构运动精度的影响，提出了具有更大弯度调整能力及承载能力的可连续变弯度机翼结构模型。
[0023]3、本申请按照翼型内边缘的形状设计了相应的曲杆形状，贴合性好，减少了不必要的间隙，可实现驱动机构对机翼更精准的控制。
[0024]4、通过设置滚珠丝杠传动，能够大幅削弱来自非传动件的载荷，具有传动效率高，起动扭矩特性优良，工作较平稳，传动精度高等特点，相较于直接使用电机带动输出杆，该方案偏转所需的力矩较小。
[0025]5、本申请公开的一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构具有自锁特性，在到达变形极限位置时，设计方案中的动推杆与滚珠丝杠将呈现垂直排布状态，此时逆向传动出现死点，变形机构将作为结构承力，在极端位置可以实现机构自锁。
附图说明
[0026]图1为本申请一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构据在具体实施方式中的机构简图。
[0027]图2为机翼结构在具体实施方式中的结构示意图。
[0028]图3为机翼结构的轴测图。
[0029]图4为机翼结构上偏极限位置的示意图。
[0030]图5为机翼结构下偏极限位置的示意图。
[0031]附图说明，1、AB杆；2、AE杆；3、BF杆；4、CD杆；5、EF杆、6、EI杆；7、DFJ杆；8、GH杆；9、IJ杆；10、HJN杆；11、IM杆；12、KL杆；13、MN杆；14、LO杆；15、滚珠丝杠；16、动推板；17、动推杆；18、尾杆。
[0032]其中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，其特征在于：包括闭环变形单元、位移放大机构和驱动机构，闭环变形单元为闭环且每两个相邻边之间均铰接的四边结构，闭环变形单元包括固定闭环单元、尾部闭环单元、以及位于固定闭环单元和尾部闭环单元之间的至少一个中间闭环单元，固定闭环变形单元的固定边与飞行器主体固定，相邻的两个闭环变形单元之间有一条共用边，固定闭环变形单元的固定边与共用边相对设置，中间闭环单元的两个共用边相对设置；驱动装置用于驱动固定闭环变形单元发生变形；位移放大机构连接于两个相邻的闭环变形单元之间，前一闭环变形单元变形能够带动位移放大杆移动，位移放大杆使下一闭环变形单元获得同向放大的形变位移。2.根据权利要求1所述的机翼结构，其特征在于：所述位移放大机构包括位移放大杆、传动杆，位移放大杆铰接于相邻两个闭环变形单元之间的共用边，位移放大杆自身铰接点两侧分别为主动杆和被动杆，被动杆为后一闭环变形单元的一边，主动杆的另外一端与前一闭环变形单元之间通过传动杆铰接，传动杆铰接于前一闭环变形单元与被动杆所在侧相对的边。3.根据权利要求2所述的机翼结构，其特征在于：所述被动杆为后一闭环变形单...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘焱飞，李永远，孙光，宋盛菊，陈海鹏，张宏江，阳佳，雍颖琼，李旗挺，李晟嘉，杜立超，赵大海，韩特，欧杨湦，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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