本发明专利技术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。本发明专利技术结构简单，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。缘变弯度机翼尾缘的变形角度。缘变弯度机翼尾缘的变形角度。
【技术实现步骤摘要】
一种多稳态复合材料结构驱动的后缘变弯度机翼
[0001]本专利技术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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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，也是本专利技术的重要出发点。
技术实现思路
[0006]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术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。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]本专利技术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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]第一肋条和第二肋条的长度等于尾缘变弯度机翼的宽度。
[0014]所述的尾缘变弯度机翼还包括若干硅胶连接件。
[0015]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。
[0016]每个机翼架的条形板件下侧的条形板上的相同位置处均开设一个缓冲缺口，缓冲缺口位于第一肋条和第二肋条之间且靠近第二肋条，每个缓冲缺口的两端均填充连接有一个硅胶连接件。
[0017]每个波纹板位于各自的条形板件下侧的相同位置处，并位于第一肋条和第二肋条之间且远离第二肋条。
[0018]波纹板的长度大于缓冲缺口的长度，有助于尾缘变弯度机翼在变形过程中具有更好的顺从性。
[0019]由于机翼框架上存在若干缓冲缺口，在多稳态复合材料件的作用下，通过多稳态复合材料件的多个稳态转变，对缓冲缺口进行撑开，从而使得机翼框架的尾缘上翘，实现尾缘变弯度机翼尾缘的弯度变化。
[0020]通硅胶连接件填充于缓冲缺口内，使尾缘变弯度机翼的尾缘角度变化时下侧结构不产生破坏且具备一定的伸长量。
[0021]波纹板在尾缘变弯度机翼尾缘的弯度变化过程中，在力的传递下作为机翼框架的变形弯折点，用于提升尾缘变弯度机翼的可变形性和柔顺性；由于硅胶连接件的变形量较小，使得尾缘变弯度机翼的尾缘上翘量较小，从而确保波纹板在弯折过程中变形量较小，使得尾缘变弯度机翼的整体具有更好的稳定性。
[0022]所述的多稳态复合材料件的数量为一个时，多稳态复合材料件平行于第一肋条的对称两侧边分别固定连接第一肋条和第二肋条。
[0023]当多稳态复合材料件的数量为多个时，各个多稳态复合材料件沿尾缘变弯度机翼的宽度方向均匀间隔布置，每个多稳态复合材料件平行于第一肋条的对称两侧边均分别固定连接第一肋条和第二肋条。
[0024]所述的每个多稳态复合材料件在未变形状态下均为弯曲的矩形板状结构，此时多稳态复合材料件的中部向波纹板靠近使得多稳态复合材料件形成弧形弯曲，此时波纹板和硅胶连接件均为原始状态。
[0025]朝上对未变形状态下的每个多稳态复合材料件施加外部激励后，多稳态复合材料件发生稳态弹性转变为变形状态，此时多稳态复合材料件的中部向波纹板远离使得多稳态复合材料件形成弧形弯曲，多稳态复合材料件连接第一肋条和第二肋条的两侧边将第一肋条和第二肋条向相反的方向顶开，使得每个机翼架的缓冲缺口处的硅胶连接件弹性撑开，每个波纹板弹性弯曲，从而使得尾缘变弯度机翼的尾缘角度从原始角度改变为变形角度。
[0026]朝下对变形状态下的多稳态复合材料件施加反向外部激励使得变形状态下的多稳态复合材料件恢复为未变形状态，此时波纹板和硅胶连接件均恢复为原始状态，从而使得尾缘变弯度机翼的尾缘角度从变形角度恢复为原始角度。
[0027]还包括两个机翼侧板，两个机翼侧板分别与机翼框架最外侧的两个机翼架的前缘连接形成一体，并平行于机翼架所在的竖直平面。
[0028]每个机翼侧板上均开设有若干安装孔，尾缘变弯度机翼通过安装孔安装在飞机机身上作为飞机的侧翼；所述的飞机具体可为中小型固定翼型无人机。
[0029]具体实施中，当尾缘变弯度机翼安装在飞机机身上时，通过介电材料、气动肌肉或形状记忆合金对多稳态复合材料件施加外部激励使得尾缘变弯度机翼的尾缘角度改变。
[0030]还包括若干前缘支撑板、中部支撑板和尾缘支撑板，各个前缘支撑板、中部支撑板和尾缘支撑板均沿尾缘变弯度机翼的高度方向布置。
[0031]每个机翼架靠近前缘的上下两内侧面之间均固定连接并支撑有一块前缘支撑板，机翼框架最外侧的两个机翼架的前缘支撑板与各自的一块机翼侧板连接形成一体。
[0032]每个机翼架中部的上下两内侧面之间均支撑有一块中部支撑板，中部支撑板的上端固定连接第一肋条，中部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多稳态复合材料结构驱动的尾缘变弯度机翼，其特征在于：包括机翼框架(1)和一个或多个多稳态复合材料件(6)，多稳态复合材料件(6)均固定安装在机翼框架(1)内；所述的机翼框架(1)包括若干机翼架、第一肋条(3
‑
1)和第二肋条(3
‑
2)；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(3
‑
1)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(3
‑
2)连接固定；所述的多稳态复合材料件(6)为矩形板状结构，所有多稳态复合材料件(6)位于第一肋条(3
‑
1)和第二肋条(3
‑
2)之间，并通过第一肋条(3
‑
1)和第二肋条(3
‑
2)布置在机翼框架(1)的各个机翼架内。2.根据权利要求1所述的一种多稳态复合材料结构驱动的尾缘变弯度机翼，其特征在于：所述的每个机翼架均由一块条形板件在竖直平面内围成；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(3
‑
1)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(3
‑
2)连接固定；第一肋条(3
‑
1)和第二肋条(3
‑
2)相互平行且均沿尾缘变弯度机翼的宽度方向布置。3.根据权利要求2所述的一种多稳态复合材料结构驱动的尾缘变弯度机翼，其特征在于：所述的尾缘变弯度机翼还包括若干硅胶连接件(7)；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(4)连接形成一体，条形板的两端分别连接波纹板(4)的两端；每个机翼架的条形板件下侧的条形板上均开设一个缓冲缺口(8)，缓冲缺口(8)位于第一肋条(3
‑
1)和第二肋条(3
‑
2)之间且靠近第二肋条(3
‑
2)，每个缓冲缺口(8)的两端均填充连接有一个硅胶连接件(7)；每个波纹板(4)位于各自的条形板件下侧，并位于第一肋条(3
‑
1)和第二肋条(3
‑
2)之间且远离第二肋条(3
‑
2)；波纹板(4)的长度大于缓冲缺口(8)的长度。4.根据权利要求2所述的一种多稳态复合材料结构驱动的尾缘变弯度机翼，其特征在于：所述的多稳态复合材料件(6)的数量为一个时，多稳态复合材料件(6)平行于第一肋条(3
‑
1)的对称两侧边分别固定连接第一肋条(3
‑
1)和第二肋条(3
‑
2)；当多稳态复合材料件(6)的数量为多个时，各个多稳态复合材料件(6)沿尾缘变弯度机翼的宽度方向均匀间隔布置，每个多稳态复合材料件(6)平行于第一肋条(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：张征，叶奔宇，孙敏，张广，鲁聪达，吴化平，丁浩，李吉泉，彭翔，
申请(专利权)人：浙江工业大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：
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