本发明专利技术公开一种波纹板变弯度柔性后缘制作装置及制作工艺，其中装置部分包括后缘结构骨架、卡板模具与蒙皮预拉伸夹具。根据后掠机翼模型特点，对后缘结构骨架和卡板模具进行设计与3D打印；设计蒙皮预拉伸夹具对蒙皮进行双向预拉伸，并将蒙皮粘贴到后缘结构骨架两侧。随后将变弯度柔性后缘安装到机翼上，通过螺纹预紧装置将穿过后缘的凯夫拉线与舵机上的一字摇臂相连，调整螺纹预紧使凯夫拉线绷紧并具有预紧力。本发明专利技术弥补了当前基于波纹板结构的变弯度柔性后缘缺乏成熟、高效的标准化制作工艺的缺陷，能够针对不同的飞机模型设计合适的变弯度柔性后缘并进行标准化制作，成本低、操作简单；并且相较常规铰链式舵面质量小、变形大、气动效率高。气动效率高。气动效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种波纹板变弯度柔性后缘制作装置及制作工艺
[0001]本专利技术属于变体飞行器领域，涉及一种后掠机翼的波纹板变弯度柔性后缘的制作工艺。
技术介绍
[0002]近年来变体飞行器作为一种潜在的新技术和未来的发展趋势引起关注，由于弯度对于升力变化的直接作用与弯度变形的高可实现性，变弯度机翼尤其是变弯度柔性后缘成为当下研究的热点。目前航空飞行器主要采用多个铰链式舵面进行控制，但是铰链式舵面结构较重，且偏转产生的间隙与曲率突变对气流造成扰动，难以保证气动效率。而变弯度柔性后缘不仅能够作为操纵面提供充足的操纵力矩，还能够保证偏转时机翼表面的连续性与光滑性，从而降低气动噪声，提高气动效率。
[0003]相比铰链式舵面，变弯度柔性后缘需要在控制重量的前提下获得更好的气动特性，并且作为操纵面还需要产生足够的变形。因此，变弯度柔性后缘需要能够产生大变形的轻质的结构骨架、具有面外承载能力与大变形能力的柔性蒙皮，以及与结构骨架相配合的轻质大输出力驱动机构。近年来国内外都对于变弯度柔性后缘提出了多种形式和组合的设计，并且进行了一定的试验，对结构骨架、柔性蒙皮材料以及驱动方式都有比较丰富的研究，但是针对变弯度柔性后缘的标准化制作工艺还缺乏成熟的设计。
[0004]变弯度柔性后缘的标准化制作工艺，主要有以下三个方面：(1)结构骨架与卡板模具设计，保证后续制作过程中结构不变；(2)蒙皮的标准预拉伸与粘贴，保证后缘偏转时表面的光滑；(3)驱动装置，保证变弯度后缘连续的上下偏转。
技术实现思路
[0005]针对波纹板形式的变弯度柔性后缘的制作，本专利技术提出一种后掠机翼的波纹板变弯度柔性后缘制作装置及制作方法，针对不同平面形状、翼型的飞机机翼均能进行设计制作，并且可驱动变弯度柔性后缘进行连续的偏转。
[0006]本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置，包括后缘结构骨架、卡板模具与蒙皮预拉伸夹具。
[0007]所述后缘结构骨架为根据后掠机翼的翼型设计波纹柔性后缘结构，采用线驱动方式，预留上下两排位置对应的穿线孔。
[0008]所述卡板模具根据前述设计的后缘结构骨架形状及尺寸设计，设计两个可分别由后缘结构骨架两侧插入，填充后缘结构骨架各波纹内部空隙；
[0009]所述蒙皮预拉伸夹具用于进行蒙皮预拉伸，具有两根沿x轴移动的活动杆A，以及与两根活动杆A滑动连接的沿y轴移动的活动杆B，分别用来实现蒙皮沿x轴与y轴的预拉伸。
[0010]基于上述波纹板变弯度柔性后缘制作装置，本专利技术还提出一种波纹板变弯度柔性后缘制作方法，具体步骤如下：
[0011]步骤1：后缘结构骨架建模。
[0012]A、根据后掠机翼的后缘后掠角确定柔性后缘的前缘后掠角。
[0013]B、根据后掠机翼的翼型确定柔性后缘的剖面形状。
[0014]C、确定柔性后缘波纹数量。
[0015]D、在柔性后缘的末端位置设计与机翼后梁上连接点位置对应的连接槽。
[0016]E、在柔性后缘根部连续的波纹内设计开缝鱼骨结构，包括与波纹内部相对两侧相接的平板部分，以及沿平板部分中分线设计的开缝。
[0017]F、设计柔性后缘两排穿线孔位于除前排外其余波纹侧壁以及柔性后缘末端上下对应位置，且两排通孔交汇于最前端波纹侧壁开设的一个固定孔处。
[0018]步骤2：卡板模具设计。
[0019]步骤3：将建模完成的后缘结构骨架与卡板模具3D打印成型。
[0020]步骤4：在后缘结构骨架上下预留的穿线孔中分别穿两根凯夫拉线，两根凯夫拉线在前端固定于前端波纹处。
[0021]步骤5：蒙皮的预拉伸与粘贴。
[0022]进行蒙皮预拉伸时，调节两根活动杆B间距到达设定值时，固定两根活动杆B。根据预拉伸比例与滑轨长度，裁剪足够大小的丙烯酸蒙皮材料，将其粘贴在两根活动杆B上。从两侧分别向外拉动活动杆B，完成y轴方向的蒙皮预拉伸。随后将蒙皮粘贴固定在两根活动杆A 上，并将两根活动杆B从活动杆A上取下。重复上述操作，通过拉动活动杆A完成x轴方向的蒙皮预拉伸，并固定两根活动杆A。随后将后缘结构骨架放置在已经完成预拉伸的蒙皮上。取下完成蒙皮粘贴的后缘结构骨架，裁剪多余的部分，得到完成单面蒙皮粘贴的变弯度柔性后缘。重复上述操作，完成后缘结构骨架另一面的粘贴。
[0023]步骤6：采用细粉末材料消除蒙皮表面的粘性。
[0024]步骤7：将两侧的卡板模具取出。
[0025]步骤8：对多余的蒙皮进行处理，保证粘贴的牢固和表面的光滑。
[0026]步骤9：将柔性后缘结构骨架的末端位置设计的连接槽与后掠机翼后梁一侧连接点配合固定。
[0027]步骤10：驱动装置的安装和预紧。
[0028]首先，在机翼后梁另一侧安装有舵机，将舵机通电并调节至中立位，将一字摇臂垂直于柔性后缘的水平对称面固定。随后，将后缘结构骨架上穿好的两根凯夫拉线末端分别于两个螺纹预紧装置连接。两个螺纹预紧装置的另一端分别通过另两根凯夫拉线与一字摇臂两端相连。
[0029]本专利技术的优点在于：
[0030](1)本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作工艺，针对不同外形的飞机模型都能够设计制作适合的变弯度柔性后缘，制成的变弯度柔性后缘重量小、变形大、能够承受较大的面外载荷，并且制作过程成本低、操作简单。
[0031](2)本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作工艺，采用凯夫拉线驱动的方式控制后缘变形，变形量大，避免摇臂对气流产生干扰，保证气动效率。
[0032](3)本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置中，在骨架波纹结构中添加开缝鱼骨结构使得变形过程中根部波纹变形量降低，避免产生闭室从而导致后缘表面产生褶皱；在结构骨架中插入卡板模具使得粘贴蒙皮时后缘无形变，保证了粘贴双面蒙皮后结构骨架的
对称性。
[0033](4)本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置中，设计夹具对蒙皮进行预拉伸，防止后缘变形过程中表面出现褶皱，双向的预拉伸防止由于材料泊松比导致变形过程中在垂直波纹方向出现褶皱。夹具上设置标尺，保证了蒙皮的精准预拉伸。
[0034](5)本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置中，在凯夫拉线上添加螺纹预紧装置，通过调节预紧装置保证在舵机处于中立位的时候凯夫拉线张紧并具有预紧力，防止产生空程。始终张紧的凯夫拉线为变弯度后缘提供了附加刚度，提高了变弯度后缘的颤振速度。
附图说明
[0035]图1是本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置中后缘结构骨架结构示意图。
[0036]图2是本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置中卡板模具结构示意图。
[0037]图3是本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置中蒙皮预拉伸夹具结构示意图。
[0038]图4是后掠机翼示意图。
[0039]图5是后缘结构骨架与卡板模具组装结构示意图。
[0040]图6是本专利技术变弯度柔性后缘安装和驱动装置示意图。
[0041]图7是本专利技术波纹板变弯度柔性后缘制作装置驱动方式示意图。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种波纹板变弯度柔性后缘制作工艺，其特征在于：步骤1：后缘结构骨架建模；A、根据后掠机翼的后缘后掠角确定柔性后缘的前缘后掠角；B、根据后掠机翼的翼型确定柔性后缘的剖面形状；C、确定柔性后缘波纹数量；D、在柔性后缘的末端位置设计与机翼后梁上连接点位置对应的连接槽；E、在柔性后缘根部连续的波纹内设计开缝鱼骨结构，包括与波纹内部相对两侧相接的平板部分，以及沿平板部分中分线设计的开缝；F、在柔性后缘上设计上下两排穿线孔，各穿线孔位于除前排外其余波纹侧壁以及柔性后缘末端上下对应位置，且两排通孔中心连线交汇于最前端波纹侧壁开设的一个固定孔处；步骤2：卡板模具建模，填充后缘结构骨架各波纹内部空隙；步骤3：将建模完成的后缘结构骨架与卡板模具3D打印成型；步骤4：在后缘结构骨架上下两排穿线孔中分别穿两根凯夫拉线，两根凯夫拉线前端固定于前端波纹处；步骤5：蒙皮的预拉伸，并粘贴于后缘结构骨架表面；步骤6：采用细粉末材料消除蒙皮表面的粘性；步骤7：将两侧的卡板模具取出；步骤8：对多余的蒙皮进行处理，保证粘贴的牢固和表面的光滑。2.如权利要求1所述一种波纹板变弯度柔性后缘制作工艺，其特征在于：穿线孔与固定孔轴线垂直于波纹排列，且上排穿线孔与固定孔中心点连线，以及下排穿线孔与固定孔中心连线呈直线，且通过柔性后缘的平面形状的形心。3.一种波纹板变弯度柔性后缘制作装置，其特征在于：包括后缘结构骨架、卡板模具与蒙皮预拉伸夹具；所述后缘结构骨架为根据后掠机翼的翼型设计波纹柔性后缘结构，采用线驱动方式，预留上下两排位置对应的穿线孔；所述卡板模具根据前述设计的后缘结构骨架形状及尺寸设...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴玉婷，胡雅婷，杨超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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