一种用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构制造技术

本发明专利技术属于飞行器颤振模型设计与风洞试验技术领域，具体涉及一种用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构

【技术实现步骤摘要】
一种用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构


[0001]本专利技术属于飞行器颤振模型设计与风洞试验
，具体涉及一种用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构
。

技术介绍

[0002]未来作战飞机需要同时具备高速
、
高机动
、
久航远航和全向隐身等综合性能，将采用创新的具有智能变体特征的气动布局形式，通过主动变形实现对气动力的高效控制
。
折叠机翼是当前一种较为热门的变体布局形式，其典型特征见图1，机翼展开状态示意见图2，外翼向上折叠示意见图
3。
[0003]但变体飞机机翼外形可变
、
结构刚度低
、
材料构成复杂，其流固耦合机理极其复杂，其颤振等气动弹性问题若不能得到有效解决不但影响战机先进技术指标的发挥，甚至会导致灾难性事故
。
[0004]折叠机翼与常规机翼在颤振特性上的最显著特点是折叠机翼外翼折叠角度会在飞行过程中发生变化，从而引起其结构动力特性和气动特性均发生变化，导致颤振特性会随折叠角度而发生巨大变化
。
因此研究折叠翼颤振特性随折叠角度变化的规律成为了折叠翼颤振设计的一项重要研究工作
。
此外，带有柔顺承载结构的折叠机翼，其中柔顺承载结构在变体过程中对颤振特性的影响规律也不明确，需要开展研究
。
[0005]目前研究折叠机翼颤振特性的手段有按离散折叠角度开展频域仿真仿真
、
按离散角度开展风洞试验研究等手段
。
急需一种可用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构
/
机构设计方案，通过颤振风洞试验研究带有柔顺承载维形结构的折叠机翼动态折叠过程颤振特性，为折叠机翼飞行器颤振特性研究以及机翼折叠方案设计提供重要技术支撑
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的：提出一种用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构
/
机构设计方案
。
通过设计带减速机构的闭环可控驱动装置实现折叠机翼的可变速率动态偏转，通过设计槽型截面的连接件并与前后连接弹簧片匹配，可由驱动电机与槽型截面连接件调整外翼弯曲支持刚度，通过槽型截面连接件与前
、
后弹簧片调整外翼扭转支持刚度，通过带有柔性蒙皮的零泊松比蜂窝实现内外翼连接过渡段的维形，可实现动态折叠过程中的内外翼之间气动外形的连续变形，并具有一定气动力承载能力
。
[0007]本专利技术的技术方案：
[0008]一种用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构，包括：内翼
、
外翼
、
驱动连接机构和柔性承载蜂窝蒙皮；
[0009]驱动连接机构包括：驱动电机
、
槽型连接件
、
电机卡箍；
[0010]所述内翼的根肋与机身或基础支持结构连接，内翼端肋的端面上固定三个电机卡箍；所述驱动电机通过三个电机卡箍固定连接；
[0011]外翼的根肋上固定有主接头；所述主接头通过槽型连接件与驱动电机输出轴连接，所述驱动电机通过槽型连接件及主接头带动外翼旋转；
[0012]内翼的端肋和外翼的根肋之间布置有柔性承载蜂窝蒙皮
。
[0013]进一步，所述电机内置有减速齿轮箱，用于放大电机旋转力矩，并提供外翼弯曲方向支持刚度
。
[0014]进一步，所述驱动连接机构还包括：前后弹簧片支座和前后弹簧片；
[0015]所述内翼根肋上固定有前后弹簧片支座，分别位于三个电机卡箍沿航向两侧；
[0016]所述外翼端肋上设有两个副接头，两个副接头位置与前后弹簧片支座相对应；
[0017]前后弹簧片一端分别与前后弹簧片支座铰接，另一端分别与两个副接头固定连接；
[0018]所述前后弹簧片用于提供并调整外翼的支撑扭转刚度
。
[0019]进一步，所述柔性承载蜂窝蒙皮由零泊松比蜂窝及硅橡胶蒙皮组成
。
[0020]进一步，所述柔性承载蜂窝蒙皮通过以下方法制备：
[0021]步骤一：制备零泊松比蜂窝，零泊松比蜂窝外形与内翼端肋和外翼根肋之间的气动外形相同，预留
0.5mm
负公差，同时在零泊松比蜂窝中加工出与驱动连接机构外形一致的空腔；
[0022]步骤二：制备模具，所述模具为上
、
下半模组成的完整的阴模，阴模形状与内翼端肋和外翼根肋之间的气动外形相同；
[0023]步骤三：将发泡胶硅橡胶中
A、B
两组分按照比例
1:1
配比，在容器内搅拌均匀；
[0024]步骤四：将搅拌好的发泡硅橡胶在四氟布上制成厚度为
1.5mm
±
0.5mm
的硅橡胶薄膜；
[0025]步骤五：将硅橡胶薄膜贴覆在模具下半模内表面；
[0026]步骤六：将零泊松比蜂窝放置在贴覆有硅橡胶薄膜的下半模中，在零泊松比蜂窝上表面用重物施压，置于烘箱内进行发泡和硫化，在零泊松比蜂窝下表面制成与蜂窝贴合的硅橡胶下蒙皮；
[0027]步骤七：利用上半模具，重复步骤三到步骤六，在零泊松比蜂窝上表面制成与蜂窝贴合的硅橡胶上蒙皮，从而得到包含零泊松比蜂窝及上下表面硅橡胶蒙皮的柔顺承载蜂窝蒙皮
。
[0028]进一步，发泡和硫化工艺参数为：升温至
70℃
，保温
20
分钟；升温至
150℃
，保温
30
分钟；降温
≤60℃
；升降温速率3～
5℃
每分钟
。
[0029]进一步，：零泊松比蜂窝的单元形状为六边形，其中两条边相互平行并与航向平行，另外四条边构成两个同向且平行的“>”状
。
[0030]进一步，所述柔性承载蜂窝蒙皮与内翼的端肋
、
外翼的根肋以及驱动连接机构外表面进行粘接
。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032]本专利技术可直接应用于未来带有智能变体特征的飞行器柔顺折叠机翼颤振特性试验研究，为此类飞行器颤振设计提供重要技术支撑
。
[0033]将所专利技术的可承载柔顺变形折叠结构
/
机构应用于折叠机翼颤振模型设计，可实现外翼以不同角速率上反或下反折叠，柔顺承载蜂窝
、
蒙皮实现了折叠过渡段的柔顺维形，
且具有一定的气动力承载能力，未出现撕裂
、
鼓包等情况，满足设计要求
。
外翼可实现
±
40
度上反
、
下反折叠
。
附图说明
[0034]图1为变体飞机机翼外翼折叠角0°
状态示意图；
[0035]图2为变体飞机机翼外翼折叠角上偏
40
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于折叠机翼颤振模型的可承载柔顺变形折叠结构，其特征在于：所述结构包括：内翼
、
外翼
、
驱动连接机构和柔性承载蜂窝蒙皮；驱动连接机构包括：驱动电机
、
槽型连接件
、
电机卡箍；所述内翼的根肋与机身或基础支持结构连接，内翼端肋的端面上固定三个电机卡箍；所述驱动电机通过三个电机卡箍固定连接；外翼的根肋上固定有主接头；所述主接头通过槽型连接件与驱动电机输出轴连接，所述驱动电机通过槽型连接件及主接头带动外翼旋转；内翼的端肋和外翼的根肋之间布置有柔性承载蜂窝蒙皮
。2.
根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述电机内置有减速齿轮箱，用于放大电机旋转力矩，并提供外翼弯曲方向支持刚度
。3.
根据权利要求2所述的结构，其特征在于：所述驱动连接机构还包括：前后弹簧片支座和前后弹簧片；所述内翼根肋上固定有前后弹簧片支座，分别位于三个电机卡箍沿航向两侧；所述外翼端肋上设有两个副接头，两个副接头位置与前后弹簧片支座相对应；前后弹簧片一端分别与前后弹簧片支座铰接，另一端分别与两个副接头固定连接；所述前后弹簧片用于提供并调整外翼的支撑扭转刚度
。4.
根据权利要求3所述的结构，其特征在于：所述柔性承载蜂窝蒙皮由零泊松比蜂窝及硅橡胶蒙皮组成
。5.
根据权利要求4所述的结构，其特征在于：所述柔性承载蜂窝蒙皮通过以下方法制备：步骤一：制备模具，所述模具为上下半模组成的完整的阴模，阴模形状与内翼端肋与外翼根肋之间的气动外形相同；步骤一：制备零泊松比蜂窝，零泊松比蜂窝外形与内翼端肋和外翼根肋之间的气动外形相同，预留
0.5mm
负公差，同时在...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭光辉，金伟，张帆，王艺坤，雷博淇，王斐，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：