【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变伸缩变后掠机翼结构设计领域，特别是一种基于机械超材料的变展长变后掠机翼。
技术介绍
1、变展长变后掠机翼技术是一种航空领域的创新设计，旨在通过调整机翼的展长、后掠角度以及形状，以适应不同飞行阶段和任务需求。
2、传统固定翼飞机的设计通常是为了在特定飞行条件下获得最佳性能。而变展长变后掠机翼技术旨在提高飞机的多用途性能，使其能够在不同的飞行阶段(例如起飞、巡航、降落)和环境条件下实现最佳效果。伸缩机翼允许在飞行过程中调整机翼的展长。这样的设计可以在低速飞行时增加升力，提高飞机的稳定性，而在高速飞行时减小展长，降低阻力，提高燃油效率。变后掠机翼的设计有助于减小飞行时的阻力，提高飞机的速度和操纵性。通过可变后掠机翼技术，飞机可以根据需要在不同飞行阶段调整后掠角度，从而优化其性能。变伸缩变后掠机翼技术通常涉及到先进的材料和结构设计。轻量化材料和复合材料的应用可以降低机翼的重量，提高机动性和燃油效率，机械超材料的变形和控制是通过机械或电磁力的作用来实现的。对于机翼，可以利用机械超材料的形变性质来实现变伸缩和变后掠。
3、公开日为2021年3月19日，公开号为cn112520012a的专利技术专利，公开了一种无人机机翼变展长变后掠机构，采取分体式设计，通过两幅丝杠传动机构驱动机翼变展长变后掠变化，提高了无人机飞行器对不同飞行状态的适应能力，但由于丝杠传动机构重量增加，牺牲重量完善气动性能，这限制了其气动性能。
技术实现思路
1、针对于现有技术存在的缺陷，
2、为实现上述技术目的，本专利技术的技术解决方案为：
3、第一方面，本专利技术提供一种基于机械超材料的变展长变后掠机翼，包括多个机翼翼肋，相邻两个机翼翼肋为一组构成一个单元，两个机翼翼肋之间设置机翼翼梁200和机械超材驱动机构300；相邻两个机翼翼肋与机翼翼梁转动连接，其中一个机翼翼肋为主动机翼翼肋，另一个机翼翼肋为被动机翼翼肋；
4、所述机械超材驱动机构300包括套筒301、机械超材料303、致动器304和双向推力球轴承305，机械超材料303整体为圆筒形，在机械超材料303内部沿轴线方向设置致动器304，致动器的固定端与机械超材料的一端端面平齐，且机械超材料的该端与主动机翼翼肋固定，致动器的固定端也与主动机翼翼肋固定；致动器的输出端穿过机械超材料与双向推力球轴承305固定连接；
5、所述双向推力球轴承305的一端与机械超材料的端面相接，在双向推力球轴承305和机械超材料相接面外套装套筒，套筒一侧边缘与机械超材料端面固定连接；
6、所述套筒301另一侧端面与齿轮403的端面固定连接，所述齿轮与安装在被动机翼翼肋上的齿条相互啮合。
7、致动器驱动机翼变展长的同时进行后掠角的变化，提高机翼气动性能，每两个机翼翼肋间的机翼翼梁为单一组件，可自由前后转动；通过双向推力球轴承对机械超材料施加力驱动机械超材料压缩和齿轮旋转。
8、所述机翼翼梁200包括主梁201、紧固板a 202和紧固板b 203；所述紧固板a 202和紧固板b 203的结构相同，包括与机翼翼肋101连接的竖直面、垂直于竖直面的铰接座，主梁201的两端开孔，通过销轴依次穿过主梁上的开孔以及铰接座上的销孔，使得主梁一端与一个紧固板转动连接在一起，主梁201与紧固板能做旋转运动。
9、所述致动器压缩和伸出到固定均可自锁，致动器顶部与双向推力球轴承紧固连接，机械超材料转动与致动器线性驱动分别进行。
10、单元尺寸满足以下关系：
11、
12、其中h为主梁长度；r为齿轮的半径；δh为机械超材料变化的距离；θ为机械超材料的旋转角度。
13、第二方面，本专利技术提供一种飞行器，所述飞行器采用所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术基于机械超材料的变伸缩变后掠机翼技术，利用机械超材料的零泊松比、压缩-扭转转换等特殊性质，通过调节其结构中的形状和材料组成等参数，可以实现机翼形态的调节和控制。该机翼不仅提供飞行器机翼的变展长变后掠能力，还减少较于原始变展长变后掠机构重量的增加，且变形后有更加优良的气动性能提升(效率因子提高)。从而能够在不同速度、高度等不同飞行工况下，优化机翼的升阻比，提高飞机的性能和效率，具有广泛的应用前景。
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1.一种基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，包括多个机翼翼肋，相邻两个机翼翼肋为一组构成一个单元，两个机翼翼肋之间设置机翼翼梁和机械超材驱动机构；相邻两个机翼翼肋与机翼翼梁转动连接，其中一个机翼翼肋为主动机翼翼肋，另一个机翼翼肋为被动机翼翼肋；
2.根据权利要求1所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，致动器驱动机翼变展长的同时进行后掠角的变化，提高机翼气动性能，每两个机翼翼肋间的机翼翼梁为单一组件，可自由前后转动；通过双向推力球轴承对机械超材料施加力驱动机械超材料压缩和齿轮旋转。
3.根根据权利要求1所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，所述机翼翼梁包括主梁、紧固板A和紧固板B；所述紧固板A和紧固板B的结构相同，包括与机翼翼肋连接的竖直面、垂直于竖直面的铰接座，主梁的两端开孔，通过销轴依次穿过主梁上的开孔以及铰接座上的销孔，使得主梁一端与一个紧固板转动连接在一起，主梁与紧固板能做旋转运动。
4.根根据权利要求1所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，所述致动器压缩和伸出到固定均可自锁，致动器顶部
5.根根据权利要求1所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，单元尺寸满足以下关系：
6.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器采用权利要求1-5任一所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼。
...【技术特征摘要】
1.一种基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，包括多个机翼翼肋，相邻两个机翼翼肋为一组构成一个单元，两个机翼翼肋之间设置机翼翼梁和机械超材驱动机构；相邻两个机翼翼肋与机翼翼梁转动连接，其中一个机翼翼肋为主动机翼翼肋，另一个机翼翼肋为被动机翼翼肋；
2.根据权利要求1所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，致动器驱动机翼变展长的同时进行后掠角的变化，提高机翼气动性能，每两个机翼翼肋间的机翼翼梁为单一组件，可自由前后转动；通过双向推力球轴承对机械超材料施加力驱动机械超材料压缩和齿轮旋转。
3.根根据权利要求1所述的基于机械超材料的变展长变后掠机翼，其特征在于，所述机翼翼梁包括主梁、紧固板a和紧固...
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