【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变体机翼，具体是一种基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼。
技术介绍
1、传统飞行器的机翼是固定的，其翼展和翼型在整个飞行过程中保持不变，无法适应复杂多变的飞行环境和任务。变弯度机翼是一种能够通过改变机翼弯度改变翼展和翼型的变体机翼，可以根据飞行要求进行调整，提高飞行器的气动性能和操纵性。对于翼展调整，在起飞和降落阶段通过增加翼展，提供更大的升力，使飞行器更容易起降；在巡航阶段，通过减小翼展减小阻力，提高飞行器的速度和燃油效率。通过调整翼型，变弯度机翼可以在不同飞行阶段提供不同的升力和阻力特性，例如，高速飞行时采用较薄的翼型以减小阻力，低速飞行时采用较厚的翼型以增加升力。
2、现有的变弯度机翼通常由多个独立的翼段组成，每个翼段都可以独立地调整其翼展和翼型，飞行器可以在不同的飞行阶段使用不同的翼展和翼型，以适应不同的飞行条件和任务需求，但是分体式设计严重影响了变体机翼的柔顺性。例如，公布日为2024年2月20日、公开号为cn 117566088 a的专利技术专利公开了一种变弯度机翼翼肋，主要包括固定侧肋板、活动侧肋板和驱动轴，通过驱动系统带动驱动轴运动，使活动侧肋板绕着固定侧肋板转动，从而控制机翼弯度变化。该翼肋采用分体式设计，虽然能够实现机翼变弯度，但是牺牲了变体机翼的柔顺变形特性，严重影响了变体机翼气动效率的提升和优化。
技术实现思路
1、针对于现有技术存在的缺陷，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼
2、本专利技术解决所述技术问题的技术方案是：
3、一种基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，包括机翼骨架和蒙皮；其特征在于，机翼骨架包含多个沿机翼弦长方向阵列而成压扭立方超结构，压扭立方超结构为由多个单胞压扭超结构阵列而成的立方体，x和z方向相邻单胞压扭超结构之间共用一根直杆，y方向相邻单胞压扭超结构之间共用四个z形压电杆；其中，x、y、z方向分别沿机翼的长度、宽度和厚度方向；
4、所述单胞压扭超结构为由四个胞体单元阵列而成的立方体，相邻胞体单元之间共用一根直杆；胞体单元包括z形压电杆和直杆，两根z形压电杆连接在两根直杆的两端，位于压扭立方超结构两端的各个z形压电杆与蒙皮连接；当单胞压扭超结构的所有z形压电杆在高度方向上产生压缩变形时，单胞压扭超结构产生扭转变形；当压扭立方超结构的所有单胞压扭超结构均产生扭转变形时，压扭立方超结构产生扭转变形，实现机翼变弯度。
5、进一步的，所述z形压电杆分为第一压电短杆、压电长杆和第二压电短杆；第一压电短杆的一端与胞体单元的一根直杆连接，压电长杆的两端分别与第一压电短杆的另一端和第二压电短杆的一端连接，第二压电短杆的另一端与胞体单元的另一根直杆连接，压电长杆与第一压电短杆之间形成向胞体单元内侧凹陷的夹角，与第二压电短杆之间形成向胞体单元外侧凸出的夹角。
6、进一步的，所述z形压电杆采用压电超材料制成。
7、进一步的，所述机翼骨架的各个压扭立方超结构的尺寸沿机翼弦长方向梯度变化，越靠近翼尖的压扭立方超结构的尺寸越小。
8、进一步的，所述压扭立方超结构在x和z方向上的单胞压扭超结构数量相同，y方向上的单胞压扭超结构的数量大于其余两个方向上的单胞压扭超结构数量。
9、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
10、本专利技术的变弯度机翼采用多个压扭立方超结构一体式填充在蒙皮内，不需要像传统变弯度机翼一样对翼肋结构进行设计。单胞压扭超结构的z形压电杆采用压电材料制成，通过压电驱动z形压电杆发生弯曲变形，将胞体单元的压缩变形转换为单胞压扭超结构的扭转变形，进而使压扭立方超结构发生扭转变形。通过各个压扭立方超结构沿机翼弦长方向的尺寸梯度设计，使各个压扭立方超结构产生的扭转角不同，实现机翼的变弯度。压扭立方超结构具有较高的强度和承载能力，有助于克服传统变弯度机翼的强度低、质量大等缺点。本专利技术创新性地将压电超材料和压扭立方超结构融合到变体机翼设计中，省去了传统变体机翼中的驱动元件，大大降低了机翼的自重，实现机翼的轻量化设计。本专利技术利用压扭立方超结构的压缩-扭转特性实现机翼的变弯度，在驱动载荷较小的情况下，实现了大角度的弯曲变形。
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1.一种基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，包括机翼骨架和蒙皮；其特征在于，机翼骨架包含多个沿机翼弦长方向阵列而成压扭立方超结构，压扭立方超结构为由多个单胞压扭超结构阵列而成的立方体，x和z方向相邻单胞压扭超结构之间共用一根直杆，y方向相邻单胞压扭超结构之间共用四个Z形压电杆；其中，x、y、z方向分别沿机翼的长度、宽度和厚度方向；
2.根据权利要求1所述的基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，其特征在于，所述Z形压电杆分为第一压电短杆、压电长杆和第二压电短杆；第一压电短杆的一端与胞体单元的一根直杆连接，压电长杆的两端分别与第一压电短杆的另一端和第二压电短杆的一端连接，第二压电短杆的另一端与胞体单元的另一根直杆连接，压电长杆与第一压电短杆之间形成向胞体单元内侧凹陷的夹角，与第二压电短杆之间形成向胞体单元外侧凸出的夹角。
3.根据权利要求1或2所述的基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，其特征在于，所述Z形压电杆采用压电超材料制成。
4.根据权利要求1所述的基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，其特征在于，所述机翼
5.根据权利要求1或4所述的基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，其特征在于，所述压扭立方超结构在x和z方向上的单胞压扭超结构数量相同，y方向上的单胞压扭超结构的数量大于其余两个方向上的单胞压扭超结构数量。
...【技术特征摘要】
1.一种基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，包括机翼骨架和蒙皮；其特征在于，机翼骨架包含多个沿机翼弦长方向阵列而成压扭立方超结构，压扭立方超结构为由多个单胞压扭超结构阵列而成的立方体，x和z方向相邻单胞压扭超结构之间共用一根直杆，y方向相邻单胞压扭超结构之间共用四个z形压电杆；其中，x、y、z方向分别沿机翼的长度、宽度和厚度方向；
2.根据权利要求1所述的基于压电驱动压扭立方超结构的一体式变弯度机翼，其特征在于，所述z形压电杆分为第一压电短杆、压电长杆和第二压电短杆；第一压电短杆的一端与胞体单元的一根直杆连接，压电长杆的两端分别与第一压电短杆的另一端和第二压电短杆的一端连接，第二压电短杆的另一端与胞体单元的另一根直杆连接，压电长...
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