[发明专利]用于叶片扭转的形状记忆合金主动翼梁

说明书

本发明涉及一种用于改变结构翼梁的形状的系统，在示例性实施例中，该系统包含多个相邻的结构条板，该多个相邻的结构条板轴向对齐以形成结构翼梁。至少一个结构条板由形状记忆合金形成。该系统还包含温度控制系统以控制至少一个形状记忆合金条板的温度。施加给至少一个形状记忆合金条板的热量引起结构翼梁扭转或弯曲。

技术领域

本公开的领域通常涉及飞机机翼和旋翼叶片的翼梁，并且更具体地，涉及形状记忆合金主动翼梁。

背景技术

形状记忆合金（SMA）是具有令人关注的热性能和机械性能的一组金属。形状记忆合金可存在于几个不同的依赖于温度的相中的一个中。这些相的最普遍使用是所谓的马氏体相和奥氏体相。当加热形状记忆合金经历转变温度时，形状记忆合金从马氏体相变化成奥氏体相。

形状记忆合金材料，例如镍钛诺，在马氏体状态期间（低屈服强度条件）变形，并且然后被加热到其转变温度，从而达到奥氏体状态，其中形状记忆合金材料将恢复其最初的（未变形的）形状。返回到最初的形状的速度取决于施加给部件的热能的量和速度。当形状记忆合金材料被冷却时，形状记忆合金材料将返回到马氏体状态和形状。

结构翼梁用于飞机机翼、旋翼叶片以及非-航空结构的强度方面，和用于促进结构的形状。机械和/或电致动系统有时用于改变包含翼梁的结构的形状。然而这些机械和/或电致动系统是复杂的，占空间并且增加重量。需要一种不具有这些已知的不利特性的改变结构翼梁的形状的方法。

发明内容

在一个方面，提供了用于改变结构翼梁的形状的系统。该系统包含多个相邻的结构条板，其轴向对齐以形成结构翼梁。至少一个结构条板用形状记忆合金形成。该系统还包含控制至少一个形状记忆合金条板的温度的温度控制系统。施加给至少一个形状记忆合金条板的热量引起结构翼梁扭转或弯曲。

在另一个方面，提供结构翼梁。结构翼梁包含多个相邻的结构条板以形成结构翼梁。至少一个结构条板是形状记忆合金条板。结构翼梁还包含至少一个加热元件，其邻近至少一个形状记忆合金条板放置，从而改变至少一个形状记忆合金条板的温度。施加给至少一个形状记忆合金条板的热量引起结构翼梁扭转或弯曲。

在另一个方面，提供扭转旋翼叶片的方法。该方法包含利用由多个相邻的结构条板形成结构翼梁，该多个相邻的结构条板轴向对齐以形成结构翼梁，至少一个条板包含形状记忆合金条板。该方法还包含将温度控制系统连接到结构翼梁，从而控制至少一个形状记忆合金条板的温度，并且将热量施加给至少一个形状记忆合金条板，从而引起结构翼梁扭转，其扭转旋翼叶片。

用于改变结构翼梁的形状的系统包含多个相邻的结构条板和温度控制系统，该多个相邻的结构条板轴向地对齐以形成所述结构翼梁，至少一个所述结构条板包括形状记忆合金，温度控制系统控制所述至少一个形状记忆合金条板的温度；其中施加给所述至少一个形状记忆合金条板的热量引起所述结构翼梁扭转或弯曲。形状记忆合金条板可包括镍-钛基合金、镍-钛-铂基合金、铟-钛基合金、镍-铝基合金、镍-铝-铂基合金、镍-镓基合金、铜基合金、金-镉基合金、铁-铂基合金、铁-钯基合金、银-镉基合金、铟-镉基合金、锰-铜基合金、钌-铌基合金和钌-钽基合金中的至少一种。至少一个形状记忆合金条板可以被调整(train)切变（shear）。结构翼梁可以放置在旋翼叶片、飞机机翼或尾翼以及其他航空和非-航空结构、部件和元件中，包含地面结构和基于地面的交通工具、水基结构和交通工具。温度控制系统可被配置为加热所述至少一个形状记忆合金条板，并且此后冷却所述至少一个形状记忆合金条板。温度控制系统可包含靠近所述至少一个形状记忆合金条板放置的加热元件。至少一个形状记忆合金条板可以在第一温度下处于马氏体相，并且在所述至少一个形状记忆合金条板处于大于所述第一温度的第二温度中的奥氏体相中，所述至少一个记忆条板的所述奥氏体相引起所述结构翼梁扭转或弯曲。结构翼梁可返回到非扭转形状，其中至少一个形状记忆条板从奥氏体相改变成马氏体相，在马氏体相中所述至少一个形状记忆条板被冷却至所述第一温度。