[发明专利]一种可柔性变形的后缘变弯度机翼

说明书

本申请提供了一种可柔性变形的后缘变弯度机翼，机翼包括：变弯度翼肋，包括多个肋节及连接板，相邻肋节之间通过连接板连接前后连接在一起构成翼肋的机翼外形，每个肋节具有用于与相邻肋节进行柔性连接的柔性连接结构，柔性连接结构受到载荷作用时能够产生柔性伸缩变形，使得相邻两个肋节之间产生相对转动；柔性蒙皮，敷设于变弯度翼肋外，且柔性蒙皮与变弯度翼肋之间能够相对滑动；伸缩式驱动器，设置在相邻两个肋节之间，通过控制肋节的偏转实现机翼后缘的弯曲形状控制。本申请通过在柔性变形后缘变弯度翼肋结构上分布式的布置多个柔性伸缩式驱动器，且在翼肋上布置具有面外刚度的柔性蒙皮，使得机翼后缘可以产生很大的弯度变化，且表面光顺。

技术领域

本申请属于变体飞机结构设计技术领域，特别涉及一种可柔性变形的后缘变弯度机翼。

背景技术

飞机的每一次飞行都要经历起飞、爬升、巡航、机动和降落过程，而变体飞机是一种可以在飞行过程中根据需要实时改变形状，使每个阶段的气动性能或升阻比都保持最佳的一种飞机。然而对于变体飞机而言，机翼后缘的弯度变化将会影响飞机的升阻比，且机翼后缘区域的载荷相对较小，结构实现起来难度相对也小一些，因此对于变体飞机，机翼后缘至关重要。

在现有技术中，常规飞机通常采用偏转操纵面/舵面的方式来改变机翼后缘的弯度，然而操纵面绕转轴刚性偏转时产生气流分离，提高升力的同时也增加了阻力。如果机翼后缘采用柔性或弹性材料制成的尾缘结构时，弯度变化时表面形状光顺，延迟气流分离，提高升力不增加阻力，提高升阻比。但采用柔性材料制成的结构却具有如下几个问题：一是变形率大的材料刚度和承载能力不够，二是面内变形与面外刚度的矛盾，三是必须采用分布式驱动，即需要解决柔性蒙皮面内大变形与面外刚度的矛盾、柔性变形与承载能力的矛盾、分布式驱动与形状感知和控制问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种可柔性变形的后缘变弯度机翼，以解决上述任一问题。

本申请的技术方案是：一种可柔性变形的后缘变弯度机翼，所述机翼包括：

变弯度翼肋，包括多个肋节及连接板，相邻肋节之间通过连接板连接前后连接在一起构成翼肋的机翼外形，其中，每个肋节具有用于与相邻肋节进行柔性连接的柔性连接结构，所述柔性连接结构受到载荷作用时能够产生柔性伸缩变形，使得相邻两个肋节之间产生相对转动，实现后缘翼肋的弯度变化；

柔性蒙皮，敷设于变弯度翼肋外，且所述柔性蒙皮与所述变弯度翼肋之间能够相对滑动；以及

伸缩式驱动器，设置在相邻两个肋节之间，通过控制肋节的偏转实现机翼后缘的弯曲形状控制。

在本申请一实施方式中，所述连接板连接于肋节中间翼肋的弦平面。

在本申请一实施方式中，所述柔性连接结构包括设置在肋节缘条上的外向齿状结构和内向齿状结构，相邻两个肋节间的外向齿状结构和内向齿状结构相互咬合。

在本申请一实施方式中，其特征在于，所述外向齿状结构和/或内向齿状结构中，齿片的数量不少于10个。

在本申请一实施方式中，其特征在于，所述齿片的厚度小于缘条厚度的1/6。

在本申请一实施方式中，其特征在于，所述柔性蒙皮由单向变形的蒙皮骨架和弹性胶膜复合而成，其中，所述蒙皮骨架包括筋条和弹性蜂窝，所述筋条沿展向方向设置，用于提供柔性蒙皮的面外刚度并限制柔性蒙皮沿筋条轴线方向的变形，所述弹性蜂窝呈网格状的布置在筋条之间，用于提供翼肋弯曲变形方向上的弹性力。

在本申请一实施方式中，其特征在于，所述伸缩式驱动器包括：

具有充气状态和未充气状态的柔性密封腔体，所述柔性密封腔体由未充气状态向充气状态过渡时长度逐渐伸长；以及

填充于所述柔性密封腔体壁内的增强纤维，所述增强纤维按预定方向排布以控制所述柔性密封腔体的伸长方向。