[发明专利]一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构

说明书

本申请提供了一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，包括闭环变形单元、位移放大机构和驱动机构，闭环变形单元为闭环且每两个相邻边之间均铰接的四边结构，闭环变形单元包括固定闭环单元、尾部闭环单元、以及位于固定闭环单元和尾部闭环单元之间的至少一个中间闭环单元，固定闭环变形单元的固定边与飞行器主体固定；驱动装置用于驱动固定闭环变形单元发生变形；位移放大机构连接于两个相邻的闭环变形单元之间，前一闭环变形单元变形能够带动位移放大杆移动，位移放大杆使下一闭环变形单元获得同向放大的形变位移。使得机翼结构具有较大弯度调节能力，能够实现机构弯度的连续光滑调整。

技术领域

本申请涉及一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，属于飞行器技术领域。

背景技术

高超声速飞行器是指在大气层内或跨大气层以马赫数5以上的速度远程巡航的飞行器，它具有飞行速度快、高度适中、机动能力强、反应时间短等特点，具有很强的战略性和带动性，其技术的突破与应用，将会引发航空航天技术的跨越式变革，对国家综合实力产生深远影响。近年来，随着军事侦察打击、环境监测、远程运输和医疗救灾等对飞行器性能要求的不断提高和人工智能技术的迅速崛起，发展智能化、侦察/打击一体化、多任务化的飞行器变得非常重要。这种情况下，传统的固定翼飞行器逐渐无法满足应用需求，能够适应多种飞行任务和复杂环境条件并获得最优飞行性能的变体飞行器技术受到广泛的关注和研究。变体飞行器通过平滑、自主地改变飞行器机翼的外形来改变其气动性能，以适应不同飞行条件，提高升阻比，增加航程，减小涡流、颤振等影响，具有机动性强、飞行环境适应性强、飞行性能好等独特的优势，应用前景广阔，因此具有重要的研究价值和意义。

随着双模态冲压发动机技术和高超声速飞行器一体化技术的发展成熟，组合动力、水平起降、全速域飞行的高超声速飞行器已经成为当前研究的热点。这种高超声速飞行器可以从地面起飞，经历低速、跨声速、超声速和高超声速等多个飞行阶段。因此，这类飞行器除了要保证高超声速气动特性，还要兼顾低/跨/超声速的气动特性，能在更宽的速域范围内均具有良好的气动特性。

然而，传统的高超声速飞行器大多采用旋成体、乘波体和升力体等气动构型，这些构型往往只考虑了高超声速气动特性，无法满足低速、跨声速和超声速的气动特性要求。因此，合理的变构型设计对解决高超声速飞行器在不同飞行速度下的气动要求矛盾、实现全速域飞行具有重要意义。目前的变构型方案大多局限于亚声速，且主要关注机翼变化对气动特性的影响，对更高马赫数的变构型方式考虑较少。这是由于随着空速增加，气流动压随之上升，当飞行器跨声速飞行时，局部激波的产生对变构型驱动机构的保持与承载能力提出了更高要求。

构型变化的机翼结构是变体飞行器技术的核心，由于巡航与各种机动飞行的需求，变体飞行器的机翼结构需要对承载、变形连续、轻量化、对空间需求小等因素充分考虑，因而对其方案的选取与设计提出了较高的要求。

发明内容

为了实现机构弯度的连续光滑调整，具有较高的刚度和较小的运动误差，控制精度较高，且具有较好的保持与承载能力，本申请设计了一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构。

本申请提供的一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构采用如下的技术方案：

一种用于高速飞行器的含复铰可连续变弯度机翼结构，包括闭环变形单元、位移放大机构和驱动机构，闭环变形单元为闭环且每两个相邻边之间均铰接的四边结构，闭环变形单元包括固定闭环单元、尾部闭环单元、以及位于固定闭环单元和尾部闭环单元之间的至少一个中间闭环单元，固定闭环变形单元的固定边与飞行器主体固定，相邻的两个闭环变形单元之间有一条共用边，固定闭环变形单元的固定边与共用边相对设置，中间闭环单元的两个共用边相对设置；

驱动装置用于驱动固定闭环变形单元发生变形；

位移放大机构连接于两个相邻的闭环变形单元之间，前一闭环变形单元变形能够带动位移放大杆移动，位移放大杆使下一闭环变形单元获得同向放大的形变位移。