[发明专利]一种基于柔顺机构的变形机翼设计方法

权利要求书

1.一种基于柔顺机构的变形机翼，其特征在于：所述变形机翼包括蒙皮、四连杆机构、主梁、驱动梁以及柔顺机构；

主梁以及驱动梁均沿机翼弦向布置，其中驱动梁和主梁通过沿机翼弦向的直线滑槽配合，驱动梁上安装有第一撞块，主梁上安装有第二撞块，驱动梁在外部直线驱动电机驱动下能够沿滑槽运动，第一撞块与第二撞块碰撞后，驱动梁能够继续带动主梁运动；

四连杆机构包括连杆BE、连杆BC、连杆DE，连杆BC与连杆DE与主梁连接于点C和点D；连杆BE的外弧面依据初始翼型设计，位于连杆BE上的A点位置处的U型槽与飞机本体配合，使连杆BE只具有转动自由度；

驱动梁与前缘蒙皮之间安装有柔顺机构，所述柔顺机构端部与蒙皮以及驱动梁均是铰接。

2.一种权利要求1所述变形机翼的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据公式

确定前缘开口尺寸d；其中x为翼弦方向坐标，y₁(x)为初始翼型函数，L₁为初始翼型弧长，L₂为目标翼型弧长，y₁(x)，L₁，L₂均为已知量；

步骤2：利用公式

计算主梁行程u₁，其中l′_AC，分别为初始翼型状态下的AC长度，∠ABC角度，∠ACB角度，∠ACD角度，∠BCD角度；l′_A′_C，分别为目标翼型状态下的AC长度，∠ABC角度；l_AB，l_BC分别为AB长度，BC长度；

利用公式

d＝2y₂(u₂)

确定驱动梁位移u₂，其中d为步骤1中确定的开口尺寸，y₂(u₂)为目标翼型函数中横坐标为u₂的坐标点的纵坐标；

步骤3：对柔顺机构进行优化设计

以柔顺机构端部横坐标作为设计变量，以实现变形机翼准确变形为优化目标，柔顺机构最大应力小于许用应力作为约束条件，根据步骤2的主梁和驱动梁位移，利用有限元软件进行仿真变形，根据变形结果可得到变形后的翼型曲线f；通过优化算法进行求解后，得到最优状态下的柔顺机构端部坐标，从而实现变形机翼设计。

3.根据权利要求2所述变形机翼的设计方法，其特征在于：所述柔顺机构采用鱼骨型钢架，所述鱼骨型钢架由多根撑杆连接蒙皮前部与驱动梁，撑杆端部与蒙皮以及驱动梁均是铰接。

4.根据权利要求3所述变形机翼的设计方法，其特征在于：步骤3中，优化模型为：

其中x_i为柔顺机构端部坐标。