專利名稱：一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變形的機(jī)翼，屬于航空航天技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機(jī)翼是飛行器設(shè)計時的一個主要部件。常規(guī)機(jī)翼的幾何外形是根據(jù)飛機(jī)特定的任務(wù)、特定的高度、馬赫數(shù)和飛機(jī)重量進(jìn)行設(shè)計的，如巡航時要求具有高升阻比和大機(jī)翼面積；起降時要具有高升力系數(shù)和大機(jī)翼面積；高速飛行和機(jī)動時要具有大后掠角和小展弦比。固定翼型機(jī)翼通常只有一個設(shè)計點(diǎn)是最優(yōu)的，飛行過程中飛行參數(shù)連續(xù)變化，機(jī)翼的幾何外形在多數(shù)情況下都不是最優(yōu)狀態(tài)。如何使飛機(jī)的外形適應(yīng)多種飛行狀態(tài)，在整個飛行包線內(nèi)都具有最佳的氣動特性，成為當(dāng)今和未來飛行器的發(fā)展方向。然而現(xiàn)有的可變形飛行器的機(jī)翼大多數(shù)都采用縫翼或襟翼方式，通過機(jī)械裝置增大翼面積或增加機(jī)翼彎度，但是這種機(jī)械運(yùn)動存在襟翼或縫翼笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、飛行器飛行效率低和氣密性差等缺點(diǎn)。因此，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、飛行器飛行效率高和氣密性好的可變形的機(jī)翼成為一個重要的科研課題。基于以上所述，公開號為DE102005004345A1的發(fā)明專利申請?zhí)岢隽艘环N機(jī)翼，文中所述的機(jī)翼雖然解決了機(jī)翼存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、飛行器飛行效率低和氣密性差的問題，卻存在豎直方向拉伸或壓縮會引起水平方向變形的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的可變形飛行器的機(jī)翼存在的豎直方向拉伸或壓縮會引起水平方向變形的問題，進(jìn)而提供一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼。本發(fā)明的技術(shù)方案一是一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼由蜂窩夾層基體和蒙皮組成，所述蜂窩夾層基體為一體的預(yù)制機(jī)翼形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蒙皮包裹在蜂窩夾層基體的外表面上，所述蜂窩夾層基體為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體的蜂窩的橫截面形狀為菱形，所述蜂窩夾層基體的蜂窩在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間隔分布。本發(fā)明的技術(shù)方案二是一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼由蜂窩夾層基體和蒙皮組成，所述蜂窩夾層基體為一體的預(yù)制機(jī)翼形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蒙皮包裹在蜂窩夾層基體的外表面上，所述蜂窩夾層基體為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體的蜂窩的橫截面形狀為半圓形，所述蜂窩夾層基體的蜂窩在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間斷分布，豎直方向連續(xù)的兩個蜂窩凸起方向相反，水平方向間斷的兩個蜂窩凸起方向相同。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明滿足了豎直方向拉伸或壓縮而不引起水平方向
3變形，實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼翼展方向或弦長方向變形。本發(fā)明的機(jī)翼采用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)有很高的比強(qiáng)度和比剛度、耐腐蝕、抗疲勞、良好的電絕緣性和透電磁波性，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)大大減輕了機(jī)翼質(zhì)量，提高了飛行器的飛行效率；蜂窩夾層基體為一體的預(yù)制機(jī)翼形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體使得飛行器有很好的氣密性，而且結(jié)構(gòu)簡單，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計使機(jī)翼適合各種形狀改變。


圖I是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)圖，圖2是本發(fā)明的左視結(jié)構(gòu)圖，圖3是一種單向泊松比為零的菱形蜂窩結(jié)構(gòu)體示意圖，圖4是圖3變形后的示意圖，圖5是一種單向泊松比為零的半圓形蜂窩結(jié)構(gòu)體示意圖，圖6是圖5變形后的示意圖，圖7是一種雙向泊松比為零的菱形蜂窩結(jié)構(gòu)體示意圖，圖8是圖7變形后的示意圖，圖9是另一種雙向泊松比為零的橫縱波浪線圍成的蜂窩結(jié)構(gòu)體示意圖，圖10是圖9變形后的示意圖，圖11是雙向負(fù)泊松比的蜂窩結(jié)構(gòu)體示意圖，圖12是圖11變形后的示意圖，圖13是機(jī)翼翼展方向變形示意圖(陰影部分為變形后產(chǎn)生的變化)，圖14是機(jī)翼弦長方向變形示意圖(陰影部分為變形后產(chǎn)生的變化)，圖15是機(jī)翼翼展和弦長方向變形示意圖(陰影部分為變形后產(chǎn)生的變化)，圖16是機(jī)翼翼展和弦長方向變形構(gòu)成面變形的示意圖(陰影部分為變形后產(chǎn)生的變化)。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I 圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼由蜂窩夾層基體I和蒙皮2組成,所述蜂窩夾層基體I為一體的預(yù)制機(jī)翼形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蒙皮2包裹在蜂窩夾層基體I的外表面上。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖3 圖4和圖13 圖14說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蜂窩夾層基體I為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體I的蜂窩3的橫截面形狀為菱形，所述蜂窩夾層基體I的蜂窩3在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間隔分布。如此設(shè)置，滿足了豎直方向拉伸或壓縮而不引起水平方向的變形，實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼翼展方向或弦長方向變形。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖5 圖6和圖13 圖14說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蜂窩夾層基體I為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體I的蜂窩3的橫截面形狀為半圓形，所述蜂窩夾層基體I的蜂窩3在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間斷分布，豎直方向連續(xù)的兩個蜂窩3凸起方向相反，水平方向間斷的兩個蜂窩3凸起方向相同。如此設(shè)置，滿足了豎直方向拉伸或壓縮而不引起水平方向的變形，實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼翼展方向或弦長方向變形。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖7 圖8和圖15說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蜂窩夾層基體I為雙向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體I的蜂窩由多個變形蜂窩4和多個固定蜂窩5組成，所述變形蜂窩4和固定蜂窩5的橫截面形狀均為菱形，且固定蜂窩5橫截面的菱形的兩個對角之間設(shè)有固定板6，每個固定蜂窩5的菱角處均設(shè)置有一個變形蜂窩4，相鄰的兩個固定蜂窩5之間設(shè)置一個變形蜂窩4，且變形蜂窩4與固定蜂窩5連續(xù)設(shè)置。如此設(shè)置，滿足了豎直方向拉伸或壓縮而不引起水平方向的變形，同時滿足了水平方向拉伸或壓縮而不引起豎直方向的變形，實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼翼展方向變形和弦長方向變形，實(shí)現(xiàn)了平面內(nèi)變形。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖9、圖10和圖15說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蜂窩夾層基體I為雙向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體I的橫截面上的多條水平波浪線 7和多條豎直波浪線8橫縱交錯圍成蜂窩9。如此設(shè)置，滿足了豎直方向拉伸或壓縮而不引起水平方向的變形，同時滿足了水平方向拉伸或壓縮而不引起豎直方向的變形，實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼翼展方向變形和弦長方向變形，實(shí)現(xiàn)了平面內(nèi)變形。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖11、圖12和圖16說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蜂窩夾層基體I為雙向負(fù)泊松比的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體I的蜂窩的橫截面形狀為半圓形和菱形，所述蜂窩夾層基體I的多個半圓形蜂窩10在水平方向間斷分布且在豎直方向連續(xù)分布，豎直方向連續(xù)的兩個半圓形蜂窩10凸起方向相反，水平方向間斷的兩個半圓形蜂窩10 凸起方向相反，蜂窩夾層基體I的多個菱形蜂窩11設(shè)置在水平方向上兩個相鄰近的半圓形蜂窩10之間，菱形蜂窩11的兩個對角與兩個半圓形蜂窩10相連接。如此設(shè)置，滿足了豎直方向拉伸或壓縮同時水平方向也拉伸或壓縮，實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼翼展方向變形和弦長方向變形，實(shí)現(xiàn)了平面內(nèi)變形。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖I和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蒙皮2是由硅橡膠制成，硅橡膠是高強(qiáng)度氟硅橡膠、室溫硫化硅橡膠、高性能熱硫化硅橡膠、硅橡膠-三元乙丙橡膠并用膠或硅橡膠-氟橡膠并用膠其中的一種。如此設(shè)置，滿足了機(jī)翼大變形要求， 并能質(zhì)量輕，一體化的設(shè)計保證了良好的機(jī)翼的氣密性。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖I和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蒙皮2是由形狀記憶聚合物(SMP)制成，形狀記憶聚合物(SMP)是苯乙烯系形狀記憶聚合物、環(huán)氧樹脂系形狀記憶聚合物、氰酸酯系形狀記憶聚合物、形狀記憶聚氨酯、形狀記憶聚酯、形狀記憶苯乙烯-丁二烯共聚物、形狀記憶反式聚異戊二烯或形狀記憶聚降冰片烯其中的一種。如此設(shè)置，滿足了機(jī)翼大變形要求，并能質(zhì)量輕，一體化的設(shè)計保證了良好的機(jī)翼的氣密性。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
九結(jié)合圖I和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蒙皮2是由硅橡膠和增強(qiáng)相材料制成，其中增強(qiáng)相材料占總體積的20% 80% ;所述硅橡膠高強(qiáng)度氟硅橡膠、室溫硫化硅橡膠、高性能熱硫化硅橡膠、硅橡膠-三元乙丙橡膠并用膠或硅橡膠-氟橡膠并用膠其中的一種，所述增強(qiáng)相材料是碳纖維、玻璃纖維、Kevlar纖維、硼纖維、石墨纖維、碳化硅纖維、炭黑、碳納米管、石墨、碳化硅粉末、銅粉、銀粉或鋁粉其中的一種。如此設(shè)置，增加了蒙皮材料的強(qiáng)度，使蒙皮滿足飛機(jī)飛行時對機(jī)翼蒙皮的強(qiáng)度的要求。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
十結(jié)合圖I和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的蒙皮2是由形狀記憶聚合物(SMP)和增強(qiáng)相材料制成，其中增強(qiáng)相材料占總體積的20% 80% ;所述形狀記憶聚合物(SMP)是苯乙烯系形狀記憶聚合物、環(huán)氧樹脂系形狀記憶聚合物、氰酸酯系形狀記憶聚合物、形狀記憶聚氨酯、形狀記憶聚酯、形狀記憶苯乙烯-丁二烯共聚物、形狀記憶反式聚異戊二烯或形狀記憶聚降冰片烯其中的一種，所述增強(qiáng)相材料是碳纖維、玻璃纖維、Kevlar纖維、硼纖維、石墨纖維、碳化硅纖維、炭黑、碳納米管、石墨、碳化硅粉末、銅粉、銀粉或鋁粉其中的一種。如此設(shè)置，增加了蒙皮材料的強(qiáng)度，使蒙皮滿足飛機(jī)飛行時對機(jī)翼蒙皮的強(qiáng)度的要求。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
1.一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼，它由蜂窩夾層基體(I)和蒙皮(2)組成，所述蜂窩夾層基體(I)為一體的預(yù)制機(jī)翼形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蒙皮(2)包裹在蜂窩夾層基體(I)的外表面上，其特征在于所述蜂窩夾層基體(I)為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體(I)的蜂窩(3)的橫截面形狀為菱形，所述蜂窩夾層基體(I)的蜂窩 (3)在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間隔分布。
2.一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼，它由蜂窩夾層基體(I)和蒙皮(2)組成，所述蜂窩夾層基體(I)為一體的預(yù)制機(jī)翼形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蒙皮(2)包裹在蜂窩夾層基體(I)的外表面上，其特征在于所述蜂窩夾層基體(I)為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體(I)的蜂窩(3)的橫截面形狀為半圓形，所述蜂窩夾層基體(I)的蜂窩(3)在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間斷分布，豎直方向連續(xù)的兩個蜂窩(3)凸起方向相反，水平方向間斷的兩個蜂窩⑶凸起方向相同。
全文摘要
一種可實(shí)現(xiàn)翼展方向或弦長方向變形的機(jī)翼，它涉及一種可變形的機(jī)翼。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的可變形飛行器的機(jī)翼存在的豎直方向拉伸或壓縮會引起水平方向變形問題。方案一蜂窩夾層基體為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體的蜂窩的橫截面形狀為菱形，蜂窩夾層基體的蜂窩在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間隔分布。方案二蜂窩夾層基體為單向泊松比為零的蜂窩結(jié)構(gòu)體，蜂窩夾層基體的蜂窩的橫截面形狀為半圓形，蜂窩夾層基體的蜂窩在豎直方向連續(xù)分布且在水平方向間斷分布，豎直方向連續(xù)的兩個蜂窩凸起方向相反，水平方向間斷的兩個蜂窩凸起方向相同。本發(fā)明滿足了豎直方向拉伸或壓縮而不引起水平方向變形，實(shí)現(xiàn)了機(jī)翼翼展方向或弦長方向變形。
文檔編號B64C3/38GK102582823SQ201210055219
公開日2012年7月18日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者冷勁松, 劉彥菊, 孫健 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)