CN103171757A - 一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置 - Google Patents

一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置，属于后缘驱动装置技术领域。本发明所述压电纤维复合材料粘贴在基板的上下两侧的表面上。所述压电纤维复合材料呈阵列式粘贴在基板上，所用粘贴剂为环氧树脂。所述的压电纤维复合材料各自连接一个独立的高压电源，高压电源的输出范围为-500V~+1500V。本发明各压电纤维复合材料所使用的高压电源相互独立，输出电压互不干扰，因此各压电纤维复合材料输出的驱动力相互独立，可驱动基板发生多种形态的变形，将本发明安装到机翼上可替代常规舵面控制飞机的飞行状态。本发明利用了压电纤维复合材料响应速度快、轻质、易于控制的优点，可驱动基板发生连续光滑的多种形态的变形。

Description

一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置
技术领域
本发明涉及一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置 ，属于后缘驱动装置技术领域。
背景技术
飞机发明至今，如何提高飞机的气动性能一直是飞机设计师研究的重要内容之一。目前定翼机的机翼都是按照固定的角度从机身向外伸展，足够坚固，飞行时不会产生大的移动或扭曲，尽管它具有用于提高飞行效率的前、后缘襟翼这些气动操作件，但其本身仍然是刚性表面，难以根据飞行时的飞行条件改变机翼的特征，飞机机翼的气动效率得不到最优化。要解决这个问题，需要借鉴仿生学的理论，从变形原理上进行深入探索，因此人们提出了所谓柔性变体飞机的概念。
美国空军早在 1985 年就把自适应结构技术列为保证美国武器装备在下世纪处于领先地位而需大力发展的关键技术之一。在20世纪 80～90 年代，美国开展过两次大规模的自适应机翼研究计划，分别称为 MAW（Mission Adaptive Wing）和 AFW（Active Flexible Wing）计划，MAW 采用机械驱动系统，在机翼的表面覆盖一层柔性的结构材料，使得在机翼前缘和后缘控制面部分能光滑过渡，消除了机翼表面的不连续，并在 F-111 飞机上进行了实验验证，在亚音速飞行状态下飞机飞行性能得到了显著改善，但由于机械驱动系统过于复杂使得结构重量显著增加而无法在实际中应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即。进而提供一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置 。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置，包括基板和压电纤维复合材料，所述压电纤维复合材料粘贴在基板的上下两侧的表面上。所述压电纤维复合材料呈阵列式粘贴在基板上，所用粘贴剂为环氧树脂。所述的压电纤维复合材料各自连接一个独立的高压电源，高压电源的输出范围为-500V~+1500V。 
本发明的有益效果：本发明的压电纤维复合材料粘贴在基板上下表面，各压电纤维复合材料所使用的高压电源相互独立，输出电压互不干扰，因此各压电纤维复合材料输出的驱动力相互独立，可驱动基板发生多种形态的变形，将本发明安装到机翼上可替代常规舵面控制飞机的飞行状态。本发明利用了压电纤维复合材料响应速度快、轻质、易于控制的优点，可驱动基板发生连续光滑的多种形态的变形。本发明结构简单、设计合理、运行稳定。
 
附图说明
图1为本发明运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3至图5均为本发明的效果图。
 
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。 
如图1和图2所示，本实例所涉及的一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置，包括基板1和压电纤维复合材料2，所述压电纤维复合材料2粘贴在基板1的上下两侧的表面上。
基板1的尺寸和压电纤维复合材料2的数量均需根据实际需要进行选择，以满足设计和实际需要。  
所述压电纤维复合材料2呈阵列式粘贴在基板1上，所用粘贴剂为环氧树脂。
压电纤维复合材料2的型号选择以及布置数量根据实际需要进行选择，以满足设计和实际需要。
所述的压电纤维复合材料2各自连接一个独立的高压电源，高压电源的输出范围为-500V~+1500V，各压电纤维复合材料2连接的高压电源相互独立，输出电压互不干扰，如此设置，使各压电纤维输出的驱动力相互独立。
如图3所示，对粘贴在基板1上表面的压电纤维复合材料2施加统一的正电压，对粘贴在基板1下表面的压电纤维复合材料2施加统一的负电压，基板向下弯曲，弯曲程度由电压控制。
如图4所示，对粘贴在基板1上表面的压电纤维复合材料2施加统一的负电压，对粘贴在基板1下表面的压电纤维复合材料2施加统一的正电压，基板向上弯曲，弯曲程度由电压控制。
如图5所示，对基板1上表面靠近左端的两片压电纤维复合材料施加负电压，靠近右端的两片压电纤维复合材料施加正电压；对基板1下表面靠近左端的两片压电纤维复合材料施加正电压，靠近右端的两片压电纤维复合材料施加负电压，可使基板发生左端向上弯曲，右端向下弯曲的变形，变形程度由电压控制。
如图3~图5所示，将本发明安装在飞机左右翼面上作为舵面，控制左右翼面上的舵面均向上或向下弯曲，可实现飞机的俯仰控制；控制左右翼面上的舵面一上一下弯曲，可实现飞机的滚转控制；控制单侧的舵面左右两端一上一下弯曲，可实现飞机的偏航控制，如此即可实现飞机的三轴控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置，其特征在于，包括基板（1）和压电纤维复合材料（2），所述压电纤维复合材料（2）粘贴在基板（1）的上下两侧的表面上。
2.根据权利要求1所述的运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置，其特征在于，所述压电纤维复合材料（2）呈阵列式粘贴在基板（1）上，所用粘贴剂为环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的运用压电纤维复合材料的自适应后缘驱动装置，其特征在于，所述的压电纤维复合材料（2）各自连接一个独立的高压电源，高压电源的输出范围为-500V~+1500V。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103387048A (zh) * 2013-07-27 2013-11-13 哈尔滨工业大学 一种基于仿生概念的变体柔性后缘结构
CN103482060A (zh) * 2013-09-01 2014-01-01 大连理工大学 一种基于压电双晶片的扰流装置
CN105523169A (zh) * 2015-12-28 2016-04-27 哈尔滨工业大学 一种可变弯的机翼舵面
CN105639824A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 联想(北京)有限公司 一种材料和穿戴式设备
CN110053760A (zh) * 2019-04-11 2019-07-26 哈尔滨工业大学（深圳） 一种柔性变形机翼
CN111232186A (zh) * 2020-02-26 2020-06-05 大连理工大学 一种压电纤维材料驱动的后缘可变弯度机翼

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4845357A (en) * 1988-02-11 1989-07-04 Simmonds Precision Products, Inc. Method of actuation and flight control
US5206806A (en) * 1989-01-10 1993-04-27 Gerardi Joseph J Smart skin ice detection and de-icing system
EP1090835A1 (de) * 1999-10-09 2001-04-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Flächenaktuator zum Verformen einer federnden Flächenstruktur
US20060006280A1 (en) * 2003-05-14 2006-01-12 The Regents Of The University Of California Microstructures using carbon fiber composite honeycomb beams
CN101659321A (zh) * 2009-10-12 2010-03-03 北京航空航天大学 一种后缘可控摆动充气机翼
CN101693467A (zh) * 2009-10-13 2010-04-14 南京航空航天大学 基于sma的自适应变体机翼后缘
CN102167155A (zh) * 2011-04-01 2011-08-31 哈尔滨工业大学 一种机翼可扭转飞行器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4845357A (en) * 1988-02-11 1989-07-04 Simmonds Precision Products, Inc. Method of actuation and flight control
US5206806A (en) * 1989-01-10 1993-04-27 Gerardi Joseph J Smart skin ice detection and de-icing system
EP1090835A1 (de) * 1999-10-09 2001-04-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Flächenaktuator zum Verformen einer federnden Flächenstruktur
US20060006280A1 (en) * 2003-05-14 2006-01-12 The Regents Of The University Of California Microstructures using carbon fiber composite honeycomb beams
CN101659321A (zh) * 2009-10-12 2010-03-03 北京航空航天大学 一种后缘可控摆动充气机翼
CN101693467A (zh) * 2009-10-13 2010-04-14 南京航空航天大学 基于sma的自适应变体机翼后缘
CN102167155A (zh) * 2011-04-01 2011-08-31 哈尔滨工业大学 一种机翼可扭转飞行器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李敏等: "压电纤维复合材料铺层用于翼面设计的驱动特性与刚度影响", 《航空学报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103387048A (zh) * 2013-07-27 2013-11-13 哈尔滨工业大学 一种基于仿生概念的变体柔性后缘结构
CN103387048B (zh) * 2013-07-27 2016-01-06 哈尔滨工业大学 气动驱动/变形/承载一体化的变体柔性后缘结构
CN103482060A (zh) * 2013-09-01 2014-01-01 大连理工大学 一种基于压电双晶片的扰流装置
CN105523169A (zh) * 2015-12-28 2016-04-27 哈尔滨工业大学 一种可变弯的机翼舵面
CN105639824A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 联想(北京)有限公司 一种材料和穿戴式设备
CN110053760A (zh) * 2019-04-11 2019-07-26 哈尔滨工业大学（深圳） 一种柔性变形机翼
CN110053760B (zh) * 2019-04-11 2021-03-05 哈尔滨工业大学（深圳） 一种柔性变形机翼
CN111232186A (zh) * 2020-02-26 2020-06-05 大连理工大学 一种压电纤维材料驱动的后缘可变弯度机翼
CN111232186B (zh) * 2020-02-26 2022-12-06 大连理工大学 一种压电纤维材料驱动的后缘可变弯度机翼

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