CN115610641A - 一种机翼 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机翼，包括主体、翼梢和过渡连接部；所述过渡连接部连接在所述主体和所述翼梢之间，且能够弯曲变形以改变所述主体和所述翼梢之间夹角；所述过渡连接部表面上附着有SMA片状驱动器，以用于驱动所述过渡连接部弯曲变形。对于主体和翼梢之间的连接，先采用可弯曲的过渡连接部连接，以避免翼梢脱离，且能够很好的传递彼此之间的作用力。而其中SMA片状驱动器主要起到驱动的作用，而不在主体和翼梢之间起到连接的作用，以有效地降低SMA片状驱动器的受力。同时SMA片状驱动器附着在过渡连接部表面，使得在一次激励后散热容易，以大大保证了驱动的响应时间较短。综上所述，该机翼能够有效地解决机翼的翼梢倾斜驱动效果不好的问题。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，更具体地说，涉及一种机翼。
背景技术
可变形翼梢结构因相较固定的翼梢结构，有望在各个飞行阶段均获得较大的气动效益，从而减少能耗、提高航程，固广受关注，其中驱动结构变形的方案是研究的重点和关键。
目前国内外提出的研究方案中，驱动方式有采用传统的机械马达、液压、气动等作动器的方案，也有采用智能材料做驱动器的方案，也有SMA丝状驱动器深埋入复合材料中制成混杂复合材料结构式。内埋于导热性能差的复合材料中，一次激励后要想快速降温难，不利快速反复驱动，进而导致驱动效果不好。
综上所述，如何有效地解决机翼的翼梢倾斜驱动效果不好的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机翼，该机翼可以有效地解决机翼的翼梢倾斜驱动效果不好的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机翼，包括主体、翼梢和过渡连接部；所述过渡连接部连接在所述主体和所述翼梢之间，且能够弯曲变形以改变所述主体和所述翼梢之间夹角；所述过渡连接部表面上附着有SMA片状驱动器，以用于驱动所述过渡连接部弯曲变形。
在该机翼中，对于主体和翼梢之间的连接，先采用可弯曲的过渡连接部连接，以避免翼梢脱离，且能够很好的传递彼此之间的作用力。而其中SMA片状驱动器主要起到驱动的作用，而不在主体和翼梢之间起到连接的作用，以有效地降低SMA片状驱动器的受力。同时SMA片状驱动器附着在过渡连接部表面，使得在一次激励后散热容易，以大大保证驱动的响应时间较短。综上所述，该机翼能够有效地解决机翼的翼梢倾斜驱动效果不好的问题。
优选地，所述过渡连接部上具有安装槽，所述SMA片状驱动器位于所述安装槽中。
优选地，所述SMA片状驱动器的附着面与所述过渡连接部之间粘连。
优选地，所述SMA片状驱动器为梯度预应变SMA片状驱动器。
优选地，所述SMA片状驱动器的外侧具有聚酰亚胺加热膜。
优选地，所述聚酰亚胺加热膜远离所述SMA片状驱动器的一侧设置有导热胶。
优选地，所述导热胶的外侧附着有铝合金蒙皮，所述铝合金蒙皮嵌入在所述过渡连接部的外表面，且外侧之间平滑过渡。
优选地，所述过渡连接部的内凹侧和/或外凸侧上附着有所述SMA片状驱动器。
优选地，所述SMA片状驱动器在所述过渡连接部处横向延伸设置、纵向延伸或倾斜设置。
优选地，多个所述SMA片状驱动器在所述过渡连接部处交叉设置。
优选地，所述过渡连接部包括波纹板和/或蜂窝结构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的机翼的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的机翼的翼梢倾斜结构示意图；
图3为本发明实施例提供的SMA片状驱动器横向延伸的过渡连接部结构示意图；
图4为本发明实施例提供的SMA片状驱动器倾斜延伸的过渡连接部结构示意图；
图5为本发明实施例提供的SMA片状驱动器交叉设置的过渡连接部结构示意图；
图6为本发明实施例提供的SMA片状驱动器的安装结构示意图。
附图中标记如下：
主体1、翼梢2、过渡连接部3、SMA片状驱动器4、加热膜5、导热胶6。
其中图2中虚线表示变形后翼梢所在位置。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种机翼，该机翼可以有效地解决机翼的翼梢倾斜驱动效果不好的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图6，图1为本发明实施例提供的机翼的结构示意图；图2为本发明实施例提供的机翼的翼梢倾斜结构示意图；图3为本发明实施例提供的SMA片状驱动器横向延伸的过渡连接部结构示意图；图4为本发明实施例提供的SMA片状驱动器倾斜延伸的过渡连接部结构示意图；图5为本发明实施例提供的SMA片状驱动器交叉设置的过渡连接部结构示意图；图6为本发明实施例提供的SMA片状驱动器的安装结构示意图。
在一些实施例中，本实施例提供了一种机翼，该机翼的翼梢2主要通过SMA片状驱动器4，附着在软性的过渡连接部3上，然后通过SMA片状驱动器4的变形，带动过渡连接部3变形，以使得翼梢2的角度发生变化，进而实现翼梢2角度控制。
在一些实施例中，如附图1所示，提供了一种机翼，主要包括主体1、翼梢2和过渡连接部3。其中过渡连接部3连接在主体1和翼梢2之间，其中过渡连接部3弯折变形时，能够改变主体1和翼梢2之间的夹角，即调整翼梢2的倾斜角，以在不同的飞行阶段分别获得较大的气动效益。其中主体1，即指的是机翼的主要结构部分。
其中过渡连接部3弯曲，可以是折线型弯曲、弧线型弯曲等，以能够通过弯曲改变翼梢2的倾斜角为准。其中过渡连接部3是一种软性连接部，但是这个软性是相对的，以能够利用这个软性使翼梢2改变倾斜角为准。
如附图2所示，而在过渡连接部3上附着有SMA片状驱动器4，以用于驱动过渡连接部3弯曲变形。因此上述的过渡连接部3的能够弯曲变形，以能够被SMA片状驱动器4驱动为准，即并不要求完全的柔性，可以根据SMA片状驱动器4的驱动力对应设计，以能够被SMA片状驱动器4驱动至弯曲变形为准。
其中SMA片状驱动器4的主要部分为SMA(Shape Memory Alloy，形状记忆合金)，其中SMA是一种具有形状记忆效应(Shape Memory Effect，简称SME)和超(伪)弹性(Superelasticity/Pseudoelasticity，简称SE)的智能金属材料。SMA片状驱动器4加热使之超过相变温度时，其便会驱动该结构或产品产生相应变形。其中SMA片状驱动器4是一块形状记忆合金(SMA)预应变板，即加热激励时该SMA板会回复到其记住的发生预应变前的状态，从而与结构发生相互作用，驱使结构发生变形。降温后在结构回复力的作用下其又可回复到驱动前的状态。
其中过渡连接部3上附着有SMA片状驱动器4，即在过渡连接部3上，SMA片状驱动器4贴靠在过渡连接部3的表面上，且接触面之间形成连接力，如推压连接，又如胶粘连接等，以保证SMA片状驱动器4发生回复变形时，能够带动过渡连接部3弯曲。其中推压连接，如可以采用一个压片，能够弹性弯曲的压片，在推压机构作用下，压片对SMA片状驱动器施加压力，以使得SMA片状驱动器贴靠到过渡连接部3。
在该机翼中，对于主体1和翼梢2之间的连接，先采用可弯曲的过渡连接部3连接，以避免翼梢2脱离，且能够很好的传递彼此之间的作用力。而其中SMA片状驱动器4主要起到驱动的作用，而不在主体1和翼梢2之间起到连接的作用，以有效地降低SMA片状驱动器4的受力。同时SMA片状驱动器4附着在过渡连接部3表面，使得在一次激励后散热容易，以大大保证驱动的响应时间较短。综上所述，该机翼能够有效地解决机翼的翼梢2倾斜驱动效果不好的问题。
在一些实施例中，可以使过渡连接部3上具有安装槽，SMA片状驱动器4位于安装槽中，相对于直接附着过渡连接部3的外表面呈凸起设置，设置安装槽，可以避免SMA片状驱动器4凸出在过渡连接部3的表面，即避免安装SMA片状驱动器4的位置处，形成凸起，进而能够有效地避免影响气动外形。其中安装槽不宜太深，以尽量避免影响过渡连接部3的强度。
在一些实施例中，进一步的可以使SMA片状驱动器4的附着面与过渡连接部3之间粘连。以保证整个面之间均形成连接力，以使得SMA片状驱动器4变形时，通过附着面各处连接力，能够更好的将变形力传递至过渡连接部3的表面，以促使过渡连接部3变形。
在一些实施例中，SMA片状驱动器4为梯度预应变SMA片状驱动器4，其中梯度预应变SMA片状驱动器4也可以是称为是一种基于梯度预应变的SMA致动器，SMA片状驱动器4在其整个长度方向引入预应变，并且预应变的分布分为两个端部区段和一个中间区段，其中两个端部区段的预应变从端部往中间方向呈梯度或连续递增，最大值不超过所述中间区段的预应变，所述中间区段的预应变是均匀分布的。与均匀预应变SMA片状驱动器4相比，可以使致动器在通电或其它方式致热驱动时其与基材在胶接段端部的界面应力集中得到有效控制，可显著提升结构的使用寿命和服役性能。其中弯曲变形方向，如：长条形的SMA片状驱动器4，绕宽度方向延伸的轴线弯曲时，那么该弯曲变形方向就是其长度方向；长条形的SMA片状驱动器4，绕长度方向延伸的轴线弯曲时，那么该弯曲变形方向就是其宽度方向。
在一些实施例中，如图6所示，可以使SMA片状驱动器4的外侧具有加热膜5，即SMA片状驱动器4远离过渡连接部3的一侧具有加热膜5，以使得更加靠近外部的空气，以方便其散热，以保证使用效率。
在一些实施例中，可以使其中的加热膜5为聚酰亚胺加热膜。
在设置加热膜5之后，一般可以进一步的根据需要通电加热。当然完整的系统还可以包括传感器和控制模块，以决策何时通电、通多长时间电等。
在一些实施例中，可以进一步的使加热膜5远离SMA片状驱动器4的一侧设置有导热胶6，以使得从内到外依次设置SMA片状驱动器4、加热膜5和导热胶6，其中导热胶6利于风冷散热的同时还可起到防腐保护的作用。
在一些实施例中，可以进一步的使导热胶6的外侧附着有蒙皮，即从内到外依次设置SMA片状驱动器4、加热膜5、导热胶6和蒙皮，其中蒙皮嵌入在过渡连接部的外表面，且外侧之间平滑过渡，以通过蒙皮起到更好的保护作用，同时不影响散热，而且蒙皮比较薄，不影响SMA片状驱动器4靠近表面。其中蒙皮具体可以采用铝合金蒙皮。
在一些实施例中，可以进一步的使过渡连接部3的内凹侧和/或外凸侧上附着有SMA片状驱动器4。如过渡连接部3弯曲成弧线型，那么靠近曲率半径的一侧为内凹侧，相反的另一侧为外凸侧，如果将过渡连接部3看作成一个弧型槽，那么槽内为内凹侧，槽外为外凸侧。
在一些实施例中，SMA片状驱动器4可以呈长条形，可以在过渡连接部3处横向延伸设置、纵向延伸或倾斜设置。当横向延伸时，那么变形方向则是其宽度方向，如果是纵向延伸，那么变形方向则是其长度方向。如图2所示，SMA片状驱动器4在过渡连接部3处横向延伸设置；如附图3所示，SMA片状驱动器4在过渡连接部3处倾斜设置。
在一些实施例中，如附图4所示，还可以使多个SMA片状驱动器4在所述过渡连接部3处交叉设置。
在一些实施例中，进一步的，可以使过渡连接部3包括波纹板和/或蜂窝结构。采用刚度较低的柔性结构，即如波纹板、蜂窝结构，有效降低过渡区域的整体刚度，进一步增强翼梢2的倾斜效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种机翼，其特征在于，包括主体、翼梢和过渡连接部；所述过渡连接部连接在所述主体和所述翼梢之间，且能够弯曲变形以改变所述主体和所述翼梢之间夹角；所述过渡连接部表面上附着有SMA片状驱动器，以用于驱动所述过渡连接部弯曲变形。
2.根据权利要求1所述的机翼，其特征在于，所述过渡连接部上具有安装槽，所述SMA片状驱动器位于所述安装槽中。
3.根据权利要求2所述的机翼，其特征在于，所述SMA片状驱动器的附着面与所述过渡连接部之间粘连。
4.根据权利要求3所述的机翼，其特征在于，所述SMA片状驱动器为梯度预应变SMA片状驱动器。
5.根据权利要求4所述的机翼，其特征在于，所述SMA片状驱动器的外侧具有聚酰亚胺加热膜。
6.根据权利要求5所述的机翼，其特征在于，所述聚酰亚胺加热膜远离所述SMA片状驱动器的一侧设置有导热胶。
7.根据权利要求6所述的机翼，其特征在于，所述导热胶的外侧附着有铝合金蒙皮，所述铝合金蒙皮嵌入在所述过渡连接部的外表面，且外侧之间平滑过渡。
8.根据权利要求1-7任一项所述的机翼，其特征在于，所述过渡连接部的内凹侧和/或外凸侧上附着有所述SMA片状驱动器。
9.根据权利要求1-7任一项所述的机翼，其特征在于，所述SMA片状驱动器在所述过渡连接部处横向延伸设置、纵向延伸或倾斜设置。
10.根据权利要求1-7任一项所述的机翼，其特征在于，多个所述SMA片状驱动器在所述过渡连接部处交叉设置。
11.根据权利要求1-7任一项所述的机翼，其特征在于，所述过渡连接部包括波纹板和/或蜂窝结构。
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