变翼展机翼及具有其的无人飞行器的制作方法

本发明涉及变体无人飞行器结构，尤其涉及一种变翼展机翼及具有其的无人飞行器。

背景技术：

1、无人飞行器作为实现无人化及智能化的重要军事装备，具有高效性、任务灵活性、信息获取、有效降低人员伤亡及低成本等特点，成为未来战场中不可或缺的一只力量。当前，全球各国已研制出了多种规格、多种型号、多种用途的无人飞行器，用于侦察、诱饵、电子对抗、攻击、运输等。随着民用、军事领域环境的提升和飞行器智能化的发展，传统固定外形无人飞行器逐渐无法满足应用需求，能够改变外形，以适应不同的飞行环境，获取最佳气动性能的变体无人飞行器已成为未来新概念飞行器的重要特征和发展方向之一。

2、机翼是飞行器中最关键的部件，提供了飞行所需的大部分升力和操纵力，其性能直接影响飞行器飞行性能的好坏，因此，对变体飞行器的研究实际上大部分集中在可变形机翼的研究。变展长机翼是变体飞行器变形的方式之一。小展长机翼的飞行器所受阻力更小、速度更快、机动性更高，但空气动力学效率较差。而大展长机翼升阻比可得到改善，续航和起降性能较好，但空气动力学效果较差。通过变翼展机翼设计，实现飞行器展长变化，以适应不同的飞行环境。另外，非对称伸缩还可用于滚转控制。变展长机翼伸缩翼外翼段通常收纳于固定翼内翼段内，外翼段伸出后，在翼段连接处会出现“台阶”，造成翼面不连续，降低整个机翼的气动性能。

技术实现思路

1、本发明提供了一种变翼展机翼及具有其的无人飞行器，能够解决现有技术中变翼展飞行器变形过程中机翼表面气动外形不连续的技术问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种变翼展机翼，变翼展机翼包括：内翼组件，内翼组件包括内翼蒙皮、第一内翼梁和第二内翼梁，第一内翼梁和第二内翼梁设置在内翼蒙皮上，第一内翼梁和第二内翼梁平行设置，第一内翼梁具有第一内翼梁槽，第一内翼梁槽沿第一内翼梁的长度方向设置，第二内翼梁具有第二内翼梁槽，第二内翼梁槽沿第二内翼梁的长度方向设置；外翼组件，外翼组件包括外翼蒙皮、第一外翼梁和第二外翼梁，外翼蒙皮包括第一外层蒙皮、形状记忆合金片和第二外层蒙皮，形状记忆合金片设置在第一外层蒙皮和第二外层蒙皮之间，形状记忆合金片由形状记忆合金制成，第一外层蒙皮采用弹性材料制成，第一外翼梁和第二外翼梁设置在外翼蒙皮上，第一外翼梁可移动地设置在第一内翼梁槽内，第二外翼梁可移动地设置在第二内翼梁槽内；驱动组件，驱动组件设置在内翼蒙皮上，驱动组件用于驱动第一外翼梁沿第一内翼梁槽移动以及驱动第二外翼梁沿第二内翼梁槽移动；加热单元，加热单元设置在内翼蒙皮上，加热单元用于在变翼展机翼展开状态下对形状记忆合金片进行加热。

3、进一步地，驱动组件包括第一驱动单元、第二驱动单元、第一伸缩杆和第二伸缩杆，第一驱动单元与第一伸缩杆驱动连接，第二驱动单元与第二伸缩杆驱动连接，第一驱动单元设置在第一内翼梁上，第二驱动单元设置在第二内翼梁上，第一外翼梁与第一伸缩杆连接，第二外翼梁与第二伸缩杆连接。

4、进一步地，第一驱动单元和第二驱动单元均包括电动驱动单元或液压驱动单元。

5、进一步地，第一外层蒙皮的材质包括硅胶复合材料或丁腈橡胶复合材料，第二外层蒙皮的材质包括碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。

6、进一步地，内翼组件还包括第一内翼肋组件、第二内翼肋组件和第三内翼肋组件，第一内翼肋组件、第二内翼肋组件和第三内翼肋组件沿内翼蒙皮的长度方向依次间隔设置在内翼蒙皮上。

7、进一步地，第一内翼肋组件包括内翼前缘加强肋、内翼中段加强肋和第一内翼后缘肋，内翼中段加强肋设置在第一内翼梁和第二内翼梁之间；第二内翼肋组件包括第一内翼前缘普通肋、第一内翼中段普通肋和第二内翼后缘肋，第一内翼中段普通肋设置在第一内翼梁和第二内翼梁之间；第三内翼肋组件包括第二内翼前缘普通肋、第二内翼中段普通肋和第三内翼后缘肋，第二内翼中段普通肋设置在第一内翼梁和第二内翼梁之间；第一内翼前缘普通肋、第一内翼中段普通肋、第二内翼前缘普通肋和第二内翼中段普通肋上均设置有减重孔。

8、进一步地，外翼组件还包括第一外翼肋组件和第二外翼肋组件，第一外翼肋组件和第二外翼肋组件沿外翼蒙皮的长度方向依次间隔设置在外翼蒙皮上。

9、进一步地，第一外翼肋组件包括外翼前缘普通肋、外翼中段普通肋和第一外翼后缘肋，外翼中段普通肋设置在第一外翼梁和第二外翼梁之间；第二外翼肋组件包括外翼前缘加强肋、外翼中段加强肋和第二外翼后缘肋，外翼中段加强肋设置在第一外翼梁和第二外翼梁之间；外翼前缘普通肋和外翼中段普通肋上均设置有减重孔。

10、根据本发明的又一方面，提供了一种无人飞行器，无人飞行器包括如上所述的变翼展机翼。

11、应用本发明的技术方案，提供了一种变翼展机翼，该变翼展机翼通过设置固定段内翼组件、伸缩段外翼组件和驱动组件，驱动组件驱动外翼组件相对于内翼组件折叠或展开，通过将外翼蒙皮配置为包括外翼蒙皮21、第一外翼梁22和第二外翼梁23，外翼蒙皮21包括第一外层蒙皮211、形状记忆合金片212和第二外层蒙皮213，形状记忆合金片212设置在第一外层蒙皮211和第二外层蒙皮213之间，形状记忆合金片212由形状记忆合金制成，当外翼组件相对于内翼组件处于展开状态时，加热单元加热形状记忆合金片，形状记忆合金片加热后由弯曲状态扁尾平直状态，增大了外翼蒙皮厚度，使其与内翼蒙皮保持连续、光滑，提高机翼的气动性能；通过机翼变展长可以提高无人飞行器对不同飞行状态的适应能力。本发明所提供的变翼展机翼与现有技术相比，结构简单、可靠，工程上易于实现，使用形状记忆合金驱动蒙皮厚度变化，翼面连接处连续、光滑，提高了机翼的气动性能，具备体积小、重量轻、响应快等优良特性，能够有效解决现有技术中变展长机翼在翼段连接处会出现“台阶”，造成翼面不连续，降低整个机翼的气动性能的技术问题。

技术特征：

1.一种变翼展机翼，其特征在于，所述变翼展机翼包括：

2.根据权利要求1所述的变翼展机翼，其特征在于，所述驱动组件(30)包括第一驱动单元(31)、第二驱动单元(32)、第一伸缩杆(33)和第二伸缩杆(34)，所述第一驱动单元(31)与所述第一伸缩杆(33)驱动连接，所述第二驱动单元(32)与所述第二伸缩杆(34)驱动连接，所述第一驱动单元(31)设置在所述第一内翼梁(12)上，所述第二驱动单元(32)设置在所述第二内翼梁(13)上，所述第一外翼梁(22)与所述第一伸缩杆(33)连接，所述第二外翼梁(23)与所述第二伸缩杆(34)连接。

3.根据权利要求2所述的变翼展机翼，其特征在于，所述第一驱动单元(31)和所述第二驱动单元(32)均包括电动驱动单元或液压驱动单元。

4.根据权利要求1所述的变翼展机翼，其特征在于，所述第一外层蒙皮(211)的材质包括硅胶复合材料或丁腈橡胶复合材料，所述第二外层蒙皮(213)的材质包括碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的变翼展机翼，其特征在于，所述内翼组件(10)还包括第一内翼肋组件(14)、第二内翼肋组件(15)和第三内翼肋组件(16)，所述第一内翼肋组件(14)、所述第二内翼肋组件(15)和所述第三内翼肋组件(16)沿所述内翼蒙皮(11)的长度方向依次间隔设置在所述内翼蒙皮(11)上。

6.根据权利要求5所述的变翼展机翼，其特征在于，所述第一内翼肋组件(14)包括内翼前缘加强肋(141)、内翼中段加强肋(142)和第一内翼后缘肋(143)，所述内翼中段加强肋(142)设置在所述第一内翼梁(12)和所述第二内翼梁(13)之间；所述第二内翼肋组件(15)包括第一内翼前缘普通肋(151)、第一内翼中段普通肋(152)和第二内翼后缘肋(153)，所述第一内翼中段普通肋(152)设置在所述第一内翼梁(12)和所述第二内翼梁(13)之间；所述第三内翼肋组件(16)包括第二内翼前缘普通肋(161)、第二内翼中段普通肋(162)和第三内翼后缘肋(163)，所述第二内翼中段普通肋(162)设置在所述第一内翼梁(12)和所述第二内翼梁(13)之间；所述第一内翼前缘普通肋(151)、所述第一内翼中段普通肋(152)、所述第二内翼前缘普通肋(161)和所述第二内翼中段普通肋(162)上均设置有减重孔。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的变翼展机翼，其特征在于，所述外翼组件(20)还包括第一外翼肋组件(24)和第二外翼肋组件(25)，所述第一外翼肋组件(24)和所述第二外翼肋组件(25)沿所述外翼蒙皮(21)的长度方向依次间隔设置在所述外翼蒙皮(21)上。

8.根据权利要求7所述的变翼展机翼，其特征在于，所述第一外翼肋组件(24)包括外翼前缘普通肋(241)、外翼中段普通肋(242)和第一外翼后缘肋(243)，所述外翼中段普通肋(242)设置在所述第一外翼梁(22)和所述第二外翼梁(23)之间；所述第二外翼肋组件(25)包括外翼前缘加强肋(251)、外翼中段加强肋(252)和第二外翼后缘肋(253)，所述外翼中段加强肋(252)设置在所述第一外翼梁(22)和所述第二外翼梁(23)之间；所述外翼前缘普通肋(241)和所述外翼中段普通肋(242)上均设置有减重孔。

9.一种无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器包括如权利要求1至8中任一项所述的变翼展机翼。

技术总结本发明提供了一种变翼展机翼及具有其的无人飞行器，包括：内翼组件、外翼组件、驱动组件和加热单元，内翼组件包括内翼蒙皮、第一和第二内翼梁，外翼组件包括外翼蒙皮、第一和第二外翼梁，外翼蒙皮包括第一外层蒙皮、形状记忆合金片和第二外层蒙皮，形状记忆合金片由形状记忆合金制成，第一外翼梁可移动地设置在第一内翼梁槽内，第二外翼梁可移动地设置在第二内翼梁槽内，驱动组件用于驱动第一外翼梁沿第一内翼梁槽移动以及驱动第二外翼梁沿第二内翼梁槽移动，加热单元用于在变翼展机翼展开状态下对形状记忆合金片进行加热。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中变翼展飞行器变形过程中机翼表面气动外形不连续的技术问题。技术研发人员：王菲菲,黄承静,汪子义,李尚,李根受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）技术研发日：技术公布日：2024/6/2