一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构

本发明涉及属于飞行器机翼结构，尤其是涉及一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构。

背景技术：

1、当前，航空航天技术的高速发展都对飞行器提出了更高的要求，要求新一代飞行器能够在变化很大的飞行环境下和在执行多种任务时始终保持良好性能,固定外形的飞行器难以满足这个要求。近年来，具有潜力提升飞行器对工作环境的适应能力的可变形翼技术成为国际科学研究的前沿和热点。

2、可变厚度翼盒作为一种有效的变形翼技术，可以通过调整翼盒中线的最大弯度和沿翼弦的厚度分布沿着提供的翼型的几何特性，改善机翼的飞行性能从而满足不同的飞行需求。可变厚度翼盒一方面可以改善升阻力系数，从而满足飞行器高低速的性能要求；另一方面，机翼厚度直接影响到层流—湍流的过渡位置，变厚度翼盒可以将层流—湍流的过渡位置向机翼后缘移动，以扩大机翼表面的层流区域，从而获得显著的减阻效果，减少燃料的消耗。

3、可变厚度翼盒一方面需要实现厚度方向上的协调变形，另一方面需要具有满足机翼气动载荷的承载能力。目前的可变厚度机翼或翼盒难以协调好承载结构、蒙皮结构、驱动结构等关系，难以兼顾承载、变形和驱动的限制，基于记忆合金方式的可变厚度翼盒或机翼的驱动力小、承载能力差，其他机构式变厚度翼盒也都面临蒙皮和驱动机构脱节、可靠性不足，同时面临结构及连接复杂等问题。

技术实现思路

1、针对现有变厚度机翼盒通用性不足，无法同时协调好驱动、变形承载结构、蒙皮结构满足变形和承载要求，本发明创新提出一种变厚度翼盒结构，可根据飞机的承载和变形需求调整翼盒的厚度。

2、申请人在构思历程中认为，需要解决现有技术中问题，需要同时完成支撑骨架结构、驱动模块、蒙皮结构在内的变厚度结构的创新设计，并创新处理好骨架承载和变形和连接，蒙皮承载、变形和连接，驱动模块的驱动、变形和连接设计。考虑到经济性、安全性、简洁性等因素，因此设计一种新型可变厚度翼盒，满足变厚度翼盒的变形、承载、连接等要求具有重要意义。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

4、本发明提供一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，包括安装板、变形骨架、剪力架机构、直线电机、蒙皮结构，其中具体地：

5、变形骨架，所述变形骨架的两端分别连接于所述安装板的两端连接，所述变形骨架为一体成型的多晶胞单元的弹性骨架；

6、剪力架机构，设于所述安装板上，所述剪力架机构举升端与所述变形骨架连接，用于所述变形骨架的变形调控；

7、直线电机，设于所述剪力架机构中，所述直线电机用于驱动剪力架机构进行升降；

8、蒙皮结构，设于所述变形骨架上。

9、进一步地，所述安装板包括长板和设于所述长板两侧的短板，所述短板与所述长板垂直设置。

10、进一步地，所述变形骨架的两端分别连接于所述长板两侧的短板上。

11、进一步地，所述剪力架机构可拆卸式设于所述长板上。

12、进一步地，所述变形骨架包括呈线性串联且一体成型的多个六边形晶胞；

13、所述六边形晶胞为截面为六边形的弹性金属连板。

14、进一步地，相邻两个六边形晶胞之间通过圆角型冲压部连接。

15、进一步地，单个所述六边形晶胞沿其两个正交的轴平面对称；

16、所述六边形晶胞包括依次连接的第一金属板、第二金属板、第三金属板、第四金属板、第五金属板、第六金属板；

17、所述第一金属板与第六金属板同时与一侧的圆角型冲压部连接，所述第三金属板、第四金属板同时与另一侧的圆角型冲压部连接。

18、进一步地，所述第二金属板上设有安装孔；

19、所述第二金属板通过安装孔及紧固件与所述蒙皮结构连接；

20、处于中间位置的六边形晶胞上的第五金属板上设有安装孔，

21、所述第五金属板通过安装孔及紧固件与所述剪力架机构连接；

22、所述变形骨架的两端设有骨架连接座，所述骨架连接座与所述短板连接。

23、进一步地，所述剪力架机构包括滑杆、推动块、连接销、连杆、剪刀叉固定端、剪刀叉运动端；

24、所述剪刀叉固定端固结在所述安装板上；

25、多个连杆之间通过所述连接销铰接构成剪刀叉主体；

26、所述剪刀叉固定端上设有滑槽；

27、所述连杆通过所述滑杆活动限位于所述滑槽上；

28、所述推动块连接于所述滑杆上，所述推动块与直线电机的输出端连接，当直线电机的输出端水平推出时，滑杆沿着滑槽水平运动，滑杆沿着所述滑槽水平运动，且使得剪刀叉运动端向上举升。

29、进一步地，所述蒙皮结构包括金属骨架层和设于所述金属骨架层上的橡胶层；

30、所述金属骨架层与所述第二金属板连接。

31、与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：

32、一、较好的变形和承载性能，结构传力清晰，能同时满足翼盒厚度方向上的大变形和高承载要求。

33、二、普遍的适应性，该变厚度翼盒可以根据机翼的实际情况，调整相应的格子大小，以满足不同载荷和变形要求，可以满足不同工况条件下的性能要求。

34、三、较高的可靠性，该结构简单，组成过程简单，无需复杂的控制。

35、四、较高的经济性，该变厚度翼盒造价成本低。

36、五、蒙皮的设计优势，蒙皮采用橡胶层和金属骨架层结合的设计，通过分块连接设计，确保气密性同时确保了翼盒在厚度方向的变形能力和承载能力。

技术特征：

1.一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，所述安装板(1)包括长板和设于所述长板两侧的短板，所述短板与所述长板垂直设置。

3.根据权利要求2所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，所述变形骨架(2)的两端分别连接于所述长板两侧的短板上。

4.根据权利要求2所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，所述剪力架机构(3)可拆卸式设于所述长板上。

5.根据权利要求2所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，所述变形骨架(2)包括呈线性串联且一体成型的多个六边形晶胞(21)；

6.根据权利要求5所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，相邻两个六边形晶胞(21)之间通过圆角型冲压部(23)连接。

7.根据权利要求6所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，单个所述六边形晶胞(21)沿其两个正交的轴平面对称；

8.根据权利要求7所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，所述第二金属板(212)上设有安装孔(23)；

9.根据权利要求3所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，所述剪力架机构(3)包括滑杆(31)、推动块(32)、连接销(33)、连杆(34)、剪刀叉固定端(35)、剪刀叉运动端(36)；

10.根据权利要求7所述的一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，其特征在于，所述蒙皮结构(5)包括金属骨架层(51)和设于所述金属骨架层(51)上的橡胶层(52)；

技术总结本发明涉及一种具备承载和变形能力的可变厚度翼盒结构，包括安装板、变形骨架、剪力架机构、直线电机、蒙皮结构，其中变形骨架的两端分别连接于所述安装板的两端连接，变形骨架为一体成型的多晶胞单元的弹性骨架；剪力架机构设于所述安装板上，剪力架机构举升端与变形骨架连接，用于所述变形骨架的变形调控；直线电机用于驱动剪力架机构进行升降；蒙皮结构设于所述变形骨架上。与现有技术相比，本发明通过变形骨架和剪力架机构的配合，能够实现变形骨架的灵活变形调控。变形骨架采用一体成型的多晶胞单元弹性骨架，剪力架机构通过直线电机的驱动进行升降，从而控制变形骨架的变形，实现翼盒厚度的可变。技术研发人员：周翔,程归受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23