一种可变气动外形机翼及具有其的飞行器的制作方法

本技术：
属于飞机结构设计技术领域，特别涉及一种一种可变气动外形机翼及具有其的飞行器。

背景技术：

飞行器气动外形设计一直是飞行器设计的难点，为了实现飞行器机翼的气动外形可变，通过将机翼蒙皮材料选用弹性较好的复合材料，在配合设置于机翼内部的作动筒等设备对复合材料蒙皮进行施压，可实现机翼气动外形的可变。

然而上述设计方案中，在一方面，选用的复合材料造价昂贵，且复合材料不如金属材料耐用，在出现断丝、褶皱等情况下，复合材料蒙皮通常需整块更换，更提高了造价成本；在另一方面，由于增加了作动筒等设备，使飞机整体重量增加较多，且作动筒设置在机翼内部，进一步提高了机翼与机身连接接头的承载要求。

技术实现要素：

本申请的目的是提供了一种可变气动外形机翼及具有其的飞行器，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

在一方面，本申请提供的技术方案是：一种可变气动外形机翼，其包括：

至少部分构成机翼型面的第一金属材料；

至少部分构成机翼型面的第二金属材料，其中，所述第二金属材料在激励信号下能够实现形状的改变；以及

连接于所述第二金属材料的控制装置，所述控制装置发送控制所述第二金属材料进行形状改变或复原的激励信号，通过所述第二金属材料的形状改变，实现机翼的气动外形的变化。

在本申请一实施方式中，所述第二金属材料为感知温度的形状记忆合金。

在本申请一实施方式中，所述第一金属与第二金属焊接或相溶处理。

在本申请一实施方式中，所述机翼还包括用于支撑所述第一金属材料的前梁和后梁，所述前梁和后梁与所述第一金属材料固定连接。

在本申请一实施方式中，所述第二金属材料设置于所述前梁和后梁之间，且沿着机翼翼展方向延伸。

在本申请一实施方式中，所述控制装置设置在所述机翼外，以降低所述机翼所需承载的载荷。

在另一方面，本申请提供的技术方案是：一种飞行器，所述飞行器包括如上任一所述的可变气动外形机翼。

本申请提供的可变气动外形机翼及具有其的飞行器相比于现有技术来说，可以大幅降低机翼或飞行器的重量，降低可变气动外形机翼的设计难度，且对于机翼气动外形控制更加简便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请的可变气动外形机翼示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

如图1所示，本申请首先提供了一种可变气动外形机翼，其主要包括由第一金属材料构成的气动外形蒙皮1，由第二金属材料构成的可变气动外形蒙皮3，以及通过线缆4连接到可变气动外形蒙皮3的控制装置5。其中，第二金属材料制成的可变气动外形蒙皮3在激励信号下能够实现形状的改变，而控制装置5可通过线缆4对其进行形状的控制。

例如，在本申请一实施例中，气动外形蒙皮1可由常规的铝合金材料制成，其占据的面积可大可小，但为了机翼结构的安全性，通常气动外形蒙皮1占据较大面积，这样既轻便、性能又好。而可变气动外形蒙皮3则可以由例如形状记忆合金类的材料制成，其可占据较小的面积，此类材料在信号的激励下能够可以实现形状的可控变形。

例如，形状记忆合金可以温度形状记忆合金，通过在合金表面粘接发热片，且发热片通过线缆4连接到控制装置5，通过控制装置5控制发热片进行发热，即可实现形状记忆合金的温敏动作。

形状记忆合金通常在温度升高时进行伸长，因此在激励信号的控制下，可变气动外形蒙皮3部位可形成大致凸出且可改变气动能力的变形区域11。

需要说明的是，附图1中所示变形区域11仅为示例性说明，实际使用过程中，变形区域11并不一定会产生如此明显的凸起。

在本申请中，为了实现气动外形平面的平滑及结构强度的需要，可将第一金属与第二金属进行相溶处理以生成平滑的过度面，或者在另一实施例中，第一金属与第二金属可通过焊接方式进行连接，但在焊接后对焊缝部分进行打磨以获得平滑的过度面。

另外在本申请中，由于机翼可变气动外形机翼还包括用于支撑第一金属材料的前梁和后梁，前梁和后梁与第一金属材料固定连接。

进一步的，第二金属材料设置于前梁21和后梁22之间，且沿着机翼翼展方向延伸，形成沿翼展方向大致贯穿整个机翼的气动外形可变区域，使机翼在整个翼面上均实现气动外形的变化。

在本申请一优选实施方案中，控制装置5可设置在机翼结构以外，此时机翼结构内并无带来额外重量增益的设备或装置，由此可以降低机翼所需承载的载荷，降低机翼与机身接头设计难度。

最后，本申请还提供了一种飞行器，所述飞行器包括如上任一所述的可变气动外形机翼。

本申请提供的可变气动外形机翼及具有其的飞行器相比于现有技术来说，可以大幅降低机翼或飞行器的重量，降低可变气动外形机翼的设计难度，且对于机翼气动外形控制更加简便。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种可变气动外形机翼，其特征在于，所述机翼包括：

至少部分构成机翼型面的第一金属材料；

至少部分构成机翼型面的第二金属材料，其中，所述第二金属材料在激励信号下能够实现形状的改变；以及

连接于所述第二金属材料的控制装置，所述控制装置发送控制所述第二金属材料进行形状改变或复原的激励信号，通过所述第二金属材料的形状改变，实现机翼的气动外形的变化。

2.如权利要求1所述的可变气动外形机翼，其特征在于，所述第二金属材料为感知温度的形状记忆合金。

3.如权利要求1或2所述的可变气动外形机翼，其特征在于，所述第一金属材料与第二金属材料焊接或相溶处理。

4.如权利要求1所述的可变气动外形机翼，其特征在于，所述机翼还包括用于支撑所述第一金属材料的前梁和后梁，所述前梁和后梁与所述第一金属材料固定连接。

5.如权利要求4所述的可变气动外形机翼，其特征在于，所述第二金属材料设置于所述前梁和后梁之间，且沿着机翼翼展方向延伸。

6.如权利要求1所述的可变气动外形机翼，其特征在于，所述控制装置设置在所述机翼外，以降低所述机翼所需承载的载荷。

7.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括如权利要求1至6任一所述的可变气动外形机翼。

技术总结
本申请涉及一种可变气动外形机翼，属于飞机气动外形设计技术领域，所述可变气动外形机翼包括：至少部分构成机翼型面的第一金属材料；至少部分构成机翼型面的第二金属材料，其中，所述第二金属材料在激励信号下能够实现形状的改变；以及连接于所述第二金属材料的控制装置，所述控制装置发送控制所述第二金属材料进行形状改变或复原的激励信号，通过所述第二金属材料的形状改变，实现机翼的气动外形的变化。本申请提供的可变气动外形机翼及具有其的飞行器相比于现有技术来说，可以大幅降低机翼或飞行器的重量，降低可变气动外形机翼的设计难度，且对于机翼气动外形控制更加简便。

技术研发人员：王宝新
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：2020.01.20
技术公布日：2020.12.01