新型零泊松比蜂窝结构力学性能及其变弯度机翼应用研究

发布时间：2021-11-18 10:08

　　传统飞行器在设计过程中只能针对某一个或几个设计点进行最优设计,而飞行过程中随着外界环境和飞行任务的变化,飞行器的飞行参数一直处于变化之中,也就意味着传统飞行器不能在飞行过程中始终保持气动性能的最优状态。变体飞行器可以随着飞行环境和飞行任务的改变来调整自身的气动布局,从而实现在整个飞行过程中始终保持气动性能的最优状态。质轻、布局合理、结构紧凑的可变形机翼是实现变体飞行器技术的物质基础,在满足气动承载要求的条件下还需要满足一定的变形要求,气动承载要求约束机翼必须具有足够的刚度,而变形要求则需要机翼具备一定的柔度,从而导致可变形机翼不仅一直是变体飞行器研究的关键内容,而且是变体飞行器技术发展最重要的制约因素。蜂窝结构具备较高的面外刚度、较轻的质量以及优秀的力学性能可设计性,被众多研究者看作是机翼变形结构问题最有效的解决方案之一。随着变体飞行器技术的发展,研究者开发出了不同的机翼变形方式,其中变弯度机翼是研究最多的一种变体形式,因为弯度是机翼产生升力的主要因素,改变机翼的弯度能够对机翼的气动特性产生较大的改变。飞行器起飞和降落过程中需要调整升力来保证飞行器的功能实现,传统飞行器通过改变副翼的偏... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

鸟类飞行过程中翅膀的形状变化:(a)起飞；(b)巡航；(c)攻击；(d)降落[3]

第 1 章 绪论程获得最优的气动性能，提升飞行性能，改善操纵特性，，扩展飞行包线，加大航程等。目前，变体飞行器的变体趋势，本章节采用文献[13]中的划分方法，将变体飞行器的变形和充气变形两大类，如图 1-2 所示。其中，结构变形划分为面内变形和面外变形，面内变形包含变后掠角机翼变形则包含扭转机翼、折叠机翼、变弯度机翼、翼尖小翼不同方式的结构变形形式进行变体飞行器发展进程和研究

图 1-3 新一代航空公司 MFX-1 飞行试验模型[14, 17]Fig. 1-3 MFX-1 test model from NextGen Aeronautics[14, 17].Lind 等开发了一种利用多点后掠形成机翼整体后掠角变形的概念[20]。在实际的试验中，采用两点驱动，并将这两点分别当作机翼的肩关节和肘关节，结果造成机翼拥有四个变形自由度。驱动系统由布置在前缘的碳纤维梁和线性伺服器组成。不同状态下的试验测试模型如图 1-4 所示。研究者建立了翼展为 0.8m的数值模拟模型以测试 25m/s 条件下的协调转弯性能。当后掠角为 13°或者前掠角为 22°时最大转弯半径为 230.54m，但是当前掠角或者后掠角均设置为 30°时其最小转弯半径为 99.79m，这也就表明了机翼前掠或者后掠对于飞行器飞行性能的影响。另外，数值结果还表明这种概念的飞行器可以实现侧滑角高达 44°的调整，这对于飞行器抵抗侧风的能力是有益的。

【参考文献】：
期刊论文
[1]智能变形飞行器的发展道路[J]. 崔尔杰,白鹏,杨基明.  航空制造技术. 2007(08)



本文编号：3502707