柔性后缘非线性力学建模与驱动机制

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变体飞行器通过改变机翼的几何参数,确保飞机在整个航程中一直保持最佳的气动特性,同时扩大了飞机的飞行包线,使得飞行器可以执行多种飞行任务。柔性后缘取消了机械铰链,使翼面在柔性变形过程中始终光滑、连续和无缝,避免了翼面在机翼变形过程中斜率的突变,优化了气动性能;同时,无缝、柔性变形的翼面可以有效减少雷达回波,这可以增加飞机的隐身性能;对民用客机而言,柔性自适应机翼优化了整个飞行过程中的的气动特性,减小了燃油消耗,提高了客机的经济效益。因此,无论从军用还是民用角度,柔性自适应机翼技术都具有良好的应用前景和深远的研究意义。
　　在柔性自适应技术中,能够实现柔性变形的后缘结构一直是科研人员研究的重点。后缘结构中驱动器的选择和驱动力的作用方式是该领域的难点,传统的驱动方式均有很难有效地解决这一问题。本文提出一种基于索网的力传动方式,对其进行建模分析。研究表明,索网传动具有很高的力放大系数和高的驱动效率。同时对索网传动机构进行结构优化,修正索网结构的初始参数,以进一步提高索网结构的驱动效率。
　　进行索网结构驱动的柔性后缘变形试验,与变形理论相结合。试验结果表明,索网机构具有优于单索的传动效率,试验结果与理论模拟值较为吻合。通过变形试验验证了索网传动变形理论,对索网结构提出试验角度优化,如减少限高装置。
　　柔性后缘结构是实现变体飞行器柔性变体的核心部位。柔性后缘由高性能驱动器、大变形蒙皮材料、可柔性变形的基板、内部支撑结构及传动结构等构成,是一个高度集成的复杂结构。本文选用气动肌肉作为柔性后缘高性能驱动器是极好的选择,其可以产生大的驱动力且反应较为灵敏、易控制;创造性的适用索网结构作用驱动力传动机构,有效地提高了驱动效率;探索出一种新型的复合材料蒙皮,它有橡胶板和氨纶纤维粘接而成,继承了两者很多的优点。

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作者
田东奎;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科工程力学
授予学位硕士
导师姓名尹维龙;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类飞行力学;
关键词
变体飞行器; 索网传动; 柔性后缘结构; 非线性力学建模; 驱动机制;

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