【摘要】：隨著航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展,無論軍用還是民用領(lǐng)域,傳統(tǒng)的固定外形飛行器已經(jīng)難以滿足相關(guān)要求,科學(xué)家們希望設(shè)計(jì)一種新型飛行器,能通過改變自身的外形姿態(tài)來適應(yīng)各種復(fù)雜的飛行條件,并在完成飛行任務(wù)時(shí)保持良好的飛行性能,這便是變體飛行器。變體機(jī)翼,作為變體飛行器的主要變形方式,可以根據(jù)不同的飛行條件改變自身形狀和結(jié)構(gòu)布局,從而改善飛行器的氣動(dòng)特性和飛行性能。新型變彎度自適應(yīng)機(jī)翼,可以通過設(shè)計(jì)柔性前后緣裝置,實(shí)現(xiàn)機(jī)翼前后緣的無縫過渡,高效改變翼型彎度,從而達(dá)到提高空氣動(dòng)力特性,減小風(fēng)噪聲和燃油消耗等目的。本文對一種新型柔性變彎度自適應(yīng)機(jī)翼前后緣裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了探索和研究。首先,對柔性前后緣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了變形原理分析和變形方案設(shè)計(jì)對比,對前緣翼肋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化方案分析比較,以及相關(guān)驅(qū)動(dòng)變形方案分析設(shè)計(jì);對后緣偏轉(zhuǎn)變形的驅(qū)動(dòng)、滑動(dòng)以及相關(guān)傳動(dòng)和連接過渡等方案進(jìn)行了對比分析設(shè)計(jì)。然后,對根據(jù)變形方案確定的機(jī)翼模型進(jìn)行了相關(guān)飛行工況和指定狀態(tài)下的流場分析和氣動(dòng)載荷計(jì)算。接著,在CAITA軟件和ANSYS軟件中分別對變彎度自適應(yīng)機(jī)翼前后緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了具體的零部件設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核,以及最終的裝配設(shè)計(jì)。最后,對基于液壓控制的柔性前緣和基于電機(jī)同步控制的柔性后緣控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的控制方案設(shè)計(jì)。
【圖文】：

圖 1. 1 Ader 的仿蝙蝠翼變體飛行器 圖 1. 2“Wright FlyerⅠ”變體飛行器1914 年，美國 Edson 在研究變體扭曲機(jī)翼時(shí)，發(fā)表了一篇有關(guān)可變后掠翼概念的專利。，由美國文森特 加斯特斯 伯內(nèi)利設(shè)計(jì)的GX-3 伸縮機(jī)翼變體飛機(jī)成功首飛，并取得一系變體機(jī)翼的專利成果。1931 年，由前蘇聯(lián)研制并成功試飛的 MAK-10 伸縮式變體機(jī)翼，3 所示，可通過套筒式伸縮機(jī)構(gòu)，使機(jī)翼翼展和面積都發(fā)生相應(yīng)的改變，從而提高飛行速度。1932 年，前蘇聯(lián) Shevchcnko 等人研制的“IS-1”亞音速戰(zhàn)斗機(jī)，如圖 1.4 所示，采翼變體技術(shù)，使其在巡航時(shí)可以將雙翼進(jìn)行折疊，變成單翼，從而滿足不同飛行狀態(tài)要少飛行阻力，并提高飛行效率。圖 1. 3 套筒式伸縮機(jī)翼 MAK-10 圖 1. 4 折疊翼戰(zhàn)斗機(jī)IS-1

圖 1. 1 Ader 的仿蝙蝠翼變體飛行器 圖 1. 2“Wright FlyerⅠ”變體飛行器1914 年，美國 Edson 在研究變體扭曲機(jī)翼時(shí)，發(fā)表了一篇有關(guān)可變后掠翼概念的專利。，由美國文森特 加斯特斯 伯內(nèi)利設(shè)計(jì)的GX-3 伸縮機(jī)翼變體飛機(jī)成功首飛，并取得一系變體機(jī)翼的專利成果。1931 年，由前蘇聯(lián)研制并成功試飛的 MAK-10 伸縮式變體機(jī)翼，3 所示，可通過套筒式伸縮機(jī)構(gòu)，使機(jī)翼翼展和面積都發(fā)生相應(yīng)的改變，從而提高飛行速度。1932 年，前蘇聯(lián) Shevchcnko 等人研制的“IS-1”亞音速戰(zhàn)斗機(jī)，，如圖 1.4 所示，采翼變體技術(shù)，使其在巡航時(shí)可以將雙翼進(jìn)行折疊，變成單翼，從而滿足不同飛行狀態(tài)要少飛行阻力，并提高飛行效率。圖 1. 3 套筒式伸縮機(jī)翼 MAK-10 圖 1. 4 折疊翼戰(zhàn)斗機(jī)IS-1
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V224

【參考文獻(xiàn)】

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3 顧娜;基于步進(jìn)電機(jī)的自適應(yīng)機(jī)翼驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2009年

本文編號：2697083