傳統(tǒng)的飛行器已經(jīng)不能夠滿足人們對靈活性、經(jīng)濟(jì)性和多功能性日益增長的需求,變體飛行器成為了研究熱點。這類飛行器可以通過改變自身外形,調(diào)整氣動載荷分布及大小,以適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境,特別是機(jī)翼的變形已成為研究的重點之一。本文提出了一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動的變形翼,可實現(xiàn)后緣彎度和弦長的快速調(diào)節(jié)。對變形翼運動學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、氣動力進(jìn)行了分析,通過流固耦合仿真研究了不同飛行條件對變形翼變形過程動力學(xué)特性的影響,并研制了變形翼原理樣機(jī),驗證了變形方法的可行性。闡述了變形翼變形原理,對變形翼內(nèi)部并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運動特性進(jìn)行了分析,建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運動學(xué)模型;分析了變形翼飛行過程中的受力,將前緣和后緣簡化為桿件,基于力法建立了超靜定結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型�；诒∫砝碚摵涂ㄩT——錢公式建立了機(jī)翼變形過程的升力模型,分析了攻角和飛行速度對機(jī)翼升力的影響,對后緣轉(zhuǎn)動過程中機(jī)翼初始攻角、后緣長度和飛行速度對升力系數(shù)的影響進(jìn)行了分析�；谟邢拊碚摵陀邢摅w積法搭建了機(jī)翼變形過程的流固耦合模型。仿真分析了飛行速度對機(jī)翼動力學(xué)特性的影響。對亞音速飛行和超音速飛行中的變形翼氣動力和桿件受力進(jìn)行了對比,指出了兩者的異同。此外對起降、超低空突防... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

折疊翼無人機(jī)[11]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-成偵察、巡航、進(jìn)攻等飛行任務(wù)。折疊部位通過鉸鏈連接，外面由形狀記憶聚合物（SMP）材料制成的柔性蒙皮覆蓋。由壓電驅(qū)動器驅(qū)動變形，可實現(xiàn)最大130o的折疊，該飛行器在0.9馬赫的風(fēng)洞中實驗中表現(xiàn)良好，但是在飛行試驗中由于控制軟件的故障墜毀。圖1-1折疊翼無人機(jī)[11]如圖1-2所示，洛克希德馬丁公司之后研制了另一款折疊翼無人機(jī)[12]。通過在機(jī)翼中植入能夠?qū)﹄娒}沖響應(yīng)的記憶膜，控制電脈沖信號實現(xiàn)變形。該飛行器機(jī)翼完全翻折時能夠以0.8Ma突防，機(jī)翼充分舒展時能夠維持0.4Ma的低速巡航。圖1-2多用途無人機(jī)[12]（2）變展長機(jī)翼飛行器機(jī)翼展長的改變可以有效的調(diào)節(jié)飛行器的氣動特性。增大機(jī)翼展長會犧牲掉飛行器的高機(jī)動性和高飛行速度，但可以提高升阻比，提高航程，減小燃油消耗，十分有利于遠(yuǎn)程巡航。當(dāng)需要高速突防時，減小機(jī)翼展長，提高速度和靈活性，相應(yīng)的升阻比會減校1931年，前蘇聯(lián)科學(xué)家Makhonine最早設(shè)計出了此類變體飛行器MAK-10[13]。借助機(jī)翼內(nèi)部的伸縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動變形，

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-該飛行器翼展能從13m伸長到21m，這種方式為后續(xù)變展長機(jī)翼的研究提供了合理的參考。如圖1-3所示為美國CSA公司(CSAEngineering,Inc.)設(shè)計的一種變展長機(jī)翼結(jié)構(gòu)[14]，由菱形單元構(gòu)成機(jī)翼骨架的基本結(jié)構(gòu)，借助磁滯伸縮液壓泵驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單只有一個方向的自由度。實驗結(jié)果顯示，機(jī)翼在6.9MPa的表面壓強下，液壓泵須具備至少0.18kW的功率，可使機(jī)翼在半分鐘內(nèi)伸長0.92m，展弦比變?yōu)樵瓉淼膬杀�。圖1-3變展長機(jī)翼[14]2003年，弗吉尼亞理工大學(xué)的Arrison等人[15]研制了一架名為BetaMax的變展長飛機(jī)模型。其變展長動作由齒輪和齒條機(jī)構(gòu)完成，展長可增加為原來的1.36倍，通過與常規(guī)飛機(jī)DeltaVortex的比較飛行實驗（圖1-4）發(fā)現(xiàn)，BetaMax可通過翼展的伸縮變化改變其機(jī)動性和飛行的穩(wěn)定性，比DeltaVortex擁有更好的適應(yīng)多種飛行環(huán)境的能力。圖1-4BetaMax（左）和DeltaVortex（右）[15]如圖1-5所示，2004年，美國弗吉尼亞理工大學(xué)的Neal等[16]設(shè)計了一款變體飛行器，可以改變展長、尾部長度和后掠角，還可以扭轉(zhuǎn)機(jī)翼。單個機(jī)翼可在17~24.5英寸范圍內(nèi)改變長度，后掠角在0o~40o范圍內(nèi)可調(diào)，機(jī)翼扭轉(zhuǎn)角控制在±20o之間。其中，展長調(diào)整、尾部長度變化和機(jī)翼扭轉(zhuǎn)均由氣動裝置實現(xiàn)，變后掠角則由電動裝置驅(qū)動。當(dāng)機(jī)翼變化后掠和跨度時，可通過伸縮尾部


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