摘要：零泊松比(Zero Poisson’s ratio,ZPR)胞状结构等智能结构因其重量轻、有效模量低的突出特点,在变形翼等领域的应用逐渐兴起。本文研究了ZPR胞状结构的面内和面外力学性能,提出了计算ZPR胞状结构的面内拉伸模量、面内剪切模量和面外弯曲模量的理论方法,分析了蜂窝结构几何构型对其面内、面外力学性能的影响。在有限元模拟的基础上,系统地研究了面内拉伸、剪切模量和面外弯曲模量。实验验证了理论分析和有限元分析的可行性和有效性。结果同时表明,通过设计胞体几何参数可以控制ZPR胞状结构的面内和面外力学。

摘要：变体飞机能够改变自身外形适应不同的飞行状态,提高飞行性能,其设计涉及气动、材料、结构等多个学科。本文采用零泊松比蜂窝结构的材料作为柔性蒙皮,设计了一种具备机翼参考面积不因弯度改变而缩减的特点的机翼后缘无缝偏转机构,研究了变体机翼后缘机构多学科设计与优化方法。优化结果表明,优化后的机翼巡航和起降状态都具备良好的气动性能,不但柔性蒙皮可产生大尺度拉伸变形,而且后缘结构均能满足刚度、强度等性能指标,同时机翼结构质量相比初始设计减轻了18%。文中研究的变体机翼多学科优化设计方法,能够快速有效地完成变体机翼无缝偏转后缘优化设计。

摘要：变体飞机能够改变自身外形适应不同的飞行状态,为了提升某高超声速飞行器的气动性,研究机翼变后掠方案和延伸机翼后缘变形方案对该飞行器气动性的影响。获得不同变形机翼的高超声速飞行器三维模型,基于k-ε湍流模型,对高超声速飞行器三种外形情况分别进行外部绕流流场的数值模拟,分析其在不同攻角下、不同机翼变形方案下的气动特性。结果表明:变后掠机翼方案在该高超声速飞行器设计工况下无法实现提高整机升阻比的目标,而直接延伸机翼的变形设计可以在设计工况下提高高超声速飞行器的气动特性。

摘要：为满足变体机翼柔性蒙皮在沿波纹方向有较大变形量的要求,对半圆形波纹蒙皮基体的形状进行优化,得到一种纵向变形能力与横向承载能力均优于半圆形的波纹形状。建立该基体与半圆形基体拉伸与三点弯曲的有限元模型,结果表明,优化后蒙皮基体的拉伸伸长量提高25%,承载变形量减少44.1%。对试验件进行拉伸与三点弯曲试验,其结果与仿真吻合较好。优化后的蒙皮基体的纵向变形能力与横向承载能力都得到显著增强。

摘要：针对一种形状记忆合金(SMA)驱动的变体机翼结构,设计了基于32位定点数字信号处理器(DSP)芯片TMS320F2812的测控系统。提出了一种测量与控制机翼偏转角度的方法,通过硬件设计和软件设计,结合DSP开发调试环境,进行了机翼结构单关节偏转角度控制实验,实验结果表明:控制效果较好,基本能达到控制要求,并为以后机翼的整体结构精确控制提供了可靠的依据。

摘要：跨介质航行器是一种能够适应水空两种不同介质环境,并且可以自主跨越介质交界面的可持续工作的新型航行器。由于水空两种介质在物理性质上的显著差异,设计变体机翼和跨域推进系统是保证跨介质航行器能够平稳运行的关键点。文中采取变体结构设计方案,提出了一种基于Sarrus机构的跨介质航行器变体机翼。为了研究方案设计在水空两种介质中的可行性,利用Fluent对航行器外部结构进行了流体力学数值仿真,然后根据仿真得到的气动与水动系数,验证了方案设计的可行性,为进一步的研究提供理论支持。

摘要：对基于形状记忆合金(SMA)驱动器的变体机翼后缘结构进行了设计分析与精确控制研究。经过详细准确的计算分析,确定了SMA的规格和布局方案,然后在CATIA软件中建立实体模型并通过数控加工得到变体机翼后缘模型;设计了基于数字信号处理(DSP)的测控系统,采用分段控制和PID控制相结合的控制策略,分别对变体机翼后缘第三旋转关节结构和整体结构的偏转进行了精确控制实验,结果表明偏转角度最大误差小于4%,响应时间小于6.7 s,初步实现了变体后缘偏转的精确控制。

摘要：在飞行中有目的地改变机翼后掠和翼展,可以有效地增加机翼的效率,从而适应巡航和高速飞行时的需要。笔者采用连杆滑块的设计思想,提出了一种可变后掠伸缩的变体机翼型结构概念,其变体形式有3种:仅伸缩变体,仅变后掠变体,变后掠并伸缩变体。推导出了在根部输入驱动下变后掠伸缩机翼几种变体的运动学规律,通过仿真验证了变后掠伸缩机翼结构受控运动规律的正确性。通过计算分析,确定了该自适应变体机翼结构的强度薄弱环节。

摘要：针对变体飞行器在低雷诺数下机动性能力不足并且稳定性差的问题,设计提出一种新型变体机翼构型。首先深入研究海鸥的骨骼结构与飞行中的气动外形配置,利用空气动力学对海鸥气动力参数进行估算,计算所得气动参数基本满足海鸥实际飞行要求。进而抽象简化海鸥翅膀骨骼羽毛结构,并改变关节角度适合变体机翼的四自由度机构,采用气动布局分析与设计软件对机构进行仿真,优化结果能实现海鸥飞行的各种姿态外形例如起飞\降落、巡航、俯冲的同时又有较高升阻比。表明大尺度的变体可以显著改变飞行器的升力、阻力和升阻比,能够使可变体飞行器自主适应多种环境和任务,因而在全飞行周期中比传统固定外形飞行器具有更优的性能。

摘要：形状记忆合金(SMA)驱动元件作为变体机翼产生变形的动力源,是变体机翼应用研究中的关键。综述了不同类型SMA驱动的变体机翼的设计原理及实现方式,对其中的SMA驱动机构性能特点进行了讨论和详细分析,最后对今后研究中需关注的要点提出了见解,以期促进SMA驱动的变体机翼的发展。