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原文传递一种用于柔性机翼的刚度补偿装置及其工作方法

专利名称：	一种用于柔性机翼的刚度补偿装置及其工作方法
摘要：	本发明公开了一种用于柔性机翼的刚度补偿装置及其工作方法，属于航空结构设计技术领域，本发明的装置通过刚度补偿装置实现刚度补偿和主动控制扭转变形，刚度补偿装置主要由两部分组成，分别是运动转换装置和预载施加装置，通过运动转换装置实现旋转运动和直线运动的相互转化，将机翼相邻翼肋之间受到的扭矩转化为推力。再利用运动转换装置将推力传递到预载施加装置后，利用预载施加装置实现对柔性机翼抗扭刚度的补偿以及主动扭转控制；本发明的装置能够避免气动弹性发散的发生，同时还可以通过该装置对机翼扭转变形进行主动控制，增强气动性能。
专利类型：	发明专利
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	周丽;支彭勃;邱涛
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T09:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010021686.8
公开号：	CN111152912A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	王慧颖
分类号：	B64C3/38;B;B64;B64C;B64C3;B64C3/38
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种用于柔性机翼的刚度补偿装置，包括机身（1），其特征在于，所述的机身（1）中设置有刚度补偿装置（2），所述的刚度补偿装置（2）包括预载施加装置（13）以及固定安装在预载施加装置（13）顶部的运动转换装置；所述的运动转换装置包括外筒（8），外筒（8）顶端设置有螺套（3），并在外筒（8）顶端开口设置止推轴承（7），通过外筒（8）、止推轴承（7）的配合限制螺套（3）的轴向位移；所述的螺套（3）的内螺纹中设置有螺杆（9）；所述的预载施加装置（13）内部中分别设置上活塞板（14）、下活塞板（15）；所述的上活塞板（14）、下活塞板（15）之间设置弹簧（19），且在上活塞板（14）、下活塞板（15）的活塞杆之间设置定位销和定位孔（18）确保上活塞板（14）以及下活塞板（15）的轴线重合；所述的下活塞板（15）与预载施加装置（13）底部形成的空间填充有油液（17）；所述的运动转换装置通过螺杆（9）与预载施加装置（13）中的上活塞板（14）连接，实现力的传递。 2.根据权利要求1所述的一种用于柔性机翼的刚度补偿装置，其特征在于，所述的刚度补偿装置（2）安装在与机身（1）与翼根连接处，刚度补偿装置的外筒（8）与根部翼肋固定连接；刚度补偿装置（2）后利用空心复材管（4）连接若干个翼肋（5）；翼根处的翼肋（5）与刚度补偿装置（2）的运动转换装置连接；空心复材管（4）一端与运动转换装置的螺套（3）相连，另一端与根部翼肋相邻翼肋相连。 3.根据权利要求1所述的一种用于柔性机翼的刚度补偿装置，其特征在于，所述的预载施加装置（13）的顶部套在运动转换装置的底部，且预载施加装置（13）通过螺钉（12）与运动转换装置的外筒（8）固定连接。 4.根据权利要求1所述的一种用于柔性机翼的刚度补偿装置，其特征在于，所述的预载施加装置（13）在填充有油液（17）的外侧设置进油嘴（16），所述的进油嘴（16）通过连接输油管（6）调整油液液压。 5.根据权利要求1所述的一种用于柔性机翼的刚度补偿装置，其特征在于，所述的螺杆（9）设置有导向板（10）以及导向槽（11）。 6.一种用于柔性机翼的刚度补偿装置的工作方法，其特征在于，所述的方法中通过预载施加装置以及运动转换装置的配合实现刚度补偿和主动控制扭转变形，具体如下：运动转换装置主实现旋转运动和直线运动的相互转化，将机翼相邻翼肋之间受到的扭矩转化为推力，扭矩通过空心复材管（4）传递到翼根的刚度补偿装置后，会首先传递到运动转换装置，作用在螺套（3）上，带动螺套（3）旋转，由于螺杆（9）被导向板（10）和导向槽（11）限制，螺杆（9）不能旋转，因此会在螺杆（9）和螺套（3）之间产生相互沿轴向的推力；螺套（3）被外筒（8）和止推轴承（7）限制了轴向位移，该推力推动螺杆（9）产生轴向位移，从而实现了旋转运动和直线运动的转化，也实现了将机翼受到的扭矩转化为推力；预载施加装置的工作方法：运动转换装置将推力传递到预载施加装置后，会先传递给上活塞板（14），上活塞板（14）传递给弹簧，压缩弹簧（19），此时的机翼单位扭转角产生的扭矩就对应着弹簧单位位移产生的推力，柔性机翼的抗扭刚度就对应着弹簧的抗压刚度；当机翼需要进行刚度补偿时，由于下活塞板（15）与油液（17）相接触，通过增加液压调节油液的量，带动下活塞板（15）压缩弹簧，并将产生的弹力通过上活塞板（14）传递给螺杆（9），然后通过运动转换装置将弹力转化为扭矩与气动力作用下在相邻翼肋之间产生的扭矩相平衡，此时弹簧单位位移产生的推力与机翼单位扭转角产生的扭矩对应起来，柔性机翼的抗扭刚度就和弹簧的抗压刚度相对应，从而实现对对柔性机翼抗扭刚度的补偿；当需要对机翼进行主动扭转控制时，通过调整油液（17）的液压，上活塞板（14）、下活塞板（15）通过定位销和定位孔（18）保证其轴线始终重合，然后逐渐靠近并最终接触，液压推动活塞板，传递到运动转换装置，由运动转换装置将直线运动转化为旋转运动，将推力转化为扭矩传递给空心复材管（4），使得相邻翼肋之间产生相对扭转，从而主动控制机翼扭转。
所属类别：	发明专利