变形材料在飞机上的应用研究.doc

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1、常规操纵血在运动时，会导致机翼边界不连续，造成气流分离升力下降。若采用平滑连续无缝的翼面，可以避免这种问题。变形飞机所需的材料：采用压电体和形状记忆合金来设计带有无缝操纵装置的全自适应机翼。国外研究的平面智能机翼，是采用装有嵌入式形状记忆合金来致动无缝麻缘襟副翼，以及使用嵌入式扭力管用于产生机翼扭转。或者采用连续模线技术（CMT）,用增强杆来增强弹性机体材料，增强杆可在机体内滑动，以实现大尺寸变形。据称，可伸长和收缩30%。同时还可实现弯曲和扭转。我们设计的变形飞机：无缝接口蒙皮采用压电材料，这种材料常见的为压电陶

2、瓷，但是压电率入太低（入=山//,/为材料原来的长度，△/为在磁场H作用下的长度改变量），且为易脆材料，在蒙皮上没有使用价值，近几年来，采用碳纤维和高聚物的混合，内嵌传感元件，可以获得比常规压电陶瓷大很多的定向应变。这种更优异压电性的新材料，其丿应变在10-15%Z间，并且同常规的金属或复材一样，具有相当的强度。可以用于制造需要弯曲和旋转等变形的部件。例如转折点处的蒙皮。也可在某些部位，把形状记忆合金埋入复合材料层压结构屮，利用其变形驱动力，制作分布式驱动器。翼血内的骨架，采用记忆合金制造，不需要复杂的饺链式结构，

3、可靠性高，并可省出重量及空间。操纵上只需要热源和冷却气体控制合金的温度即可。热源可以使用飞机尾气，冷却可以直接使用环境气体。记忆合金有弯曲量大，翔性高的特点。在地面温度下，为弯曲收起状态，起飞前，加温至记忆温度以上，蒙皮展开。记忆合金屮NiTi合金具有特殊的优异性能，记忆效应好，应变范国大，形状恢复时，有很大的恢复应力，疲劳寿命高，耐腐蚀性好。以前曾有Fill采用变示掠翼技术，但机械变形结构复杂，超重严重。若在空屮，可以采用压电作动器驱动，通过压电材料的变形以实现变麻掠。由于记忆合金变形频率低，响应时间长，不用于控

4、制飞机操纵血例如襟副翼等的偏转等。存在的问题：1、压电材料在伸缩时，通电所需的电极伸缩性有限，由于电极随Z伸缩，会使电极受到破坏，需要解决如何在变形区域Z间保持可靠持续的电场的问题。2、压电材料，使用面积较大，则分散性较大，如何精确控制每…处的变形量的问题。3、对于形状记忆合金，如何有效保持变形的问题，由于在空屮，环境因素对于温度的影响较大，如何使材料保持精确的温度。4、形状记忆合金材料在记忆温度以上的强度问题，疲劳问题。5、变形过程屮，内部系统结构也要随之变形，协调复杂。以上是现阶段变形材料及智能驷动技术的现状，

5、以期将来在整体材料T业发展以及飞机设计技术进步的情况下达到工程应用的阶段。