变体机翼及自适应进气道结构设计和控制方法研究

摘要

随着航空工业的快速发展，传统意义上的飞行器已无法满足人类在军用和民用领域的要求，学者们希望研究出一种新型飞行器，能在不同环境、不同飞行状态下始终保持优秀飞行性能，变体机翼和自适应进气道的概念随之被提出。当飞行环境大范围变化时，变体机翼可以根据飞行条件实时改变自身形状或表面结构，以获得最佳气动性能，同时自适应进气道可以根据飞行状态改变自身形状，以保证流场均匀稳定。形状记忆合金(SMA)具有功率/重量比大、驱动结构简单、驱动电压低、无污染、无噪音、高耐腐蚀等优点，是应用最为广泛的变形驱动材料。
　　本文对基于SMA驱动的变体机翼及自适应进气道进行了研究。首先对SMA的性能进行了分析，获取了SAM的最大可回复应变和最佳驱动电流，确定了SMA加热、冷却和驱动方式。在此基础上在CATIA软件和ANSYS软件中分别对变体机翼及自适应进气道进行了详细的结构设计和强度分析，并完成零部件的加工和装配。随后，基于ARM微处理器对控制系统进行了详细的软、硬件设计。最后对变体机翼及自适应进气道进行了变体实验，实验表明机翼及进气道变形效果良好，证明了所设计变体结构和控制系统的可行性。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

1.4 本章小结

第二章 SMA理论分析及性能实验

2.1 SMA基本概念及特性

2.2 SMA加热冷却方式选择

2.3 SMA驱动方式选择

2.4 SMA性能参数

2.5 本章小结.

第三章 变体机翼结构及自适应进气道驱动机构设计

3.1 机翼操纵面布置

3.2机翼承力盒段结构设计

3.3 后缘副翼结构设计

3.4 翼梢小翼结构设计

3.5 进气道驱动机构设计

3.6 模型制作与安装

3.7 本章小结

第四章 变体机翼及自适应进气道控制系统设计

4.1 控制系统原理

4.2 控制系统硬件设计

4.3 控制系统软件设计

4.4 本章小结

第五章 变体机翼及自适应进气道结构变体实验

5.1 实验仪器设备

5.2 变体机翼及自适应进气道变形实验

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 研究工作展望

参考文献

致谢