CN114771805A - 一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅 - Google Patents
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Abstract
本申请属于飞行器结构技术领域，特别涉及一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅。包括：依次连接的第一区域、第二区域以及第三区域，其中，所述第一区域为机翼连接区，用于与机翼连接；所述第二区域为负泊松比格栅区，所述第二区域包括多个规则排布的单胞结构，所述单胞结构由两个镂空的短边对接的等腰梯形构成；所述第三区域为襟翼或副翼连接区，用于与襟翼或副翼连接；所述第一区域、所述第二区域以及所述第三区域构成的整体结构的长度与襟翼或副翼缝隙的长度一致，所述第二区域的宽度与襟翼或副翼缝隙的宽度一致。本申请利用负泊松比可变形柔性格栅特有的拉胀特性，解决现有形式格栅在变形过程中会产生翘曲，萎缩等现象。
Description
技术领域
本申请属于飞行器结构技术领域，特别涉及一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅。
背景技术
现有技术中，通常在襟、副翼缝隙安装封严板等结构，这类结构在襟、副翼改变角度时，会露出较大的缝隙，大大增加了飞机的暴露风险。
为了提高飞机的防暴露性能，机体表面的全部开口和腔体结构都要采用格栅屏蔽起来。而襟、副翼部位的缝隙腔体无法使用目前的固定结构金属屏蔽格栅，因此柔性可变形屏蔽格栅就成为解决活动开口结构防暴露的重要部件。然而，目前已有的格栅在变形过程中会产生翘曲，萎缩等现象，不利于其防暴露的目的。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，包括：依次连接的第一区域、第二区域以及第三区域，其中，
所述第一区域为机翼连接区，用于与机翼连接；
所述第二区域为负泊松比格栅区，所述第二区域包括多个规则排布的单胞结构，所述单胞结构由两个镂空的短边对接的等腰梯形构成，所述等腰梯形的底角为60度，侧边L1、长边L2以及短边L3满足以下要求：
其中，r为单胞结构的外接圆半径；
所述第三区域为襟翼或副翼连接区，用于与襟翼或副翼连接；
所述第一区域、所述第二区域以及所述第三区域构成的整体结构的长度与襟翼或副翼缝隙的长度一致，所述第二区域的宽度与襟翼或副翼缝隙的宽度一致。
在本申请的至少一个实施例中，所述第一区域远离所述第二区域的一侧边缘处设置有多个连接部，所述连接部上开设有螺栓孔，所述第一区域通过螺栓与机翼连接。
在本申请的至少一个实施例中，所述第三区域远离所述第二区域的一侧边缘处设置有多个连接部，所述连接部上开设有螺栓孔，所述第三区域通过螺栓与襟翼或副翼连接。
在本申请的至少一个实施例中，所述连接部的外径D为15mm，所述螺栓孔的直径d为6mm，相邻两个螺栓孔的间距在25mm到45mm之间。
在本申请的至少一个实施例中，所述第一区域包括第一过渡区以及第一连接区，所述第一过渡区与所述第二区域连接，所述第一连接区与机翼连接，其中，所述第一过渡区为渐变厚度，从所述第二区域一侧到所述第一连接区一侧的厚度逐渐增加，所述第一连接区的厚度为定值，该定值不小于3mm。
在本申请的至少一个实施例中，所述第三区域包括第三过渡区以及第三连接区，所述第三过渡区与所述第二区域连接，所述第三连接区与襟翼或副翼连接，其中，所述第三过渡区为渐变厚度，从所述第二区域一侧到所述第三连接区一侧的厚度逐渐增加，所述第三连接区的厚度为定值，该定值不小于3mm。
在本申请的至少一个实施例中，所述第二区域采用3D打印工艺成型。
在本申请的至少一个实施例中，所述第二区域的单胞结构内部夹角进行倒角处理。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，利用负泊松比可变形柔性格栅特有的拉胀特性，解决现有形式格栅在变形过程中会产生翘曲，萎缩等现象，达到格栅在变形时仍旧具有隐形性能的目的。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅整体示意图；
图2是本申请一个实施方式的第一区域以及第三区域的连接部示意图；
图3是本申请一个实施方式的第一区域以及第三区域的厚度示意图；
图4是本申请一个实施方式的单胞结构示意图。
其中：
1-第一区域；2-第二区域；3-第三区域。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，包括：依次连接的第一区域1、第二区域2以及第三区域1。
具体的，参见图1，第一区域1为机翼连接区，用于与机翼连接；第二区域2为负泊松比格栅区，第二区域由多个规则排布的单胞结构构成，其中，同列的单胞结构首位相接，相邻两列的单胞结构交叉排布，每个单胞结构均由两个镂空的短边对接的等腰梯形构成，格栅的单胞结构的大小根据防暴露设计需求而定，该等腰梯形的底角为60度，侧边L1、长边L2以及短边L3满足以下要求：
其中，r为满足防暴露设计要求的单胞结构的外接圆半径；
进一步，第三区域1为襟翼或副翼连接区，用于与襟翼或副翼连接；第一区域1、第二区域2以及第三区域1构成的整体结构的长度与需要填补的襟翼或副翼缝隙的长度一致，第二区域2的宽度与襟翼或副翼缝隙的宽度一致。
在本申请的优选实施方案中，如图2所示，第一区域1远离第二区域2的一侧边缘处设置有多个突出的连接部，连接部上开设有螺栓孔，第一区域1通过螺栓与机翼连接。第三区域1远离第二区域2的一侧边缘处设置有多个突出的连接部，连接部上开设有螺栓孔，第三区域1通过螺栓与襟翼或副翼连接。本实施例中，考虑结构承载及连接区域，第一区域1以及第三区域3的连接部的外径D一般取15mm，连接部上的螺栓孔的直径d的大小一般为6mm，相邻两个螺栓孔的间距在25mm到45mm之间。
在本申请的优选实施方案中，如图3所示，第一区域1包括第一过渡区以及第一连接区，第一过渡区与第二区域2连接，第一连接区与机翼连接，其中，第一过渡区采用渐变厚度，从第二区域2一侧到第一连接区一侧的厚度逐渐增加，第一连接区的厚度为定值，该定值根据螺栓孔需要的挤压强度而定，一般不小于3mm。第三区域3包括第三过渡区以及第三连接区，第三过渡区与第二区域连接，第三连接区与襟翼或副翼连接，其中，第三过渡区为渐变厚度，从第二区域2一侧到第三连接区一侧的厚度逐渐增加，第三连接区的厚度为定值，该定值根据螺栓孔需要的挤压强度而定，一般不小于3mm。
在本申请的优选实施方案中，第二区域2的负泊松比格栅区的设计，其厚度根据飞机设计的实际需要而定，单胞结构的大小根据防暴露设计需求而定。优选第二区域2采用3D打印工艺成型，第二区域2的单胞结构内部夹角进行倒角处理，对于单胞结构内部的倒角R与3D打印的工艺有关；单胞结构各边的厚度t1同样与3D打印的工艺有关，单胞结构的锐角角度为60°，钝角角度为120°，外接圆的半径r根据防暴露要求而定。
在本申请的一个具体实施方式中，给出了一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅具体参数的设计，其中，某飞机的襟翼处缝隙的长度为500mm，缝隙为50mm，防暴露要求单胞结构的外接圆半径不得大于5mm，负泊松比格栅区厚度1mm，以下为根据防暴露及相关要求设计得到的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅的具体参数：
a)第一区域1、第二区域2以及第三区域1构成的整体结构的总长度为500mm，负泊松比格栅区的宽度为50mm，第一区域1以及第三区域1的宽度均为30mm，第二区域2的厚度为1mm，第一区域1的第一连接区以及第三区域1的第三连接区的厚度为均3mm；
b)与机翼、襟翼连接的螺栓孔的直径为6mm，连接部的外径D＝15mm；
c)单胞结构的倒角R＝0.5mm，单胞结构各边的厚度t1＝0.32mm；
d)负泊松比格栅区的单胞结构尺寸：r＝5mm，L1＝6.65mm，L2＝4.36mm，L3＝1.09mm。
本申请的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，在襟翼或副翼改变角度时，负泊松比可变形柔性格栅能够始终与机翼以及襟翼或副翼连接，格栅在变形过程中始终掩盖缝隙，格栅单胞结构形状在变形前与变形后的形状始终具有良好的防暴露性能。并且，由于现在3D打印技术的成熟，这种格栅的生产成本极低，且质量轻，极其适合在防暴露飞机上使用。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，包括：依次连接的第一区域(1)、第二区域(2)以及第三区域(1)，其中，
所述第一区域(1)为机翼连接区，用于与机翼连接；
所述第二区域(2)为负泊松比格栅区，所述第二区域包括多个规则排布的单胞结构，所述单胞结构由两个镂空的短边对接的等腰梯形构成，所述等腰梯形的底角为60度，侧边L1、长边L2以及短边L3满足以下要求：
其中，r为单胞结构的外接圆半径；
所述第三区域(1)为襟翼或副翼连接区，用于与襟翼或副翼连接；
所述第一区域(1)、所述第二区域(2)以及所述第三区域(1)构成的整体结构的长度与襟翼或副翼缝隙的长度一致，所述第二区域(2)的宽度与襟翼或副翼缝隙的宽度一致。
2.根据权利要求1所述的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，所述第一区域(1)远离所述第二区域(2)的一侧边缘处设置有多个连接部，所述连接部上开设有螺栓孔，所述第一区域(1)通过螺栓与机翼连接。
3.根据权利要求1所述的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，所述第三区域(1)远离所述第二区域(2)的一侧边缘处设置有多个连接部，所述连接部上开设有螺栓孔，所述第三区域(1)通过螺栓与襟翼或副翼连接。
4.根据权利要求2或3所述的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，所述连接部的外径D为15mm，所述螺栓孔的直径d为6mm，相邻两个螺栓孔的间距在25mm到45mm之间。
5.根据权利要求1所述的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，所述第一区域(1)包括第一过渡区以及第一连接区，所述第一过渡区与所述第二区域(2)连接，所述第一连接区与机翼连接，其中，所述第一过渡区为渐变厚度，从所述第二区域(2)一侧到所述第一连接区一侧的厚度逐渐增加，所述第一连接区的厚度为定值，该定值不小于3mm。
6.根据权利要求1所述的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，所述第三区域(3)包括第三过渡区以及第三连接区，所述第三过渡区与所述第二区域(2)连接，所述第三连接区与襟翼或副翼连接，其中，所述第三过渡区为渐变厚度，从所述第二区域(2)一侧到所述第三连接区一侧的厚度逐渐增加，所述第三连接区的厚度为定值，该定值不小于3mm。
7.根据权利要求1所述的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，所述第二区域(2)采用3D打印工艺成型。
8.根据权利要求1所述的用于襟翼或副翼缝隙的负泊松比可变形柔性格栅，其特征在于，所述第二区域(2)的单胞结构内部夹角进行倒角处理。
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