陶瓷3和有机高分子材料4。
[0039]所述的压电陶瓷3和有机高分子材料4采用I 一 3结构，即压电陶瓷3是一维联通，有机高分子材料4是三维联通。
[0040]所述的压电陶瓷3的纤维截面为方形。
[0041]所述的压电陶瓷3的纤维平行于喷嘴扇瓣I并从喷嘴扇瓣I根部指向尖部，压电陶瓷3的纤维长度与双层压电纤维复合材料的整体长度一致。
[0042]所述的有机高分子材料4的长度、厚度和宽度与压电纤维复合材料的整体相同。
[0043]如图4和图5所示，所述的交叉指形电极5在压电纤维复合材料的上下表面沿两个方向对称排布，包括一对异性主电极6和7和两个异性分支电极8和9，其中:主电极6和7沿双层压电纤维复合材料的长度方向排布，分支电极8和9沿双层压电纤维复合材料的宽度方向排布，每层压电纤维复合材料上下表面对应位置电极为同极。
[0044]所述的控制模块向分别位于喷嘴扇瓣I上下表面的双层压电纤维复合材料施加相反方向的驱动电压，形成相反电场。
[0045]如图6所示，本实施例中发动机喷嘴扇瓣渗透度初始状态为O。当飞机起降时，控制模块控制电源系统，通过每个扇瓣上的交叉指形电极对压电纤维复合材料施加电压，形成电场，使压电纤维复合材料弯曲变形，驱动发动机扇瓣向内弯曲，使扇瓣产生大于O的渗透度，增大核心流与自由流的掺混速率，降低喷流产生的低频噪声。
[0046]当飞机处于巡航状态时，控制模块控制电源系统，撤去交叉指形电极产生的电场，使压电纤维复合材料不产生应变力，喷嘴扇瓣恢复初始状态，保证巡航状态下的推力要求。
实施例2
[0047]如图1和图2所示，本发明包括:扇形喷嘴和固定设置于喷嘴扇瓣I上下表面的若干个驱动装置2。
[0048]如图3所示，所述的驱动装置2包括:双层压电纤维复合材料、排布于每层压电纤维复合材料上下表面的交叉指形电极5以及与交叉指形电极5相连并位于喷嘴扇瓣I根部的控制模块。
[0049]所述的双层压电纤维复合材料包括压电陶瓷3和有机高分子材料4。
[0050]所述的压电陶瓷3和有机高分子材料4采用I 一 3结构，即压电陶瓷3是一维联通，有机高分子材料4是三维联通。
[0051]所述的压电陶瓷3的纤维截面为方形。
[0052]所述的压电陶瓷3的纤维平行于喷嘴扇瓣I并从喷嘴扇瓣I根部指向尖部，压电陶瓷3的纤维长度与双层压电纤维复合材料的整体长度一致。
[0053]所述的有机高分子材料4的长度、厚度和宽度与压电纤维复合材料的整体相同。
[0054]如图4和图5所示，所述的交叉指形电极5在压电纤维复合材料的上下表面沿两个方向对称排布，包括一对异性主电极6和7和两个异性分支电极8和9，其中:主电极6和7沿双层压电纤维复合材料的长度方向排布，分支电极8和9沿双层压电纤维复合材料的宽度方向排布，每层压电纤维复合材料上下表面对应位置电极为同极。
[0055]所述的控制模块向分别位于喷嘴扇瓣I上下表面的双层压电纤维复合材料施加相反方向的驱动电压，形成相反电场。
[0056]如图7所示，本实施例中发动机喷嘴扇瓣渗透度初始状态为O。当飞机起降时，控制模块控制电源系统，通过相邻两个扇瓣上的交叉指形电极对压电纤维复合材料施加相反电压，形成相反电场，使压电纤维复合材料弯曲变形，驱动相邻发动机扇瓣分别向外向内偏转，从而增大核心流与自由流的掺混速率，降低喷流产生的低频噪声。
[0057]当飞机处于巡航状态时，控制模块控制电源系统，撤去交叉指形电极产生的电场，使压电纤维复合材料不产生应变力，喷嘴扇瓣恢复初始状态。
【主权项】
1.一种压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征在于，包括:扇形喷嘴和固定设置于喷嘴扇瓣上下表面的若干驱动装置，该驱动装置包括:包含压电陶瓷和有机高分子材料的双层压电纤维复合材料、排布于每层压电纤维复合材料上下表面的交叉指形电极以及与交叉指形电极相连并位于所述的喷嘴扇瓣根部的控制模块。2.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的压电纤维复合材料的单层厚度等于所述的喷嘴扇瓣的整体最大厚度的1/4?1/3。3.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的压电纤维复合材料的宽度等于所述的喷嘴扇瓣的尖部至根部长度的1/5?1/4。4.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的压电纤维复合材料的整体面积大于等于所述的喷嘴扇瓣面积的1/3。5.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的压电陶瓷的纤维平行于所述的扇瓣并从扇瓣根部指向扇瓣尖部。6.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的压电陶瓷的纤维长度与双层压电纤维复合材料的整体长度一致，纤维间距为纤维长度的1/6?1/5。7.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的交叉指形电极在所述的压电纤维复合材料的上下表面沿两个方向对称排布。8.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的交叉指形电极包括一对异性主电极和若干异性分支电极，其中:一对主电极沿所述的压电纤维复合材料长度方向排布，若干分支电极沿所述的压电纤维复合材料宽度方向排布，每层压电纤维复合材料上下表面对应位置电极为同极。9.根据权利要求1所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的控制模块向分别位于所述的喷嘴扇瓣上下表面的两层压电纤维复合材料施加相反方向的驱动电压。10.根据权利要求9所述的压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，其特征是，所述的驱动电压范围为-500V?+500V。
【专利摘要】一种压电纤维复合材料驱动的发动机扇形降噪喷嘴，包括扇形喷嘴、固定设置于喷嘴扇瓣上下表面的双层压电纤维复合材料、排布于每层压电纤维复合材料上下表面的交叉指形电极和控制电源系统的控制模块；飞机通过控制模块和交叉指形电极向压电纤维复合材料施加相反电压，变形的压电纤维复合材料促使喷嘴扇瓣变形；本发明可主动、快速地改变喷嘴扇瓣的渗透度，降低喷流噪声的同时保证较小的推力损失；且压电纤维复合材料响应速率快、重量小、抗磨损，可根据飞行状态主动调节，达到有效降噪与减小推力损失的统一。
【IPC分类】B64D27/16
【公开号】CN105197246
【申请号】CN201510583146
【发明人】李伟鹏, 吴嘉俊, 杜越, 奚鹏浩
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月15日