一种变形飞机的柔性蒙皮的制作方法

本实用新型涉及一种新型飞机材料，具体涉及一种变形飞机的柔性蒙皮。

背景技术：

变体飞机通过改变机翼和机身的几何形状，在不同飞行状态下均具有优良的性能。因此，其机翼和机身结构应具有自适应性。变体飞机的柔性蒙皮设计是变体飞机发展最大难点之一。目前，国内外在柔性蒙皮领域热点研究的柔性蒙皮主要归纳为三类：基于柔性蜂窝的蒙皮、基于波纹板的蒙皮和基于高分子化合物的蒙皮。其中：柔性蜂窝的蒙皮制造工艺复杂，成本高，而且，由于用橡胶承受面内载荷，导致承载能力低；波纹板的蒙皮力学特性差，面内变形量比较小；高分子化合物的蒙皮强度和刚度特性差，它不仅面内承载能力比较小，而且法向刚度也不够大。特别是在蒙皮形状改变过程中蒙皮不能承载外载，极大地限制了它在变体飞机上的应用范围。

技术实现要素：

本实用新型主要目的在于解决上述问题，提供一种变形飞机的柔性蒙皮，该柔性蒙皮不仅能消除上述三种柔性蒙皮的缺点，而且其面内和法向刚度具有可设计性，使之有可能成为隐身智能柔性蒙皮的基础材料应用到变体飞机研制当中。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一种技术方案是：一种变形飞机的柔性蒙皮，包括柔性弹簧骨架和超弹性硅橡胶薄片，柔性弹簧骨架由一维线弹簧和二维四边形弹簧编织而成，作为蒙皮的夹心层;在柔性弹簧骨架两侧覆盖有超弹性硅橡胶薄片。

一维线弹簧形状为同一平面内的波浪线形。二维四边形弹簧形状为四边形，四个顶点部分为扭力弹簧，扭力弹簧的螺旋圈数待定，根据蒙皮所需力学性能不同而改变，四条直线边将四个顶点的扭力弹簧连接成二维四边形弹簧。一维线弹簧起编织作用，将二维四边形弹簧编织成柔性弹簧骨架。柔性弹簧骨架的作用是：承受面内和法向大部分载荷，维持飞机蒙皮形状。在柔性弹簧骨架两侧覆盖有超弹性硅橡胶薄片制成新型柔性蒙皮。超弹性硅橡胶的作用是，保持飞机表面光顺，承受气动载荷，将气动载荷转移到柔性弹簧骨架以及飞机承力部件梁和肋上。

本实用新型的有益效果是：

（1）用合金弹簧钢制成的柔性弹簧骨架作为蒙皮主要的承力部件，解决了柔性蒙皮面内和法向刚度不足的问题，该新型柔性蒙皮有较好的面内和法向承载能力;

（2）面内和法向刚度的可设计性。根据柔性蒙皮变形性能的不同需求，可改变柔性弹簧骨架参数来获得变形性能不同的柔性蒙皮;

（3）该柔性蒙皮可作为变形飞机研制和发展的新型材料。

附图说明

图1是一种变形飞机的柔性蒙皮的总体立体图；

图2是柔性弹簧骨架的示意图；

图3是一维线弹簧和扭力弹簧螺旋圈数不同的两种二维四边形弹簧的示意图。

附：图中各部件的标记如下：1、柔性弹簧骨架；11、一维线弹簧；12、二维四边形弹簧；121、扭力弹簧；2、超弹性硅橡胶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1-3，本实用新型涉及一种变形飞机的柔性蒙皮，包括柔性弹簧骨架1和超弹性硅橡胶薄片2，柔性弹簧骨架1由一维线弹簧11和二维四边形弹簧12编织而成，作为蒙皮的夹心层。

一维线弹簧11形状为同一平面内的波浪线形，线的方程可以是正弦函数或者其他的函数。二维四边形弹簧12形状为四边形，四个顶点部分为扭力弹簧121，四条直线边将四个顶点的扭力弹簧连接成二维四边形弹簧12。一维线弹簧11起编织作用，将二维四边形弹簧12编织成柔性弹簧骨架。柔性弹簧骨架1的作用是：承受面内和法向大部分载荷，维持飞机蒙皮形状。

在柔性弹簧骨架1两侧覆盖有超弹性硅橡胶薄片2制成新型柔性蒙皮。超弹性硅橡胶2的作用是，保持飞机表面光顺，承受气动载荷，将气动载荷转移到柔性弹簧骨架以及飞机承力部件梁和肋上。

该柔性蒙皮面内和法向刚度可设计性体现为：根据变形飞机所需柔性蒙皮的变形性能不同，改变一维线弹簧的形状函数、二维四边形弹簧的扭力弹簧的螺旋圈数、弹簧骨架材料的直径、合金弹簧钢的强度刚度特性和超弹性硅橡胶的厚度、强度刚度特性，都可得到变形性能不同的柔性蒙皮。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型专利保护范围内。