| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202310848938.8 | 申请日 | 2023-07-11 |
| 公开(公告)号 | CN116873191A | 公开(公告)日 | 2023-10-13 |
| 申请人 | 上海机电工程研究所; | 申请人类型 | 科研院所 |
| 发明人 | 潘勇; 许自然; 江玉刚; 杨楠; 李亦民; 涂静; 李昱霖; 刘国刚; | 第一发明人 | 潘勇 |
| 权利人 | 上海机电工程研究所 | 权利人类型 | 科研院所 |
| 当前权利人 | 上海机电工程研究所 | 当前权利人类型 | 科研院所 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：上海市 | 城市 | 当前专利权人所在城市：上海市闵行区 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：上海市闵行区中春路1333-1号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：201199 |
| 主IPC国际分类 | B64C9/00 | 所有IPC国际分类 | B64C9/00 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 上海汉声知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 胡晶; |
| 摘要 | 本 发明 提供了一种质心可调的防 颤振 空气 舵 及制造方法，将第一 质量 的 配重 块 铆接 固定在空气舵的骨架上的 气动 压心之前的 位置 处；对空气舵的舵面进行强度分析和颤振分析，得出当前舵面的强度余量和颤振余量；若余量充足，则降低配重块的质量为第二质量以降低舵面的重量，再进行强度分析和颤振分析，直到强度余量和颤振余量能达到设计要求；若余量不足，则增加配重块的质量为第三质量以增加舵面的重量，再进行强度分析和颤振分析，直到强度余量和颤振余量能达到设计要求。本发明在保证空气舵具有足够的热强度前提下，合理调整舵面质心位置来改善气动弹性，避免颤振问题的发生。 | ||
| 权利要求 | 1.一种质心可调的防颤振空气舵制造方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 质心可调的防颤振空气舵以及制造方法技术领域[0001] 本发明涉及空气舵领域，具体地，涉及质心可调的防颤振空气舵以及其制造方法。尤其是涉及一种质心可调的防颤振轻质空气舵的结构设计。 背景技术[0003] 高速飞行是飞行器未来的发展趋势，随之带来的是气动载荷变大和气动加热严重的问题。面临愈发严酷的飞行环境，要求空气舵具有足够的热强度和抵抗颤振能力。空气舵一般由舵面和舵叉组成，而舵面又分为蒙皮结构和骨架结构。空气舵的气动弹性性能与舵面质心密切相关，舵面的质心越靠前，气动弹性性能一般越好，越不容易发生颤振。目前，高速飞行器的空气舵存在着质量较大，质心不可调控等问题。 发明内容[0005] 根据本发明提供的一种质心可调的防颤振空气舵制造方法，包括： [0006] 配重块调整步骤：将第一质量的配重块铆接固定在空气舵的骨架上的气动压心之前的位置处；对空气舵的舵面进行强度分析和颤振分析，得出当前舵面的强度余量和颤振余量；若余量充足，则降低配重块的质量为第二质量以降低舵面的重量，再进行强度分析和颤振分析，直到强度余量和颤振余量能达到设计要求；若余量不足，则增加配重块的质量为第三质量以增加舵面的重量，再进行强度分析和颤振分析，直到强度余量和颤振余量能达到设计要求。 [0007] 优选地，还包括： [0008] 骨架制作步骤：对骨架3进行结构拓扑优化并进行CAE强度分析复核，在满足强度要求的前提下，制作得到骨架3。 [0009] 优选地，还包括： [0010] 蒙皮安装步骤：通过搅拌摩擦焊连接的方式将蒙皮4安装固定到骨架3。 [0011] 优选地，骨架3和蒙皮4采用耐高温的轻质合金材料。 [0012] 优选地，配重块5采用高密度、耐高温的金属或金属合金材料。 [0013] 优选地，配重块5安装在骨架3的前缘部分的具有安装卡槽的结构中，配重块5通过铆钉和骨架3紧固连接。 [0014] 根据本发明提供的一种质心可调的防颤振空气舵，在空气舵的骨架上的气动压心之前的位置处铆接固定有配重块，空气舵的舵面的强度余量和颤振余量达到设计要求。 [0015] 优选地，空气舵包括舵叉1和舵面2，所述舵叉1与舵面2通过铆钉紧固连接；所述舵面2包括骨架3、蒙皮4、配重块5。 [0017] 优选地，通过采用所述的质心可调的防颤振空气舵制造方法制造得到。 [0018] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果： [0020] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显： [0021] 图1为本发明的空气舵外形图。 [0022] 图2为本发明的舵面结构组成示意图。 [0023] 图中示出： [0024] 具体实施方式[0025] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。 [0026] 本发明公开了一种质心可调的防颤振轻质空气舵的结构，通过改变配重块的质量来调整舵面的质心位置，从而改善空气舵的气动弹性性能。 [0027] 本发明改进的难点在于对配重块重量的确认。对于不同的空气舵，其气动压心不同，原则上要保证空气舵整体质心位置在气动压心之前，才能有效防止颤动的产生，同时也要满足轻量化的需求，因此存在最佳的配重质量。本发明中的质量块是通过铆接的形式固定在骨架上的，因此其在骨架上的相对位置是不能改变的，所以本发明进行大量的仿真分析，多次迭代优化，才能确定最终的配重块质量。具体实现过程：首先，初步暂定配重块的质量，使得舵面的质心位置在气动压心之前，对舵面进行强度分析和颤振分析，得出此状态舵面的强度余量和颤振余量，若余量充足，则调整配重块质量，降低舵面的重量，再进行强度和颤振分析，直到强度余量和颤振余量能达到设计要求。 [0028] 如图1所示，本发明提供的空气舵包括舵叉1和舵面2，所述舵叉1与舵面2通过铆钉紧固连接。如图2所示，所述舵面2包括骨架3、蒙皮4和配重块5。骨架3和蒙皮4采用耐高温的轻质合金材料，舵叉1采用耐高温、强度高的合金材料，外表面均设有耐高温防热氧化涂层；配重块5采用高密度、耐高温的金属或金属合金材料。 [0029] 本发明在空气舵前端部分安装配重块，通过改变配重块的质量，从而调节空气舵的质心位置，以解决飞行器在严酷飞行环境下的颤振问题。也就是说，通过更改配重块的重量，调整空气舵的质心位置，改善空气舵的气动弹性性能，保证颤振余量能够满足安全裕度的要求。 [0030] 本发明中质心位置的调整，具体通过以下方法实现的： [0031] 如图2所示，骨架3进行结构拓扑优化设计，进行CAE强度分析复核，在满足强度要求的前提下，最大程度减小结构质量，骨架3前缘部分的结构具有安装配重块5的卡槽，配重块5通过铆钉和骨架3紧固连接，蒙皮4和骨架3采用搅拌摩擦焊连接；其中，CAE是指Computer Aided Engineering，计算机辅助工程。改变配重块5的重量，从而调整舵面的质心位置。对舵面进行气动弹性仿真分析，确定配重块的最优质量配比方案，使舵面的质心相对于舵轴偏前，保证颤振余量能够满足要求；空气舵设计完成后，进行热强度计算复核和气动弹性仿真分析，验证方案的正确性。 |
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