李杰锋 潘荣华 杨忠清

南京航空航天大学无人机研究院，南京，210016

0 引言

变体机翼在变形过程中具有连续光滑的整体气动表面，可减少离散控制面引起的气流分离，提高气动效率，使得飞行器更加灵活、高效，且具有多任务功能[1-2]，因而成功吸引了许多科研工作者的注意，其中以形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)为驱动元件的变体机翼研究最多[3-4]。综合目前关于SMA驱动变体机翼方面的研究可知，SMA驱动元件多为丝状，在应用形式上主要有两种：一种是由预拉伸的SMA丝与机械机构组合而成驱动机构，该驱动机构与柔性蒙皮集成可获得连续变形的变体机翼[5-7]；另一种是将预拉伸后的SMA丝嵌入复合材料中形成具有弯曲变形功能的智能复合材料蒙皮，对SMA丝加热驱动基体复合材料弯曲[8-9]，进而实现机翼的变形。然而前者存在SMA丝多次循环激励后容易出现疲劳断裂现象，从而影响机翼变形的可靠性，另外与之匹配的大变形柔性蒙皮存在诸多关键技术问题(如大变形与承载能力之间的矛盾、变形过程中蒙皮光顺性问题等)没有得到解决[10-12]；后者则由于多次循环热激励后SMA丝与基体材料容易出现分离甚至脱落，导致驱动失效等[13-14]，这些都严重制约了变体机翼的发展。

针对现有研究中存在的不足，本文提出了一种以形状记忆合金(SMA)薄板为驱动元件的双程弯曲驱动器，该驱动器的SMA薄板兼有驱动元件及蒙皮结构的功能，解决了大变形与承载能力之间的矛盾，同时满足了变形过程中对蒙皮光顺性的要求，且疲劳寿命显著延长。……