一种电流温控的柔性复合材料变形作动舵面

技术领域

本发明涉及飞行器智能变形结构设计领域，尤其涉及一种电流温控的柔性复合材料变形作动舵面。

背景技术

对于飞机而言，其升力大小主要随飞行速度和迎角而变，飞机以大速度飞行时，即使迎角很小，机翼也能产生足够的升力，以克服重量而维持飞行。如果以小速度飞行，则必须配合大迎角，机翼才能产生足够的升力来维持飞行。但用增大迎角的方法来减小飞行速度，是有限度的。因为当迎角增大到临界迎角时，再增大迎角，升力反而降低。为产生足够的升力，目前在机翼上装设较多的增加升力的装置主要有前缘襟翼、后缘襟翼等，可延缓机翼的气流分离现象，从而提高临界迎角和最大升力系数，但在速度比较快、过载比较大时，阻力增加会较多，对于火箭、导弹等高速飞行的飞行器不便使用。

目前研究较多的形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料，且形状记忆合金是形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。如合金材料一样，该材料加热时可实现伸长，冷却时可实现缩短，但由于其“记忆”功能且具有时滞效应，形状记忆合金具有一个转变温度，在这一温度以上将该合金加工成一定的形状，然后将其冷却至转变温度以下，其形状改变后若加热至转变温度以上，该合金便会自动地恢复到原先在转变温度以上加工成的形状。目前形状记忆合金已经在航空航天、仿生机器人、汽车工业及生物医疗等多个领域被广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流温控的柔性复合材料变形作动舵面。

为实现上述发明目的，本发明提供一种电流温控的柔性复合材料变形作动舵面，包括：舵面蒙皮、舵面作动装置和柔性填充基体；

所述舵面蒙皮包围所述舵面作动装置设置，所述柔性填充基体填充在所述舵面蒙皮与所述舵面作动装置之间，用于支撑所述舵面蒙皮和传导所述舵面作动装置的变形动作；

所述舵面作动装置包括：前缘上层作动单元、前缘下层作动单元、后缘上层作动单元、后缘下层作动单元、控制单元和电源；

所述前缘上层作动单元、所述前缘下层作动单元、所述后缘上层作动单元和所述后缘下层作动单元分别为基于记忆合金的驱动器；

所述控制单元用于控制所述电源与所述前缘上层作动单元、所述前缘下层作动单元、所述后缘上层作动单元、所述后缘下层作动单元中的至少一个接通，用于产生所述变形动作。

根据本发明的一个方面，，所述舵面作动装置还包括：纤维纱束编织层；

所述前缘上层作动单元和所述后缘上层作动单元与所述纤维纱束编织层相连接的处于所述纤维纱束编织层的一侧；其中，所述前缘上层作动单元与所述后缘上层作动单元具有间隔的并排设置；

所述前缘下层作动单元和所述后缘下层作动单元与所述纤维纱束编织层相连接的处于所述纤维纱束编织层的另一侧；其中，所述前缘下层作动单元和所述后缘下层作动单元具有间隔的并排设置；

所述纤维纱束编织层的边缘与所述柔性填充基体相连接。

根据本发明的一个方面，所述前缘上层作动单元包括：前缘上层形状记忆合金丝，前缘上层半导体制冷板；

所述前缘上层半导体制冷板承靠在所述纤维纱束编织层的侧面上，所述前缘上层形状记忆合金丝位于所述前缘上层半导体制冷板远离所述纤维纱束编织层的一侧；

所述前缘下层作动单元包括：前缘下层形状记忆合金丝，前缘下层半导体制冷板；

所述前缘下层半导体制冷板承靠在所述纤维纱束编织层的侧面上，所述前缘下层形状记忆合金丝位于所述前缘下层半导体制冷板远离所述纤维纱束编织层的一侧；

所述后缘上层作动单元包括：后缘上层形状记忆合金丝，后缘上层半导体制冷板；

所述后缘上层半导体制冷板承靠在所述纤维纱束编织层的侧面上，所述后缘上层形状记忆合金丝位于所述后缘上层半导体制冷板远离所述纤维纱束编织层的一侧；

所述后缘下层作动单元包括：后缘下层形状记忆合金丝，后缘下层半导体制冷板；

所述后缘下层半导体制冷板承靠在所述纤维纱束编织层的侧面上，所述后缘下层形状记忆合金丝位于所述后缘下层半导体制冷板远离所述纤维纱束编织层的一侧。

根据本发明的一个方面，所述前缘上层形状记忆合金丝至少部分包覆有第一绝缘层；

所述前缘上层半导体制冷板设置有第一容纳槽；

所述第一容纳槽与所述第一绝缘层相对应的设置，用于所述第一绝缘层的部分嵌入设置；

所述前缘下层形状记忆合金丝至少部分包覆有第二绝缘层；

所述前缘下层半导体制冷板设置有第二容纳槽；

所述第二容纳槽与所述第二绝缘层相对应的设置，用于所述第二绝缘层的部分嵌入设置；

所述后缘上层形状记忆合金丝至少部分包覆有第三绝缘层；

所述后缘上层半导体制冷板设置有第三容纳槽；

所述第三容纳槽与所述第三绝缘层相对应的设置，用于所述第三绝缘层的部分嵌入设置；

所述后缘下层形状记忆合金丝至少部分包覆有第四绝缘层；

所述后缘下层半导体制冷板设置有第四容纳槽；

所述第四容纳槽与所述第四绝缘层相对应的设置，用于所述第四绝缘层的部分嵌入设置。

根据本发明的一个方面，所述舵面作动装置还包括：第一保护膜和第二保护膜；

所述第一保护膜贴附在所述前缘上层形状记忆合金丝和所述后缘上层形状记忆合金丝上；

所述第二保护膜贴附在所述前缘下层形状记忆合金丝和所述后缘下层形状记忆合金丝上。

根据本发明的一个方面，所述纤维纱束编织层包括：弦向纤维纱束和展向纤维纱束；

所述弦向纤维纱束和展向纤维纱束采用平纹编制。

根据本发明的一个方面，所述柔性填充基体采用橡胶基体。

根据本发明的一个方面，所述前缘上层形状记忆合金丝、所述前缘下层形状记忆合金丝、所述后缘上层形状记忆合金丝和所述后缘下层形状记忆合金丝分别为U型结构。

根据本发明的一个方面，所述控制单元包括：外壳体，设置在所述外壳体一侧的电源正极接线柱和电源负极接线柱，设置在所述外壳体另一侧的多个合金丝正接线柱，多个半导体制冷板正接线柱和一个负接线柱，分别与所述电源正极接线柱、所述电源负极接线柱、所述合金丝正接线柱、所述半导体制冷板正接线柱相连通的控制电路；

所述负接线柱在所述外壳体的侧面中心设置，所述合金丝正接线柱和所述半导体制冷板正接线柱在所述负接线柱的周围设置。

根据本发明的一种方案，本发明的柔性复合材料变形作动舵面通过电流控制舵面形状变化，可以简单可靠的实现火箭、导弹等飞行器在高速飞行条件下受到扰动时的姿态调整。

根据本发明的一种方案，本发明中形状记忆合金与半导体制冷板一一对应且对称分布，可以满足舵面展向以及弦向的形状变化，从而适应不同环境下的姿态调整。

根据本发明的一种方案，本发明中纤维纱束编织层的弦向纤维纱束与展向纤维纱束经平纹编织，交织点较多，使得纤维织物坚牢、耐磨、硬挺、平整，其密度低且轻薄，耐磨性和透气性好，布面均匀且正反面相同。此外，由于纤维纱束编织层中纤维束一直处于上下起伏的状态，纤维弯曲点较多，在受拉伸过程中伸长率较高，使得电流控制下的温度变化时舵面形状变化更加明显，使得其更易于配合作动单元的动作，实现舵面形状的灵活变化，并且有效提高了形变控制精度。

根据本发明的一种方案，本发明中的形状记忆合金丝均固定于半导体制冷片表面，制冷片工作后可极大提升形状记忆合金丝冷却速度，提升舵面变形响应速度。且每个形状记忆合金丝均有相对应的半导体制冷片，可有效避免上下层及舵面前后缘温差引起的相互干扰，提升能量使用效率。

根据本发明的一种方案，本发明设计的结构较简结，安装方便，且易于试验前准备和试验后维护，具有使用和维护成本低的优点。

根据本发明的一种方案，本发明提出了一种以形状记忆合金、半导体制冷板与柔性复合材料为主体的舵面结构，设计的结构可以实现电流控制的舵面变形从而适应不同飞行环境。该结构简单稳定，可满足不同飞行速度、不同高度下的飞行，使火箭、导弹等飞行器在受到干扰时通过使舵面变形、改变弯度使其快速调整姿态，从而调整升力系数使飞行器快速适应不同飞行条件。由于火箭、导弹等飞行器飞行速度较快，过载较大，在受到干扰时前缘襟翼与后缘襟翼不便使用，该结构为飞行器姿态调整提供了一种简单可靠的方式。

根据本发明的一种方案，本发明的结构可通过电源输入电流改变舵面内部形状记忆合金的温度，使其形状发生变化，带动舵面内部复合编织纤维束及填充的柔性橡胶基体形状发生改变，从而改变舵面的形状以及弯度，实现飞行器姿态的快速调整。可根据飞行环境需求实现一下功能：增加或缩短舵面展长；实现舵面前缘的上下偏转达到改变弯度或增加阻力的作用；实现舵面后缘的上下偏转达到增大升力的作用等。

根据本发明的一种方案，本发明有效解决了高速飞行的火箭、导弹等飞行器的姿态调整问题，通过对形状记忆合金输入电流进行加热，对半导体制冷板输入电流进行制冷，实现对形状记忆合金的温度控制，进而控制其形状变化，实现舵面形状、弯度发生改变，从而使升力系数得到调整，具有变形范围大、结构简单等特点，使得飞行器的姿态调整更加简单可靠。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的柔性复合材料变形作动舵面的立体图；

图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的柔性复合材料变形作动舵面中舵面作动装置的结构图；

图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的柔性复合材料变形作动舵面的侧视图；

图4是示意性表示图3中A-A位置的截面图；

图5是示意性表示图3中B-B位置的截面图；

图6是示意性表示图3中C-C位置的截面图；

图7是示意性表示根据本发明的一种实施方式的柔性复合材料变形作动舵面的侧视图；

图8是示意性表示根据本发明的一种实施方式的飞行器的立体图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种电流温控的柔性复合材料变形作动舵面，包括：舵面蒙皮1、舵面作动装置2和柔性填充基体3。在本实施方式中，本发明的柔性复合材料变形作动舵面的外形根据所涉及的尺寸和形状所确定，其舵面蒙皮1主要采用柔性且具有弹性的材料制成，以方便舵面作动装置2动作在舵面蒙皮1上被有效的表现。在本实施方式中，由于舵面蒙皮1主要起到包覆作用，进而在舵面作动装置2和舵面蒙皮1通过填充柔性填充基体3以实现对舵面蒙皮1的支撑和外形的保持。同时，通过采用柔性填充基体3作为填充物，可方便件实现舵面作动装置2所产生的动作被有效的传导至舵面蒙皮1并产生相应的形变。进而，在本实施方式中，舵面蒙皮1整体可形成一个空腔结构，以实现对舵面作动装置2的包围容纳，而柔性填充基体3填充在舵面蒙皮1与舵面作动装置2之间，用于支撑舵面蒙皮1和传导舵面作动装置2的变形动作。

在本实施方式中，舵面作动装置2包括：前缘上层作动单元21、前缘下层作动单元22、后缘上层作动单元23、后缘下层作动单元24、控制单元25和电源26；其中，前缘上层作动单元21、前缘下层作动单元22、后缘上层作动单元23、后缘下层作动单元24可单独的动作，也可组合式动作，进而可通过在舵面的不同位置的动作变现出整体的形变状态。其中，前缘上层作动单元21、前缘下层作动单元22、后缘上层作动单元23和后缘下层作动单元24分别为基于记忆合金的驱动器；通过采用基于记忆合金的驱动器，可方便的通过控制电流以改变驱动器中温度实现相应的变形动作，具有结构简单、响应快、控制精度高等的优点。

在本实施方式中，控制单元25用于控制电源26与前缘上层作动单元21、前缘下层作动单元22、后缘上层作动单元23、后缘下层作动单元24中的至少一个接通，用于产生变形动作。

根据本发明的一种实施方式，舵面蒙皮1采用碳纤维复合材料制成，具有重量轻、较大弹性、承重大等的优点，可以更好的通过较大的蒙皮韧性将其内部柔性填充基体3的变形展现为舵面的变形。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，舵面作动装置2还包括：纤维纱束编织层27。在本实施方式中，前缘上层作动单元21和后缘上层作动单元23与纤维纱束编织层27相连接的处于纤维纱束编织层27的一侧；其中，前缘上层作动单元21与后缘上层作动单元23具有间隔的并排设置；前缘下层作动单元22和后缘下层作动单元24与纤维纱束编织层27相连接的处于纤维纱束编织层27的另一侧；其中，前缘下层作动单元22和后缘下层作动单元24具有间隔的并排设置。在本实施方式中，纤维纱束编织层27的边缘与柔性填充基体3相连接，例如，纤维纱束编织层27的边缘采用胶粘的方式与柔性填充基体3相连接，进而以使得纤维纱束编织层27的变形与柔性填充基体3的变形统一。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，前缘上层作动单元21包括：前缘上层形状记忆合金丝21a，前缘上层半导体制冷板21b。其中，前缘上层半导体制冷板21b承靠在纤维纱束编织层27的侧面上，前缘上层形状记忆合金丝21a位于前缘上层半导体制冷板21b远离纤维纱束编织层27的一侧。

在本实施方式中，前缘下层作动单元22包括：前缘下层形状记忆合金丝22a，前缘下层半导体制冷板22b；其中，前缘下层半导体制冷板22b承靠在纤维纱束编织层27的侧面上，前缘下层形状记忆合金丝22a位于前缘下层半导体制冷板22b远离纤维纱束编织层27的一侧；

在本实施方式中，后缘上层作动单元23包括：后缘上层形状记忆合金丝23a，后缘上层半导体制冷板23b；其中，后缘上层半导体制冷板23b承靠在纤维纱束编织层27的侧面上，后缘上层形状记忆合金丝23a位于后缘上层半导体制冷板23b远离纤维纱束编织层27的一侧；

在本实施方式中，后缘下层作动单元24包括：后缘下层形状记忆合金丝24a，后缘下层半导体制冷板24b；其中，后缘下层半导体制冷板24b承靠在纤维纱束编织层27的侧面上，后缘下层形状记忆合金丝24a位于后缘下层半导体制冷板24b远离纤维纱束编织层27的一侧。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，前缘上层形状记忆合金丝21a至少部分包覆有第一绝缘层21a1。在本实施方式中，前缘上层形状记忆合金丝21a采用第一绝缘层21a1全包覆的形式，并且通过第一绝缘层21a1实现与柔性填充基体3的连接(例如，粘接)。在本实施方式中，第一绝缘层21a1采用柔性材料制成，可在保证绝缘效果的情况下，将厚度设置为最薄的，即可达到又软又薄的状态，以方便前缘上层形状记忆合金丝21a的形变被传导至柔性填充基体3上，有效降低或避免了绝缘层对合金丝形变的影响。

在本实施方式中，前缘上层半导体制冷板21b设置有第一容纳槽21b1；其中，第一容纳槽21b1与第一绝缘层21a1相对应的设置，用于第一绝缘层21a1的部分嵌入设置，以实现第一绝缘层21a1与前缘上层半导体制冷板21b的连接；进而有效降低了前缘上层形状记忆合金丝21a相对于前缘上层半导体制冷板21b的距离。在另一种实施方式中，第一绝缘层21a1的一侧设置为平面结构，进而在降低前缘上层形状记忆合金丝21a与前缘上层半导体制冷板21b的距离的同时，可通过平面实现与前缘上层半导体制冷板21b的连接(如粘接)。

在本实施方式中，前缘上层半导体制冷板21b包括：多个前缘上层半导体制冷单元；其中，多个前缘上层半导体制冷单元沿平面依次通过边缘连接组成整个前缘上层半导体制冷板21b。在本实施方式中，相邻的前缘上层半导体制冷单元之间的边缘通过铰接方式连接。通过多个前缘上层半导体制冷单元铰接的方式，使得前缘上层半导体制冷板21b能够产生变形，进而可方便的实现前缘上层形状记忆合金丝21a的形变传递至纤维纱束编织层27和柔性填充基体3上，避免了前缘上层半导体制冷板21b对形变的影响。在另一种实施方式中，相邻的前缘上层半导体制冷单元之间的边缘可通过柔性材料条连接(例如，采用具有一定宽度的橡胶条在相邻前缘上层半导体制冷单元之间设置，并通过粘接的方式实现连接)。

在另一种实施方式中，前缘上层半导体制冷板21b包括：多个前缘上层半导体制冷单元和柔性连接板；其中。多个前缘上层半导体制冷单元沿前缘上层形状记忆合金丝21a的延伸方向，依次的排列设置，以形成用于对前缘上层形状记忆合金丝21a进行温度调节的组件，沿前缘上层形状记忆合金丝21a的延伸方向，相邻的前缘上层半导体制冷单元则可通过铰接或柔性材料条连接，而其余位置则通过柔性连接板连接(即在柔性连接板上留出用于安装前缘上层半导体制冷单元的安装位，通过嵌入的方式安装前缘上层半导体制冷单元)，以实现整个前缘上层半导体制冷板21b的成型。在本实施方式中，柔性连接板可采用橡胶板体。通过上述设置，进一步有效的保证了对前缘上层形状记忆合金丝21a的温控区域的同时，进一步有效的提高了前缘上层半导体制冷板21b的整体柔性，使得其对形变的传导更为有益。当然，还可在柔性连接板的侧面上沿前缘上层形状记忆合金丝21a的延伸方向依次粘接前缘上层半导体制冷单元的方式实现前缘上层半导体制冷板21b的成型，通过这种方式可以更好的控制相邻前缘上层半导体制冷单元之间的间隔距离。

在本实施方式中，前缘下层形状记忆合金丝22a至少部分包覆有第二绝缘层22a1；在本实施方式中，前缘下层形状记忆合金丝22a采用第二绝缘层22a1全包覆的形式，并且通过第二绝缘层22a1实现与柔性填充基体3的连接(例如，粘接)。在本实施方式中，第二绝缘层22a1采用柔性材料制成，可在保证绝缘效果的情况下，将厚度设置为最薄的，即可达到又软又薄的状态，以方便前缘下层形状记忆合金丝22a的形变被传导至柔性填充基体3上，有效降低或避免了绝缘层对合金丝形变的影响。

在本实施方式中，前缘下层半导体制冷板22b设置有第二容纳槽22b1；其中，第二容纳槽22b1与第二绝缘层22a1相对应的设置，用于第二绝缘层22a1的部分嵌入设置，以实现第二绝缘层22a1与前缘下层半导体制冷板22b的连接；进而有效降低了前缘下层形状记忆合金丝22a相对于前缘下层半导体制冷板22b的距离。在另一种实施方式中，第二绝缘层22a1的一侧设置为平面结构，进而在降低前缘下层形状记忆合金丝22a与前缘下层半导体制冷板22b的距离的同时，可通过平面实现与前缘下层半导体制冷板22b的连接(如粘接)。

在本实施方式中，前缘下层半导体制冷板22b包括：多个前缘下层半导体制冷单元；其中，多个前缘下层半导体制冷单元沿平面依次通过边缘连接组成整个前缘下层半导体制冷板22b。在本实施方式中，相邻的前缘下层半导体制冷单元之间的边缘通过铰接方式连接。通过多个前缘下层半导体制冷单元铰接的方式，使得前缘下层半导体制冷板22b能够产生变形，进而可方便的实现前缘下层形状记忆合金丝22a的形变传递至纤维纱束编织层27和柔性填充基体3上，避免了前缘下层半导体制冷板22b对形变的影响。在另一种实施方式中，相邻的前缘下层半导体制冷单元之间的边缘可通过柔性材料条连接(例如，采用具有一定宽度的橡胶条在相邻前缘下层半导体制冷单元之间设置，并通过粘接的方式实现连接)。

在另一种实施方式中，前缘下层半导体制冷板22b包括：多个前缘下层半导体制冷单元和柔性连接板；其中。多个前缘下层半导体制冷单元沿前缘下层形状记忆合金丝22a的延伸方向，依次的排列设置，以形成用于对前缘下层形状记忆合金丝22a进行温度调节的组件，沿前缘下层形状记忆合金丝22a的延伸方向，相邻的前缘下层半导体制冷单元则可通过铰接或柔性材料条连接，而其余位置则通过柔性连接板连接(即在柔性连接板上留出用于安装前缘下层半导体制冷单元的安装位，通过嵌入的方式安装前缘下层半导体制冷单元)，以实现整个前缘下层半导体制冷板22b的成型。在本实施方式中，柔性连接板可采用橡胶板体。通过上述设置，进一步有效的保证了对前缘下层形状记忆合金丝22a的温控区域的同时，进一步有效的提高了前缘下层半导体制冷板22b的整体柔性，使得其对形变的传导更为有益。当然，还可在柔性连接板的侧面上沿前缘下层形状记忆合金丝22a的延伸方向依次粘接前缘下层半导体制冷单元的方式实现前缘下层半导体制冷板22b的成型，通过这种方式可以更好的控制相邻前缘下层半导体制冷单元之间的间隔距离。

在本实施方式中，后缘上层形状记忆合金丝23a至少部分包覆有第三绝缘层23a1。在本实施方式中，后缘上层形状记忆合金丝23a采用第三绝缘层23a1全包覆的形式，并且通过第三绝缘层23a1实现与柔性填充基体3的连接(例如，粘接)。在本实施方式中，第三绝缘层23a1采用柔性材料制成，可在保证绝缘效果的情况下，将厚度设置为最薄的，即可达到又软又薄的状态，以方便后缘上层形状记忆合金丝23a的形变被传导至柔性填充基体3上，有效降低或避免了绝缘层对合金丝形变的影响。

在本实施方式中，后缘上层半导体制冷板23b设置有第三容纳槽23b1；其中，第三容纳槽23b1与第三绝缘层23a1相对应的设置，用于第三绝缘层23a1的部分嵌入设置，以实现第三绝缘层23a1与后缘上层半导体制冷板23b的连接；进而有效降低了后缘上层形状记忆合金丝23a相对于后缘上层半导体制冷板23b的距离。在另一种实施方式中，第三绝缘层23a1的一侧设置为平面结构，进而在降低后缘上层半导体制冷板23b与后缘上层半导体制冷板23b的距离的同时，可通过平面实现与后缘上层半导体制冷板23b的连接(如粘接)。

在本实施方式中，后缘上层半导体制冷板23b包括：多个后缘上层半导体制冷单元；其中，多个后缘上层半导体制冷单元沿平面依次通过边缘连接组成整个后缘上层半导体制冷板23b。在本实施方式中，相邻的后缘上层半导体制冷单元之间的边缘通过铰接方式连接。通过多个后缘上层半导体制冷单元铰接的方式，使得后缘上层半导体制冷板23b能够产生变形，进而可方便的实现后缘上层形状记忆合金丝23a的形变传递至纤维纱束编织层27和柔性填充基体3上，避免了后缘上层半导体制冷板23b对形变的影响。在另一种实施方式中，相邻的后缘上层半导体制冷单元之间的边缘可通过柔性材料条连接(例如，采用具有一定宽度的橡胶条在相邻后缘上层半导体制冷单元之间设置，并通过粘接的方式实现连接)。

在另一种实施方式中，后缘上层半导体制冷板23b包括：多个后缘上层半导体制冷单元和柔性连接板；其中。多个后缘上层半导体制冷单元沿后缘上层形状记忆合金丝23a的延伸方向，依次的排列设置，以形成用于对后缘上层形状记忆合金丝23a进行温度调节的组件，沿后缘上层形状记忆合金丝23a的延伸方向，相邻的后缘上层半导体制冷单元则可通过铰接或柔性材料条连接，而其余位置则通过柔性连接板连接(即在柔性连接板上留出用于安装后缘上层半导体制冷单元的安装位，通过嵌入的方式安装后缘上层半导体制冷单元)，以实现整个后缘上层半导体制冷板23b的成型。在本实施方式中，柔性连接板可采用橡胶板体。通过上述设置，进一步有效的保证了对后缘上层形状记忆合金丝23a的温控区域的同时，进一步有效的提高了后缘上层半导体制冷板23b的整体柔性，使得其对形变的传导更为有益。当然，还可在柔性连接板的侧面上沿后缘上层形状记忆合金丝23a的延伸方向依次粘接后缘上层半导体制冷单元的方式实现后缘上层半导体制冷板23b的成型，通过这种方式可以更好的控制相邻后缘上层半导体制冷单元之间的间隔距离。

在本实施方式中，后缘下层形状记忆合金丝24a至少部分包覆有第四绝缘层24a1。在本实施方式中，后缘下层形状记忆合金丝24a采用第四绝缘层24a1全包覆的形式，并且通过第四绝缘层24a1实现与柔性填充基体3的连接(例如，粘接)。在本实施方式中，第四绝缘层24a1采用柔性材料制成，可在保证绝缘效果的情况下，将厚度设置为最薄的，即可达到又软又薄的状态，以方便后缘下层形状记忆合金丝24a的形变被传导至柔性填充基体3上，有效降低或避免了绝缘层对合金丝形变的影响。

在本实施方式中，后缘下层半导体制冷板24b设置有第四容纳槽24b1；其中，第四容纳槽24b1与第四绝缘层24a1相对应的设置，用于第四绝缘层24a1的部分嵌入设置，以实现第四绝缘层24a1与前缘下层半导体制冷板22b的连接；进而有效降低了后缘下层形状记忆合金丝24a相对于后缘下层半导体制冷板24b的距离。在另一种实施方式中，第四绝缘层24a1的一侧设置为平面结构，进而在降低后缘下层形状记忆合金丝24a与后缘下层半导体制冷板24b的距离的同时，可通过平面实现与后缘下层半导体制冷板24b的连接(如粘接)。

在本实施方式中，后缘下层半导体制冷板24b包括：多个后缘下层半导体制冷单元；其中，多个后缘下层半导体制冷单元沿平面依次通过边缘连接组成整个后缘下层半导体制冷板24b。在本实施方式中，相邻的后缘下层半导体制冷单元之间的边缘通过铰接方式连接。通过多个后缘下层半导体制冷单元铰接的方式，使得后缘下层半导体制冷板24b能够产生变形，进而可方便的实现后缘下层形状记忆合金丝24a的形变传递至纤维纱束编织层27和柔性填充基体3上，避免了后缘下层半导体制冷板24b对形变的影响。在另一种实施方式中，相邻的后缘下层半导体制冷单元之间的边缘可通过柔性材料条连接(例如，采用具有一定宽度的橡胶条在相邻后缘下层半导体制冷单元之间设置，并通过粘接的方式实现连接)。

在另一种实施方式中，后缘下层半导体制冷板24b包括：多个后缘下层半导体制冷单元和柔性连接板；其中。多个后缘下层半导体制冷单元沿后缘下层形状记忆合金丝24a的延伸方向，依次的排列设置，以形成用于对后缘下层形状记忆合金丝24a进行温度调节的组件，沿后缘下层形状记忆合金丝24a的延伸方向，相邻的后缘下层半导体制冷单元则可通过铰接或柔性材料条连接，而其余位置则通过柔性连接板连接(即在柔性连接板上留出用于安装后缘下层半导体制冷单元的安装位，通过嵌入的方式安装后缘下层半导体制冷单元)，以实现整个后缘下层半导体制冷板24b的成型。在本实施方式中，柔性连接板可采用橡胶板体。通过上述设置，进一步有效的保证了对后缘下层形状记忆合金丝24a的温控区域的同时，进一步有效的提高了后缘下层半导体制冷板24b的整体柔性，使得其对形变的传导更为有益。当然，还可在柔性连接板的侧面上沿后缘下层形状记忆合金丝24a的延伸方向依次粘接前缘下层半导体制冷单元的方式实现后缘下层半导体制冷板24b的成型，通过这种方式可以更好的控制相邻前缘下层半导体制冷单元之间的间隔距离。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，舵面作动装置2还包括：第一保护膜28和第二保护膜29。在本实施方式中，第一保护膜28贴附在前缘上层形状记忆合金丝21a和后缘上层形状记忆合金丝23a上，其中，第一保护膜28处于前缘上层形状记忆合金丝21a远离前缘上层半导体制冷板21b的一侧和处于后缘上层形状记忆合金丝23a远离后缘上层半导体制冷板23b的一侧，进而实现对前缘上层形状记忆合金丝21a和后缘上层形状记忆合金丝23a的保护。

在本实施方式中，第二保护膜29贴附在前缘下层形状记忆合金丝22a和后缘下层形状记忆合金丝24a上。其中，第二保护膜29处于前缘下层形状记忆合金丝22a远离前缘下层半导体制冷板22b的一侧和处于后缘下层形状记忆合金丝24a远离后缘下层半导体制冷板24b的一侧，进而实现对前缘下层形状记忆合金丝22a和后缘下层形状记忆合金丝24a的保护。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，纤维纱束编织层27包括：弦向纤维纱束271和展向纤维纱束272。在本实施方式中，弦向纤维纱束271和展向纤维纱束272采用平纹编制。在本实施方式中，弦向纤维纱束271和展向纤维纱束272均采用绝缘且绝热的材料制成，且弦向纤维纱束271和展向纤维纱束272均具有一定的弹性。通过上述设置，实现了纤维纱束编织层27上下两侧的绝缘和隔热效果，同时还能够采用平纹编制的方式实现各个方向均具有良好弹性的特点，易于各个方向的变形，进一步对保证本发明形状的灵活变化有益。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，柔性填充基体3采用橡胶基体。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，前缘上层形状记忆合金丝21a、前缘下层形状记忆合金丝22a、后缘上层形状记忆合金丝23a和后缘下层形状记忆合金丝24a分别为U型结构。通过上述设置，有效保证了各合金丝在长度方向具有充足的伸缩长度，对保证本发明变形动作的灵活有益。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，控制单元25包括：外壳体251，设置在外壳体251一侧的电源正极接线柱252和电源负极接线柱253，设置在外壳体251另一侧的多个合金丝正接线柱254，多个半导体制冷板正接线柱255和一个负接线柱256，分别与电源正极接线柱252、电源负极接线柱253、合金丝正接线柱254、半导体制冷板正接线柱255相连通的控制电路。在本实施方式中，负接线柱256在外壳体251的侧面中心设置，合金丝正接线柱254和半导体制冷板正接线柱255在负接线柱256的周围设置。其中。多个合金丝正接线柱254分别为：用于前缘上层形状记忆合金丝21a的第一合金丝正接线柱，用于前缘下层形状记忆合金丝22a的第二合金丝正接线柱，用于后缘上层形状记忆合金丝23a的第三合金丝正接线柱，用于后缘下层形状记忆合金丝24a的第四合金丝正接线柱；多个半导体制冷板正接线柱255分别为：用于前缘上层半导体制冷板21b的第一半导体制冷板正接线柱，用于前缘下层半导体制冷板22b的第二半导体制冷板正接线柱，用于后缘上层半导体制冷板23b的第三半导体制冷板正接线柱，用于后缘下层半导体制冷板24b的第四半导体制冷板正接线柱。

在本实施方式中，为方便接线柱与作动单元的连接，合金丝正接线柱254和半导体制冷板正接线柱255以分组的形式在负接线柱256的周围分布，其中，第一合金丝正接线柱和第一半导体制冷板正接线柱相邻设置且构成第一组，第二合金丝正接线柱和第二半导体制冷板正接线柱相邻设置且构成第二组，第三合金丝正接线柱和第三半导体制冷板正接线柱相邻设置且构成第三组，第四合金丝正接线柱和第四半导体制冷板正接线柱相邻设置且构成第四组。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，根据本发明的一种实施方式，为方便负接线柱256与形状记忆合金丝和半导体制冷板的连接，与形状记忆合金丝相对应的设置有形状记忆合金负极接线框2a，与半导体制冷板相对应的设置有半导体制冷板负极接线框2b。在本实施方式中，形状记忆合金负极接线框2a和半导体制冷板负极接线框2b可设置为规则框体(例如，矩形框、圆形框)，当然也可以为异形框体。

结合图1和图8所示，根据本发明的一种实施方式，本发明提供一种采用前述的柔性复合材料变形作动舵面的飞行器，包括：弹体a和柔性复合材料变形作动舵面b。在本实施方式中，柔性复合材料变形作动舵面b与弹体a尾部的侧面相连接；舵面作动装置2中的控制单元25和电源26位于弹体a内。

为进一步说明本发明，对其执行流程做进一步阐述。

在地面准备阶段完成柔性复合材料变形作动舵面动作的程序设计、设备安装、调试及检查等工作；当采用本发明的柔性复合材料变形作动舵面的火箭、导弹等飞行器起飞后，在飞行过程中需要舵面发生变形，如进行高度方向机动需要增加弯度以提高升力时，飞控将所需的偏转方案传输并转换得相映控制信号，对舵面作动装置2的电源26的输出进行调整。飞行器在受到扰动时，电源26输出电流至控制单元25，控制单元25相应接线柱(即合金丝正接线柱254和半导体制冷板正接线柱255)通过电源26的连接线对前缘上层形状记忆合金丝21a、前缘下层形状记忆合金丝22a、后缘上层形状记忆合金丝23a和后缘下层形状记忆合金丝24a通电加热使其伸长，前缘上层半导体制冷板21b、前缘下层半导体制冷板22b、后缘上层半导体制冷板23b和后缘下层半导体制冷板24b通电使其冷却，使得相应的形状记忆合金丝缩短，进一步的，通过形状记忆合金丝的伸长与缩短带动与其连接的纤维纱束编织层27中的弦向纤维纱束271、展向纤维纱束272，以及带动填充的柔性填充基体3产生形变，由此，实现不同位置形状记忆合金丝的形变产生整个舵面的不同形变，从而达到调整飞行器飞行姿态的目的，使其快速适应不同飞行环境。

基于此，上述执行流程的具体操作步骤包括：

步骤一：基于飞行器任务需要完成舵面作动装置2的搭建。根据任务飞行剖面或试验方案完成控制方案的设计以及控制程序的编写；在弹体a内部合适位置安装电源26和控制单元25，依次连接电源26与控制单元25、控制单元25表面各正极接线柱(即合金丝正接线柱254和半导体制冷板正接线柱255)与各部分形状记忆合金丝和半导体制冷板、负接线柱256与形状记忆合金负极接线框2a和半导体制冷板负极接线框2b之间直接连接，或采用引线连接；

步骤二：对柔性复合材料变形作动舵面进行组装，以实现上述电流温控的变形作动效果，即其展向与弦向迎风面积的增加可通过电源26输入电流，控制单元25对输入的电流进行控制实现相应形状记忆合金丝的通电加热使其伸长来实现无弯曲度的舵面迎风面积增加；相应的，舵面展向与弦向迎风面积的缩小则可通过电源26输入电流，控制单元25对输入的电流进行控制实现相应半导体制冷板的通电冷却，使得相应形状记忆合金丝缩短来实现无弯曲度的舵面迎风面积减小；

若舵面需要在展向增加弯度，则需要对前缘上层形状记忆合金丝21a和后缘上层形状记忆合金丝23a通电加热，使得前缘和后缘上层的形状记忆合金丝伸长，前缘和后缘下层的形状记忆合金丝长度不变，同时通过弦向纤维纱束、展向纤维纱束和柔性填充基体3的挤压拉伸变形，实现机翼的上下弯曲，使得翼尖向下弯曲，若是所需要的舵面变形幅度较大，可同时对前缘下层半导体制冷板22b和后缘下层半导体制冷板24b通电流进行冷却使得前缘和后缘下层形状记忆合金丝收缩；若是对前缘下层形状记忆合金丝22a和后缘下层形状记忆合金丝24a通电加热，使得前缘和后缘上层的形状记忆合金丝长度不变，则前缘下层形状记忆合金丝22a和后缘下层形状记忆合金丝24a伸长，从而实现翼尖向上的弯曲，形成上反翼，若是所需要的舵面变形幅度较大，可同时对前缘上层半导体制冷板21b和后缘上层半导体制冷板23b通电流进行冷却使得前缘和后缘上层是形状记忆合金丝收缩；

进一步的，类似飞机下降时需要将机翼前缘放下来，增加迎风面积和弯度，从而增加阻力，在飞行器飞行高度下降时，为适应飞行环境的变化，可保持后缘上层和后缘下层的形状记忆合金丝形状不变，对前缘上层形状记忆合金丝21a通电加热使其伸长，对前缘下层半导体制冷板22b通电使其冷却，从而使前缘下层形状记忆合金丝22a缩短，使得舵面整体向下变形，增加弯度；

进一步的，若是类似飞机以增加襟翼的形式来增加机翼面积与弯度，可保持前缘上层和前缘下层的形状记忆合金丝形状不变，对后缘上层形状记忆合金丝23a通电加热使其伸长，对后缘下层半导体制冷板24b通电使其冷却，从而使后缘下层形状记忆合金丝24a缩短，使得舵面产生相应变形。

步骤三：地面测试。在地面通过半实物仿真系统或相关装置改变姿态，观察舵面变形机构是否按预期产生所需的变形，若存在异常情况，则需返回前述步骤查找问题。

步骤四：实飞试验。实际飞行过程中，飞行器执行预定飞行程序，舵面变形机构将根据相应的方案发生舵面弯度、展长与偏转等变形，保存试验过程的记录与相关数据，以备后续处理与分析。

步骤五：设备维护。完成试验后对整套装置的完整性进行评估，以确定是否需要对部分易损耗的结构与电子器件进行修复或替换。

上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。