[發明專利]直升機旋翼槳葉后緣小翼的驅動方法及驅動裝置

無效

• 申請號: 201010190251.2
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101870359A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 夏品奇;王榮
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/68
• 分類號: B64C27/68
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及直升機設計制造技術領域，尤其涉及一種直升機旋翼槳葉后緣小翼的驅動方法。

背景技術

在槳葉上安裝后緣小翼的智能旋翼是一種基于智能材料驅動的自適應旋翼，通過智能材料驅動機構來主動控制后緣小翼俯仰或變距運動，從而改變槳葉升力面上的氣動載荷分布或產生附加的氣動力，達到延緩后行槳葉動態失速、提高直升機飛行速度、減小槳葉振動載荷、降低旋翼噪聲的目的。因此，帶后緣小翼的智能旋翼對提高直升機性能具有重大的潛在作用。另外，由于后緣小翼具有易于安裝、易于控制，且控制效果好等特點，帶后緣小翼的智能旋翼已成為一種較有前途的智能旋翼結構形式。

然而，智能材料驅動的最大問題是驅動位移很小，不能使后緣小翼的轉動達到所需要的偏轉角度。同時，受旋翼槳葉空間小的限制和后緣小翼驅動機構的重量限制，不可能把智能材料驅動機構的尺寸做得很大來滿足小翼偏轉角度的要求。因此，具有尺寸小、驅動位移大的智能材料驅動機構及其控制已成為發展智能旋翼的關鍵。

為了解決智能材料驅動位移很小的問題，目前，普遍采用機械放大機構的辦法來放大驅動位移的大小。很顯然，機械放大機構增加了重量、增加了驅動機構的復雜性，同時也受槳葉空間的限制，實際上是一種不現實的技術途徑。

雖然近年來，人們對各類智能材料的研究越來越深入，但仍沒有找到一種能夠滿足需求的智能材料，如何在現有智能材料的基礎上不需要增加機械放大機構就能實現直升機旋翼槳葉后緣小翼的驅動就成為了擺在技術人員面前的一道難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種在現有智能材料基礎上，不需要增加機械放大機構即可使直升機旋翼槳葉后緣小翼達到足夠大的偏轉角的驅動方法。

本發明是采取如下方案實現的：

一種直升機旋翼槳葉后緣小翼的驅動方法，其特征在于：通過壓電驅動裝置驅動直升機旋翼槳葉后緣小翼偏轉；該壓電驅動裝置的驅動電壓頻率等于由所述直升機旋翼槳葉后緣小翼和壓電驅動裝置所構成的系統的共振頻率。

壓電材料是現有智能材料中十分重要的一種，壓電驅動裝置的原理就是利用壓電材料所具有的逆壓電效應，將電能轉化為機械能或機械運動。同其它的智能材料驅動裝置一樣，壓電驅動裝置同樣具有驅動位移小的問題，在不加裝機械放大機構的情況下，同樣不能使直升機旋翼槳葉后緣小翼達到足夠的偏轉角。但通過逐步調整驅動電壓的頻率，我們發現在接近某一頻率(即共振頻率)時，直升機旋翼槳葉后緣小翼的偏轉角顯著增大，當到達共振頻率時，偏轉角達到最大值。

根據上述驅動方法提出一種直升機旋翼槳葉后緣小翼的驅動裝置的方案，具體如下：

一種直升機旋翼槳葉后緣小翼的驅動裝置，包括上下表面附著壓電聚合物層的彈性金屬梁、數字信號發生器、功率放大器和支架；彈性金屬梁的一端與支架固定連接，另一端與直升機旋翼槳葉后緣小翼簡支連接；直升機旋翼槳葉后緣小翼通過轉軸與支架連接，并可繞轉軸轉動；數字信號發生器的信號輸出端與功率放大器的輸入端電連接；功率放大器的輸出端的正負極分別與彈性金屬梁上、下表面的壓電聚合物層電連接。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明：

一種直升機旋翼槳葉后緣小翼的驅動裝置，如附圖1所示，包括：上下表面附著壓電聚合物層的彈性金屬梁4、數字信號發生器1、功率放大器2和支架3；彈性金屬梁4的一端與支架3固定連接，另一端與直升機旋翼槳葉后緣小翼5簡支連接；直升機旋翼槳葉后緣小翼5通過轉軸6與支架3連接，并可繞轉軸6轉動；數字信號發生器1的信號輸出端與功率放大器2的輸入端電連接；功率放大器的輸出端的正負極分別與彈性金屬梁4上、下表面的壓電聚合物層電連接。

在本具體實施方式中，彈性金屬梁4的材料為銅，當然也可以選用其它彈性金屬，例如鋁等；彈性金屬梁4的尺寸為：長度140毫米、寬度20毫米、厚度0.5毫米，這是為了配合具體使用的旋翼槳葉后緣小翼的尺寸，可以根據實際情況選取其它合適的尺寸；在彈性金屬梁4的上、下表面附著的壓電聚合物層并無具體限制，本實施方式中使用市場上可以買到的壓電聚合物雙晶片，上、下兩層的厚度均為0.38毫米。