[發明專利]一種變轉速剛性旋翼的后緣小翼的驅動機構

在審

• 申請號: 201611182142.X
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106741927A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 董凌華;楊衛東;周金龍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/51
• 分類號: B64C27/51;B64C27/473
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明屬于直升機領域的智能驅動機構，具體涉及適用于變轉速剛性旋翼的主動變形后緣小翼輕質驅動機構。

背景技術

直升機因其具有高效懸停、低速前飛等固定翼飛行器所不具備的性能，在軍用及民用領域得到了廣泛的應用。但是與固定翼飛行器相比，常規構型直升機在最大航程、航時等方面存在明顯的差距。導致這一問題的主要原因之一便是常規直升機旋翼轉速不能根據飛行狀態的變化適時作出調整。在常規直升機的設計階段，設計人員綜合考量直升機最大重量、最大前進速度、設計臨界高度等參數，確定直升機旋翼的額定轉速。除去自轉下滑等極限情況外，直升機在正常工作時旋翼轉速變化極小。固定的旋翼轉速為直升機旋翼、傳動系統的研制帶來了方便，但是，當旋翼工作在設計點以外的狀態時，可能會出現旋翼轉速與功率高于實際需用值的問題，造成燃料的浪費，降低了直升機的效率。

變轉速直升機的出現從根本上改善了直升機效率較低的問題，旋翼的轉速能夠根據飛行狀態的不同不斷調整，使旋翼總是處在最佳工作狀態。比如美國波音公司開發的A160T“蜂鳥”變轉速直升機，其設計航程超過4630千米，續航時間超過20小時，其旋翼轉速可以隨著飛行高度、起飛重量以及巡航速度的不同進行優化調整。

變轉速直升機改善了直升機的效率和性能，但是其振動問題十分突出。常規的旋翼減振措施如動力吸振器，主要是針對固定的旋翼轉速，通過吸收特定頻率的旋翼系統振動載荷以達到減振的目的，因此其有效工作頻率帶寬較窄。變轉速直升機旋翼工作轉速隨工作狀態的不同會在一個較大的范圍內變化，其旋翼振動載荷頻率也隨之發生較大改變，常規的旋翼減振措施很難滿足變轉速直升機旋翼減振需求。而主動后緣小翼控制技術已經在BO105直升機的試飛中得到驗證，具有寬頻帶范圍內的控制能力。

而變轉速剛性旋翼在結構設計上，對槳葉內部減振裝置的質量控制非常嚴格，如果嵌入過大的集中質量，將會對旋翼的、動特性、強度和疲勞設計提出過于苛刻的要求，反而與振動控制之間存在矛盾，因而，想采用主動后緣小翼技術控制變轉速剛性旋翼振動載荷，其驅動機構在可靠的控制輸出前提下，結構重量越輕越好。

發明內容

本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種變轉速剛性旋翼的后緣小翼的驅動機構，用于驅動后緣小翼的偏轉運動，通過后緣小翼偏轉運動產生的附加氣動載荷抵消部分旋翼振動載荷，達到減振的目的。

本發明公開了一種變轉速剛性旋翼的后緣小翼的驅動機構，包括固定框、驅動器、后緣小翼以及與固定框相配合的壓塊、楔形塊與鋼棒；所述的固定框包括與旋翼槳葉展向平行的前緣固定大梁、后緣橫梁及與旋翼槳葉弦向平行的加強翼肋，該固定框的上下表面與旋翼槳葉蒙皮相貼合；所述的前緣固定大梁位于固定框的前端，加強翼肋位于前緣展向大梁的兩端及中間，后緣橫梁位于加強翼肋的后緣處并與與前緣固定大梁平行；所述的驅動器包括驅動器基體鋼片以及粘貼在驅動器基體鋼片上方的壓電纖維片；驅動器基體鋼片的后端連接安裝后緣小翼后，由前端通過壓塊固定連接在固定框本體的前緣展向大梁上；壓電纖維片與后緣小翼之間的驅動器基體鋼片部分的上表面與固定框本體上的楔形塊相接觸，下表面與固定框本體上的鋼棒相接觸，鋼棒與楔形塊對驅動器基體鋼片夾持構成旋轉滑移鉸。

進一步改進，所述的固定框的前緣固定大梁前端設有與變轉速剛性旋翼槳葉的C形大梁緊密粘合的前緣大梁凹槽，后端設有固定壓塊的壓塊螺絲孔，并通過沉頭螺釘將壓塊固定在固定框本體上。

進一步改進，所述的加強翼肋上設有多個驅動器口蓋的口蓋安裝螺紋孔，其中靠近旋翼槳榖中心端的豎直加強翼肋上設有用于纏繞克服驅動器固定框離心力的單獨大梁帶的纏繞凹槽。

進一步改進，所述的加強翼肋的中后部開有安裝楔形塊的楔形塊槽，并通過沉頭螺釘將楔形塊固定在固定框本體上。

進一步改進，所述加強翼肋底部側面設有位于同一水平線上的用于固定鋼棒的安裝孔，其中最靠近旋翼槳尖處加強翼肋上的為盲孔，中間和右側支臂上的是通孔。

進一步改進，所述的驅動器基體鋼片的前端開有多個與壓塊螺絲孔相配合并起調節基體鋼片剛度作用的開槽，并降低了基體鋼片夾持端的彎曲剛度，在一定條件下可以增大后緣小翼的偏轉角度。

進一步改進，所述的楔形塊下表面與驅動器基體鋼片和壓電纖維片之間呈角度設置，防止基體鋼片變形與楔形塊下表面發生干涉。

進一步改進，所述的楔形塊的后緣設有壓緊驅動器基體鋼片的刀口。

本發明的工作原理在于：