本發(fā)明屬于飛機(jī)配件領(lǐng)域，涉及飛機(jī)起落架，尤其是一種用于飛機(jī)起落架的旋板式磁流變減擺器。

背景技術(shù)：

前三點(diǎn)式起落架布局的飛機(jī)，在起飛以及著陸滑跑過程中，前輪會(huì)發(fā)生偏離其中立位置的劇烈側(cè)向擺動(dòng)。這種擺動(dòng)主要來源于起落架擺動(dòng)部分繞其定向軸交變地轉(zhuǎn)動(dòng)，以及輪胎和地面接觸部分相應(yīng)發(fā)生的交變變形。飛機(jī)前輪擺振是由起落架緩沖支柱、前輪的側(cè)向振動(dòng)與圍繞支柱軸線的前輪扭轉(zhuǎn)振動(dòng)相互耦合所引起的一種非常復(fù)雜的自激振動(dòng)，維持這種自激振動(dòng)的能量是由飛機(jī)滑跑過程中地面作用在輪胎上的力和力矩提供的。

前起落架擺振現(xiàn)象會(huì)造成起落架劇烈振動(dòng)，該振動(dòng)與機(jī)輪滾轉(zhuǎn)方向垂直且其振幅迅速增大，同時(shí)引起機(jī)身的劇烈抖動(dòng)，不僅對(duì)飛機(jī)起飛和著落時(shí)的地面高速滑跑穩(wěn)定性和操縱性具有重要影響，而且會(huì)增加起落架及機(jī)身結(jié)構(gòu)的交變應(yīng)力，增加疲勞損傷，減短使用壽命，甚至可能引起機(jī)身部件和起落架的結(jié)構(gòu)性破壞和事故的發(fā)生。最嚴(yán)重時(shí)，可直接導(dǎo)致飛機(jī)失事。

國(guó)內(nèi)、外很多飛機(jī)在研制和使用中都發(fā)生過不同程度的擺振。我國(guó)的j-8、y-11、y-12等飛機(jī)在研制中，j-5、j-6、ty-4等飛機(jī)在使用中都遇到過不同程度的擺振問題；美國(guó)c-119、f7u-3、l-1011等飛機(jī)在研制中也發(fā)生過擺振。再如我國(guó)某型號(hào)飛機(jī)的研制試飛過程中曾因發(fā)生前輪擺振而造成空速管斷裂，而頻繁發(fā)生的擺振所產(chǎn)生的疲勞斷裂影響則大大降低了該型號(hào)飛機(jī)起落架的使用壽命?？傊拜啍[振是一種非常有害的自激振動(dòng)，必須在設(shè)計(jì)階段即加以防止。

目前，防止前起落架擺振的常用有效措施是安裝減擺器或者使用轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)進(jìn)行減擺,以及在起落架設(shè)計(jì)階段進(jìn)行優(yōu)化。減擺器一般分為活塞式和旋板式，旋板式中應(yīng)用較多的是油液式減擺器，這種節(jié)流孔通常是隨溫度變化而被動(dòng)調(diào)節(jié)的，由于在限油活門桿周圍安裝兩種膨脹系數(shù)不同的調(diào)節(jié)彈簧，彈簧會(huì)隨溫度變化而偏轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)阻尼力，傳統(tǒng)的減擺器調(diào)節(jié)范圍有限，且結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的是在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，提供一種具有阻尼特性好、阻尼可調(diào)的旋板式磁流變減擺器，本發(fā)明取代傳統(tǒng)的活塞式油液減擺器，用更為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其半主動(dòng)控制，以削弱飛機(jī)滑跑時(shí)前輪的擺振現(xiàn)象。

本發(fā)明的方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于飛機(jī)起落架的旋板式磁流變減擺器，包括缸筒、端蓋、定子組件以及轉(zhuǎn)子組件，所述缸筒的兩端部同軸密封安裝端蓋，每個(gè)端蓋里側(cè)的缸筒內(nèi)對(duì)稱固裝定子組件，兩個(gè)定子組件之間的缸筒內(nèi)同軸穿裝傳動(dòng)軸，其兩端部均位于缸筒外部，該缸筒內(nèi)的傳動(dòng)軸上安裝有轉(zhuǎn)子組件，傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件在缸筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)軸的一端部安裝雙搖桿機(jī)構(gòu)。

而且，所述定子組件包括法蘭盤和隔板，該法蘭盤安裝在端蓋里側(cè)的缸筒端部，該法蘭盤的里端面圓周均布固裝四個(gè)隔板，每個(gè)隔板插裝于缸筒內(nèi)壁。

而且，所述轉(zhuǎn)子組件包括扇葉和隔磁盤，所述傳動(dòng)軸上同軸交錯(cuò)固裝兩組扇葉，每組扇葉為四爪結(jié)構(gòu)，兩組扇葉之間的傳動(dòng)軸上裝夾一工字型的隔磁盤，對(duì)應(yīng)隔磁盤的傳動(dòng)軸凹槽內(nèi)纏繞有勵(lì)磁線圈；每組扇葉的外緣插裝隔磁榫片，每個(gè)隔磁榫片與缸筒內(nèi)壁形成一定的間隙。

而且，所述扇葉的張角為50度，最大擺角為15度。

而且，所述間隙為1毫米、0.7毫米、0.5毫米、0.2毫米。

而且，所述傳動(dòng)軸的兩端部與端蓋之間安裝軸承，該軸承里側(cè)的傳動(dòng)軸上安裝有固定扇葉的鎖母。

而且，所述傳動(dòng)軸中部制有中心孔，該中心孔內(nèi)穿裝有用于與勵(lì)磁線圈連接的導(dǎo)線。

而且，所述傳動(dòng)軸的左側(cè)同軸安裝一扭簧，該扭簧的一端部固定于傳動(dòng)軸，該扭簧的另一端部固定于端蓋。

而且，位于右側(cè)的端蓋徑向安裝放氣螺釘。

而且，所述隔磁盤的外緣均布制有凹槽，扇葉與隔磁盤之間采用o型圈密封。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1、本發(fā)明采用旋板式磁流變減擺器，具有出力大，功耗低，可調(diào)范圍大，響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，并且可以根據(jù)前輪旋轉(zhuǎn)角度主動(dòng)控制阻尼力大小。

2、本發(fā)明減擺器的阻尼力具有多種調(diào)節(jié)方式，一是通過更換榫片型號(hào)尺寸來改變節(jié)流縫隙的間距以實(shí)現(xiàn)初始阻尼的調(diào)節(jié)；二是通過調(diào)節(jié)輸入電流來改變阻尼通道間隙處磁流變液的剪切屈服強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)減擺器阻尼力的調(diào)節(jié)；三是通過外加的一組扭簧可實(shí)現(xiàn)初始調(diào)中，在外加扭矩的情況下，可增大可變初始阻尼力。

3、本發(fā)明的阻尼縫隙采用不等高結(jié)構(gòu)，在榫槽處加裝了隔磁的榫片，由于葉片的寬度較大，造成阻尼縫隙的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，會(huì)降低響應(yīng)速度；增加阻尼縫隙的高度，容易導(dǎo)致阻尼力的降低。采用不等高的阻尼縫隙能夠兼顧響應(yīng)速度和阻尼力的可控性；榫片是可以根據(jù)需要更換的，便于調(diào)節(jié)初始阻尼力，還可防止磁飽和現(xiàn)象。

4、本發(fā)明采用扇葉與缸體縫隙和葉片間縫隙相結(jié)合方式，能增強(qiáng)磁液流動(dòng)性，防止磁粒在扇葉根部堆積現(xiàn)象。

5、本發(fā)明中轉(zhuǎn)子組件的扇葉采用四爪結(jié)構(gòu)，根據(jù)所研究機(jī)型，實(shí)際擺角為5度，經(jīng)過雙搖桿機(jī)構(gòu)傳遞，減擺器擺角被放大到15度，增加了磁液流量，進(jìn)而增大了阻尼力，也增加了散熱效果。扇葉交錯(cuò)對(duì)接方式。加載電流之后，磁場(chǎng)大多沿著缸體形成回路，但仍有小部分直接從磁液流過，降低了磁場(chǎng)利用率，采用交錯(cuò)對(duì)接，可減少導(dǎo)磁體間的正對(duì)面積，進(jìn)而減小流經(jīng)磁液的磁場(chǎng)，增大了磁場(chǎng)利用率。

6、本發(fā)明的隔磁盤外緣制有一周凹槽，隨導(dǎo)磁扇葉一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，除了引導(dǎo)磁感線走向外，還能起到一定阻尼作用，增大輸出了阻尼力矩。

7、本發(fā)明是一種半主動(dòng)擺振控制裝置，能保證零磁場(chǎng)條件下的最小阻尼，又可增加減擺器的阻尼力的調(diào)節(jié)范圍，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、體積小、響應(yīng)快、阻尼力在較大范圍內(nèi)連續(xù)順逆可調(diào)、良好的溫度穩(wěn)定性以及易于與計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)智能化控制等優(yōu)良特性，可以克服傳統(tǒng)被動(dòng)阻尼器狀態(tài)反饋量難測(cè)、主動(dòng)控制力能耗大以及時(shí)滯與溢出等缺陷，適用于作為結(jié)構(gòu)擺振控制的作動(dòng)器。由于其良好的控制效果，磁流變減擺器在擺振控制中有很大的優(yōu)越性，應(yīng)用前景十分廣泛。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的剖視圖；

圖3是圖2的a-a向剖視圖；

圖4是圖2中轉(zhuǎn)子組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-雙搖桿機(jī)構(gòu)、2-端蓋、3-缸筒、4-傳動(dòng)軸、5-法蘭盤、6-隔磁盤、7-扇葉、8-隔磁榫片、9-軸承、10-平鍵、11-放氣螺釘、12-勵(lì)磁線圈、13-鎖母、14-中心孔、15-扭簧、16-磁流變液、17-隔板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

一種用于飛機(jī)起落架的旋板式磁流變減擺器，如圖1、圖2所示，包括導(dǎo)磁材料制成的缸筒3、隔磁材料制成的端蓋2、定子組件以及轉(zhuǎn)子組件，所述缸筒的兩端部同軸密封安裝端蓋，每個(gè)端蓋里側(cè)的缸筒內(nèi)對(duì)稱固裝定子組件，兩個(gè)定子組件之間的缸筒內(nèi)同軸穿裝傳動(dòng)軸4，該傳動(dòng)軸為階梯結(jié)構(gòu)，其兩端部均位于缸筒外部，該缸筒內(nèi)的傳動(dòng)軸上安裝有轉(zhuǎn)子組件，傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件在缸筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)軸的一端部安裝雙搖桿機(jī)構(gòu)1。

所述定子組件包括法蘭盤5和隔板17，如圖2、圖3所示，該法蘭盤安裝在端蓋里側(cè)的缸筒端部，該法蘭盤的里端面圓周均布固裝四個(gè)隔板，四個(gè)隔板將缸筒分為四個(gè)工作腔，每個(gè)隔板插裝于缸筒內(nèi)壁，用于法蘭盤的轉(zhuǎn)動(dòng)限位。

所述轉(zhuǎn)子組件包括扇葉7和隔磁盤6，所述傳動(dòng)軸上同軸交錯(cuò)固裝兩組扇葉，每組扇葉為四爪結(jié)構(gòu)，張角為50度，最大擺角為15度，兩組扇葉之間的傳動(dòng)軸上裝夾有一個(gè)工字型的隔磁盤，對(duì)應(yīng)隔磁盤的傳動(dòng)軸凹槽內(nèi)纏繞有勵(lì)磁線圈12，該勵(lì)磁線圈的線圈匝數(shù)為600匝，漆包銅線直徑為0.25毫米，密閉的缸筒內(nèi)充滿磁流變液16；所述隔磁盤用于引導(dǎo)磁路走向，其根部起到密封線圈的作用。每組扇葉的外緣可插裝不同厚度的隔磁榫片8，該隔磁榫片與缸筒內(nèi)壁形成的間隙為：1毫米、0.7毫米、0.5毫米、0.2毫米。

所述傳動(dòng)軸的兩端部與端蓋之間安裝軸承9，該軸承里側(cè)的傳動(dòng)軸上安裝有固定扇葉的鎖母13，該鎖母與扇葉之間安裝密封圈，本實(shí)施例附圖中通過兩個(gè)鎖母鎖緊扇葉，該傳動(dòng)軸中部制有中心孔14，該中心孔內(nèi)穿裝有用于與勵(lì)磁線圈連接的導(dǎo)線(圖中未示出)。

所述傳動(dòng)軸的左側(cè)同軸安裝一扭簧15，該扭簧的一端部固定于傳動(dòng)軸，該扭簧的另一端部固定于端蓋。該扭簧用于初始調(diào)中，保證扇葉開始時(shí)處于中位狀態(tài)，防止扇葉的旋轉(zhuǎn)角度過大與隔板發(fā)生碰撞，同時(shí)可以增大可變初始阻尼力。傳動(dòng)軸右側(cè)裝有一平鍵10，使輪轂和軸得以周向固定以傳遞扭矩。

位于右側(cè)的端蓋徑向安裝放氣螺釘11，其作用是：裝配端蓋時(shí)，在旋入過程中端蓋內(nèi)的空氣會(huì)一同進(jìn)入缸筒，會(huì)造成減擺器工作出力不穩(wěn)定，有噪音等現(xiàn)象。需設(shè)計(jì)放氣孔，排出多余氣體，端蓋安裝完畢后，再旋緊放氣螺釘。

所述隔磁盤的外緣均布制有凹槽，如圖4所示，可起到一定阻尼作用，扇葉與隔磁盤之間采用o型圈密封。

扇葉外緣的榫槽處插有隔磁的榫片,可根據(jù)需要更換型號(hào)尺寸,調(diào)節(jié)初始阻尼力,同時(shí)采用不等高結(jié)構(gòu)可有效防止磁飽和現(xiàn)象,兼顧響應(yīng)速度與阻尼力；所述缸筒內(nèi)壁與對(duì)稱的四爪扇葉外緣之間的縫隙形成環(huán)形阻尼通道。

本發(fā)明的工作原理為：

當(dāng)前輪發(fā)生擺振時(shí)，前起落架支柱上的防扭臂會(huì)帶動(dòng)雙搖桿機(jī)構(gòu),將力矩傳遞到減擺器傳動(dòng)軸上進(jìn)而帶動(dòng)四爪扇葉，使扇葉在缸筒內(nèi)以一定角度往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在扇葉的推動(dòng)下，形成兩個(gè)壓力不同的腔室，迫使高壓腔體內(nèi)的流體通過扇葉外緣與缸體內(nèi)壁之間形成的縫隙(即環(huán)形阻尼通道)進(jìn)入低壓腔體內(nèi)，流體在反復(fù)流經(jīng)節(jié)流縫隙過程中會(huì)產(chǎn)生作用力，該力會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)前起落架支柱軸線的阻尼力矩，由此抑制擺振，并且使擺振產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能耗散，從而起到減擺的作用。

本發(fā)明的傳動(dòng)軸通過雙搖桿機(jī)構(gòu)與前起落架筒壁相連，將勵(lì)磁線圈端頭接在一個(gè)輸出電流可調(diào)的穩(wěn)流直流電源正、負(fù)極上。通電流后，繞有勵(lì)磁線圈的傳動(dòng)軸產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁感線從軸一端出發(fā)，先后經(jīng)過扇葉、磁流變液、缸筒，并對(duì)稱流回傳動(dòng)軸的另一端，被磁化后的磁流變液粘度增大，從而獲得較大的阻力矩，然后通過調(diào)節(jié)電源的輸出電流，就能改變磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小，從而改變阻力矩，達(dá)到減擺的目的。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。