專利名稱:直升機(jī)槳轂磁流變減擺器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的直升機(jī)槳轂磁流變減擺器，屬智能材料結(jié)構(gòu)和直升機(jī)槳轂減擺器。
二背景技術(shù)：
直升機(jī)槳轂減擺器是一種安裝在直升機(jī)旋翼槳轂并在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的擺振方向控制振動與穩(wěn)定性的阻尼器，通過消耗旋翼在擺振方向的振動能量來達(dá)到控制振動與穩(wěn)定性的目的，它是消除或控制直升機(jī)“地面共振”和“空中共振”的一種主要技術(shù)措施。世界上絕大多數(shù)的直升機(jī)都安裝槳轂減擺器。
目前，國內(nèi)外使用的槳轂減擺器主要有液壓減擺器和粘彈減擺器，還有少量的摩擦減擺器。這些減擺器有油液泄漏、特性受頻率、溫度和載荷狀況等環(huán)境影響的問題，也是被動式的阻尼裝置，即輸出阻尼力是固定不變的，缺乏適應(yīng)性。
本發(fā)明的磁流變減擺器結(jié)構(gòu)簡單、輕便，易于在槳轂上安裝；所需功率小，用普通電池就能提供工作電源；把電池安裝在槳轂上，還可避免由于旋翼旋轉(zhuǎn)帶來的輸電線路連接問題；適應(yīng)性強(qiáng)，只要對外加電流或電壓進(jìn)行適當(dāng)控制，這種槳轂減擺器就能產(chǎn)生所需的阻尼力矩，實現(xiàn)對旋翼擺振方向的振動和穩(wěn)定性進(jìn)行半主動控制，保證直升機(jī)在所有的工作狀態(tài)不發(fā)生“地面共振”和“空中共振”。
三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種由磁流變液智能材料制成的半主動直升機(jī)槳轂減擺器，輸出阻尼力矩隨外加電流變化、可控，適應(yīng)性強(qiáng)，能保證直升機(jī)在所有的工作狀態(tài)不發(fā)生“地面共振”和“空中共振”。
本發(fā)明的直升機(jī)槳轂磁流變減擺器，包括磁流變液、電磁鐵、銜鐵、旋轉(zhuǎn)軸、勵磁線圈、往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞、半圓形儲液器。所述磁流變液通過儲液器上端蓋的兩個注液孔注入到儲液器的內(nèi)腔中；所述半圓形儲液器的腔壁、上端蓋與置于半圓形儲液器內(nèi)腔中的銜鐵組成磁流變液回流通道；所述往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞與安裝在銜鐵上的旋轉(zhuǎn)軸相連并一起作往復(fù)旋轉(zhuǎn)，磁流變液隨往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞在磁流變液回流通道內(nèi)往復(fù)流動；所述勵磁線圈通電后產(chǎn)生磁場，使磁流變液的流變特性產(chǎn)生變化，由液態(tài)轉(zhuǎn)變成類固態(tài)；所述旋轉(zhuǎn)軸輸出阻尼力矩；所述勵磁線圈外置在減擺器結(jié)構(gòu)外部，易于線圈的散熱、維護(hù)和更換。
本發(fā)明的磁流變減擺器是一種由磁流變液智能材料制成的半主動阻尼作動器。磁流變液在無磁場作用時是一種粘性液體材料，能自由流動；當(dāng)受到磁場作用時，能在毫秒級的時間內(nèi)由液體變成類固體，只要幾伏電壓就能產(chǎn)生幾千牛頓的力。將可控的磁流變液封閉在減擺器結(jié)構(gòu)內(nèi)，制成旋轉(zhuǎn)式磁流變減擺器，是一種新的智能材料槳轂減擺器。只要對外加電流或電壓進(jìn)行適當(dāng)控制，這種槳轂減擺器就能產(chǎn)生所需的阻尼力矩，實現(xiàn)對旋翼擺振方向的振動和穩(wěn)定性進(jìn)行半主動控制。磁流變減擺器結(jié)構(gòu)簡單、輕便，易于在槳轂上安裝；所需功率小，用普通電池就能提供工作電源；把電池安裝在槳轂上，還可避免由于旋翼旋轉(zhuǎn)帶來的輸電線路連接問題；適應(yīng)性強(qiáng)，能保證直升機(jī)在所有的工作狀態(tài)不發(fā)生“地面共振”和“空中共振”。
四圖1是直升機(jī)槳轂磁流變減擺器結(jié)構(gòu)原理圖。圖1的標(biāo)號名稱1電磁鐵、2磁流變液回流通道、3銜鐵、4旋轉(zhuǎn)軸、5往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞、6勵磁線圈、7注液孔、8半圓形儲液器、9磁流變液、10磁力線。
五具體實施方式圖1是直升機(jī)槳轂磁流變減擺器結(jié)構(gòu)原理圖。根據(jù)附圖敘述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及實施步驟本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)是，勵磁線圈6安裝在減擺器的外部，磁流變液9通過儲液腔的兩個注液孔7注入到儲液器的內(nèi)腔中。半圓形儲液器8的腔壁、上端蓋和銜鐵3組成磁流變液回流通道2。往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞5與安裝在銜鐵3上的旋轉(zhuǎn)軸4相連并一起作往復(fù)旋轉(zhuǎn)，磁流變液9隨往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞5在磁流變液回流通道2內(nèi)往復(fù)流動。勵磁線圈6通電后產(chǎn)生磁場，使磁流變液9的流變特性產(chǎn)生變化，由液態(tài)轉(zhuǎn)變成類固態(tài)，改變阻尼大小。旋轉(zhuǎn)軸4輸出阻尼力矩。其中勵磁線圈安置在減擺器結(jié)構(gòu)外部，以利于線圈散熱、維護(hù)和更換。電磁鐵可選用45#鋼，磁流變液可采用MRF-122-2ED型。從注液孔用注射器將磁流變液注入減擺器的內(nèi)腔，用硅膠密封。將線圈導(dǎo)線接到直流電源，改變電流大小，即可改變旋轉(zhuǎn)軸的輸出阻尼力矩。
六、有益效果對研制的直升機(jī)槳轂磁流變減擺器，已在實驗室成功地完成了輸出阻尼力矩的性能實驗。在直流電流強(qiáng)度分別為0A、0.1A、0.2A、0.3A、0.4A、0.5A和0.6A時，槳轂減擺器的輸出阻尼力矩對旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度的滯回曲線逐步明顯變大，表明電流加大時，槳轂減擺器內(nèi)的磁流變液的粘性加大，減擺器的阻尼力矩加大。
本項發(fā)明解決了槳轂減擺器輸出阻尼力矩的大小可以控制的問題，制成了可實用的直升機(jī)槳轂磁流變減擺器。
該智能材料槳轂減擺器能用于航空航天、機(jī)械等工程領(lǐng)域，能對直升機(jī)的“地面共振”和“空中共振”進(jìn)行半主動控制。
權(quán)利要求
1.一種直升機(jī)槳轂磁流變減擺器，其特征在于，包括由電磁鐵(1)、勵磁線圈(6)和銜鐵(3)組成的電磁鐵機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸(4)、往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞(5)、半圓形儲液器(8)、磁流變液(9)，所述磁流變液(9)通過儲液器上端蓋上的兩個注液孔(7)注入到儲液器(8)的內(nèi)腔中；所述電磁鐵機(jī)構(gòu)中的銜鐵(3)置于半圓形儲液器(8)內(nèi)腔上部，半圓形儲液器(8)的腔壁及上端蓋、銜鐵(3)組成磁流變液回流通道(2)；所述旋轉(zhuǎn)軸(4)安裝在銜鐵(3)上與往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞(5)相連并一起作往復(fù)旋轉(zhuǎn)。
專利摘要
一種直升機(jī)槳轂磁流變減擺器，屬直升機(jī)槳轂減擺器。該減擺器包括磁流變液(9)、電磁鐵(1)、銜鐵(3)、產(chǎn)生磁場的勵磁線圈(6)、旋轉(zhuǎn)軸(4)、往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞(5)、半圓形儲液器(8)。磁流變液注入在儲液器的內(nèi)腔，往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞與旋轉(zhuǎn)軸相連并一起作往復(fù)旋轉(zhuǎn)，磁流變液隨往復(fù)式旋轉(zhuǎn)活塞在磁流變液回流通道內(nèi)往復(fù)流動。通過改變輸入電流的大小，改變槳轂減擺器的輸出阻尼力矩。本項發(fā)明解決了槳轂減擺器輸出阻尼力矩的大小可以控制的問題，能用于航空航天、機(jī)械等工程領(lǐng)域，能對直升機(jī)的“地面共振”和“空中共振”進(jìn)行半主動控制。
文檔編號F16F9/53GK1994819SQ200610161398
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月25日
發(fā)明者夏品奇, 王唯 申請人:南京航空航天大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan