基于压电堆的智能旋翼高效驱动机构设计分析与试验研究
智能旋翼技术是目前直升机界的研究热点。智能旋翼在直升机的减振降噪等方面具有很大的潜能。本文对智能旋翼的研究主要是面向真实翼型的主动后缘襟翼智能旋翼驱动器模型设计和试验研究。
主动后缘附翼控制是一种较新的旋翼减振系统，它通过控制后缘附翼的偏转，调节桨叶的气动载荷，实现对机体激振力主要谐波分量的主动抵消。同其它智能旋翼方案一样，驱动机构是设计的难点和关键。本文首先对压电智能材料进行研究，根据压电陶瓷的特点，采用电学并联、力学串联的设计模式，提出一种压电堆主动驱动部件，在此基础上，根据三角形放大原理，设计了推挽式双X 放大机构，并将压电堆主动件应用于推挽式双X 机构，形成了推挽式双X驱动器。
对于推挽式双X 驱动器，初步分析了其静态和动态力学性能，建立相应的动力学方程，从理论上求证了推挽式双X 驱动器能够提供双向的作用力和位移输出。进而研究旋翼动力学模型，将推挽式双X 驱动器模型作为后缘附翼的一种驱动机构，分析旋翼的气动性能，仿真运算结果表明，后缘附翼智能桨叶在各方面的性能都有显著的提高。
对推挽式双X 驱动器进行了原理性试验研究，测试推挽式双X 驱动器的静态和动态输出，检验设计方案的合理性。首先对压电堆进行试验，验证压电材料的性能参数；再对推挽式双X 驱动器施加不同的静电压驱动它，验证作动器的驱动能力，最后对推挽式双X 驱动器输入不同频率的电压驱动，测量该驱动机构的动态特性，试验均采用激光测试仪测量推挽式双X 驱动器的输出特性。将试验结果与理论计算结果相比较，试验取得了令人满意的结果，达到了预期的研究目标。
直升机;智能旋翼;后缘旋翼;双X驱动器;振动控制
南京航空航天大学
硕士
飞行器设计
杨卫东
2006
中文
V224
2007-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）