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1、第43卷第3期2011年6月南京航JournalofNanjing空航天大學(xué)學(xué)報(bào)UniversityofAeronautics&AstronauticsV01.43No.3Jun.2011后緣小翼型智能旋翼槳葉模型設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究張柱1黃文俊2楊衛(wèi)東(1.南京航空航天大學(xué)直升機(jī)旋翼動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京,210016I2.中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所旋翼系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究室,景德鎮(zhèn),333001)摘要:提出了一種基于推挽式雙X壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的后緣小翼型智能旋翼方案,開(kāi)展了后緣小翼型智能旋翼模型的設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究。空載試驗(yàn)主要用于驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)特性,測(cè)試了壓電堆和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的靜態(tài)輸出;為
2、了驗(yàn)證懸停時(shí)小翼在鉸鏈力矩作用下驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能否有效驅(qū)動(dòng)后緣小翼,進(jìn)行了加載試驗(yàn)。試驗(yàn)采用線性霍爾傳感器對(duì)推挽式雙X型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在不同電壓和頻率驅(qū)動(dòng)下小翼的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行了測(cè)量。理論分析與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果基本吻合,壓電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠有效驅(qū)動(dòng)后緣小翼,該智能旋翼方案是合理和可行的。關(guān)鍵詞:直升機(jī)減振;智能旋翼;后緣小翼;壓電驅(qū)動(dòng)中圈分類號(hào);V211.47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005—2615(2011)03—0296—06DesignAnalysisandTestofSmartRotorBladesModelwithTrailingEdgeFlapsZhangZhul,HuangWenj
3、un2,YangWeidon91(1.ScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanicsLaboratory,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016,China;2.RotorSystemDesignOffice,ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute,Jingdezhen,333001,China)Abstract:Thedesignandtestofthesmartrotormodelwithactiv
4、etrailingedgeflapisperformedbasedonapush-pulldoubleX—framepiezoelectricactuator.Thestaticdisplacementsofpiezoelectricstacksandactuatorsaremeasured.Unloadtestisusedtoverifytheperformanceoftheactuatorandtheloadtestisconductedtodemonstratewhethertheactuatorcandrivetheflapwithhingemomentinhover
5、.Thede—flectionofthetrailingedgeflapsaremeasuredbyusinglinearHallsensorsindifferentactuationfrequen—ciesandvoltages.Testresultagreeswiththeanalysisandshowsthatthepiezoelectricactuatorscanac—tuatetheflapsandthemethodispracticableandfeasible.Keywords:helicoptervibrationreduction;smartrotor;tr
6、ailingedgeflap;piezoelectricactuator直升機(jī)中存在很多旋轉(zhuǎn)部件,它們?cè)谶\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生交變載荷,成為直升機(jī)的振源。各種振源的激振力作用在機(jī)體結(jié)構(gòu)上引起機(jī)體振動(dòng),其中旋翼產(chǎn)生的激振力最大。過(guò)高的振動(dòng)會(huì)降低結(jié)構(gòu)疲勞壽命和儀器設(shè)備的可靠性,影響乘員和駕駛員的舒適性和工作效率。所以直升機(jī)振動(dòng)及其控制是直升機(jī)發(fā)展歷程中一直面臨的重要問(wèn)題。主動(dòng)后緣小翼控制[1]是一種新型的智能旋翼減振方案,它通過(guò)智能驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制后緣小翼的偏轉(zhuǎn),調(diào)節(jié)槳葉升力面的高階諧波氣動(dòng)力分布,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體激振力主要諧波分量的主動(dòng)抵消,從而達(dá)到減振的目的。相對(duì)于傳統(tǒng)的直升機(jī)被動(dòng)振動(dòng)控制方法
7、,基于智能材料的智能旋翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,響應(yīng)速度快、控制頻帶寬等特點(diǎn)。國(guó)外對(duì)后緣小翼型智能旋翼進(jìn)行了大量的研究[2-6],并以真實(shí)直升機(jī)為試驗(yàn)平臺(tái),成功進(jìn)行了試飛[¨。本文以后緣小翼型智能旋翼為研究對(duì)象,采用推挽式雙X型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)Is],進(jìn)行了面向真實(shí)翼型的收稿日期:2010—11—16;修訂日期:2011—03—14通訊作者:楊衛(wèi)東,男,教授,博士生導(dǎo)師,1967年生,E—mail:ywdae@nuaa.edu.cn。第3期張桂-等:后緣小翼型智能旋鼉漿葉模型設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究Z97后緣小