CN108082530A - 一种直升机全动平尾舵机安装计算方法 - Google Patents

一种直升机全动平尾舵机安装计算方法 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及一种直升机全动平尾舵机安装计算方法，属于直升机结构设计技术领域，用于确定驱动机构与平尾连接于平尾上的连接坐标，其包括：步骤一：确定平尾的转轴坐标、驱动机构连接于直升机结构的固定坐标以及平尾的气动中心坐标，根据上述坐标确定平尾在各个状态下的气动力；步骤二：根据所述气动力及驱动机构的驱动力，预估气动力与驱动力的力臂比值，根据所述力臂比值得到过渡点坐标，根据所述过渡点坐标及平尾构型参数得到连接坐标。本发明的直升机全动平尾舵机安装计算方法基于现有平尾舵机的能力，在全动平尾的操作环境上需要综合考虑安装点、安装强度、运动行程、载荷计算、舵机能力限制等多方面因素，以寻找合适的安装点。

Description

一种直升机全动平尾舵机安装计算方法
技术领域
本发明属于直升机结构设计技术领域，尤其涉及一种直升机全动平尾舵 机安装计算方法。
背景技术
直升机结构中，一般通过控制螺旋桨的变矩来实现直升机的起飞、前进 和转向等操作，故而目前国内的直升机大多为固定平尾结构。
目前在直升机设计中提出了一种可动平尾的直升机以增加直升机俯仰方 向的配平能力，然而由于直升机的可动平尾结构食欲首次突出，因此需要一 种平尾舵机的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种直升机全动平尾舵机安装计算方法，用于解决 上述问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直升机全动平尾舵机 安装计算方法，用于确定驱动机构与平尾连接于平尾上的连接坐标，其包括：
步骤一：确定平尾的转轴坐标、驱动机构连接于直升机结构的固定坐标 以及平尾的气动中心坐标，根据上述坐标确定平尾在各个状态下的气动力；
步骤二：根据所述气动力及驱动机构的驱动力，预估气动力与驱动力的 力臂比值，根据所述力臂比值得到过渡点坐标，根据所述过渡点坐标及平尾 构型参数得到连接坐标。
在本发明中，所述驱动机构为舵机。
在本发明中，转轴与气动力的距离与转轴与过渡坐标的距离为力臂。
在本发明中，还包括步骤三：根据平尾的运动范围(-p，q)确定驱动机 构的行程，所述行程为平尾的最大运动范围q与最小运动范围-p的差值。
在本发明中，根据步骤三求出驱动机构的行程确定若现有舵机的行程是 否满足要求，若不满足则返回步骤二，重新确定连接坐标。
在本发明中，还包括步骤四，根据气动力K计算舵机输出方向的驱动力 L，其中K＝L*cosG，G为气动力与舵机驱动力的夹角。
在本发明中，根据步骤四求出的驱动力L确定现有舵机的驱动力是否满 足要求，若不满足则调整气动力与舵机驱动力的夹角G，并重新进行步骤二 至步骤四。
本发明的直升机全动平尾舵机安装计算方法基于现有平尾舵机的能力， 在全动平尾的操作环境上需要综合考虑安装点、安装强度、运动行程、载荷 计算、舵机能力限制等多方面因素，以寻找合适的安装点，使得原有舵机无 需改型即可用于新型直升机，缩短研制周期，减小研发成本，解决了目前一 型平尾舵机研发后，再根据新研型号进行舵机改型的研发周期长，代价大的 问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发 明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明的全动平尾舵机安装计算方法流程图。
图2为本发明的平尾舵机安装示意。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
本发明的直升机全动平尾舵机安装计算方法主要用于基于舵机能力的平 尾舵机安装接口确认，可用于新研或者改型机的平尾舵机安装设计。通过对 全动平尾的各项交点数据的计算，在考虑气动载荷的基础上，得出平尾舵机 的安装点数据以及对舵机输出能力的要求，保证平尾舵机满足机上的使用环 境。
如图1，本发明的直升机全动平尾舵机安装计算方法通过下列方式和步骤 实现：
1)如图2，分别确定转轴A的坐标(X1，Y1，Z1)，上接头D的坐标(X2， Y2，Z2)以及气动中心B的坐标(X3，Y3，Z3)。上接头D为舵机与直升机结 构的固定接头。
最后，计算平尾在各个状态下的气动力K，其中由不同重量、不同速度、 不同平尾角度、不同飞行状态等组合而成的不同状态。
2)根据步骤1的气动力，与已知舵机的输出力做比较，预估合适的力臂 比值，其中影响力臂比值的因素有平尾和舵机的强度、疲劳、载荷等，计算 出C点坐标，根据加工制造工艺及强度考虑，预估出舵机与平尾的固定接头 的安装点E坐标，线段DE的长度即为平尾0度角时舵机的长度。
3)在平尾的运动范围(-p，q)内分别计算舵机长度，其中-p时舵机长 度为最小值，q时舵机长度为最大值，二者差值即为舵机的运动行程；校验已 有舵机的行程能否满足该要求，如不能满足该要求，则调整安装点的位置， 重新进行迭代；
4)根据步骤1里计算出的气动力K，计算舵机方向的输出力L，二者关 系满足K＝L*cosG。计算所有状态下的舵机输出力，对比现有工艺能力，观察 舵机输出力能否满足要求，若无法满足要求，则返回步骤2，调整安装点以改 变舵机的输出角度，并重新进行步骤2、3、4的迭代；
5)最输出计算结果，得到满足要求的舵机。
本发明的直升机全动平尾舵机安装计算方法基于现有平尾舵机的能力， 在全动平尾的操作环境上需要综合考虑安装点、安装强度、运动行程、载荷 计算、舵机能力限制等多方面因素，以寻找合适的安装点，使得原有舵机无 需改型即可用于新型直升机，缩短研制周期，减小研发成本，解决了目前一 型平尾舵机研发后，再根据新研型号进行舵机改型的研发周期长，代价大的 问题。
以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种直升机全动平尾舵机安装计算方法，用于确定驱动机构与平尾连接于平尾上的连接坐标，其特征在于，包括
步骤一：确定平尾的转轴坐标、驱动机构连接于直升机结构的固定坐标以及平尾的气动中心坐标，根据上述坐标确定平尾在各个状态下的气动力；
步骤二：根据所述气动力及驱动机构的驱动力，预估气动力与驱动力的力臂比值，根据所述力臂比值得到过渡点坐标，根据所述过渡点坐标及平尾构型参数得到连接坐标。
2.根据权利要求1所述的直升机全动平尾舵机安装计算方法，其特征在于，所述驱动机构为舵机。
3.根据权利要求1所述的直升机全动平尾舵机安装计算方法，其特征在于，转轴与气动力的距离与转轴与过渡坐标的距离为力臂。
4.根据权利要求2所述的直升机全动平尾舵机安装计算方法，其特征在于，还包括步骤三：根据平尾的运动范围(-p，q)确定驱动机构的行程，所述行程为平尾的最大运动范围q与最小运动范围-p的差值。
5.根据权利要求4所述的直升机全动平尾舵机安装计算方法，其特征在于，根据步骤三求出驱动机构的行程确定若现有舵机的行程是否满足要求，若不满足则返回步骤二，重新确定连接坐标。
6.根据权利要求2所述的直升机全动平尾舵机安装计算方法，其特征在于，还包括步骤四，根据气动力K计算舵机输出方向的驱动力L，其中K＝L*cosG，G为气动力与舵机驱动力的夹角。
7.根据权利要求6所述的直升机全动平尾舵机安装计算方法，其特征在于，根据步骤四求出的驱动力L确定现有舵机的驱动力是否满足要求，若不满足则调整气动力与舵机驱动力的夹角G，并重新进行步骤二至步骤四。
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