CN1994819A - 直升机桨毂磁流变减摆器 - Google Patents
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Abstract
一种直升机桨毂磁流变减摆器，属直升机桨毂减摆器。该减摆器包括磁流变液(9)、电磁铁(1)、衔铁(3)、产生磁场的励磁线圈(6)、旋转轴(4)、往复式旋转活塞(5)、半圆形储液器(8)。磁流变液注入在储液器的内腔，往复式旋转活塞与旋转轴相连并一起作往复旋转，磁流变液随往复式旋转活塞在磁流变液回流通道内往复流动。通过改变输入电流的大小，改变桨毂减摆器的输出阻尼力矩。本项发明解决了桨毂减摆器输出阻尼力矩的大小可以控制的问题，能用于航空航天、机械等工程领域，能对直升机的“地面共振”和“空中共振”进行半主动控制。
Description
一、技术领域
本发明的直升机桨毂磁流变减摆器，属智能材料结构和直升机桨毂减摆器。
二、背景技术
直升机桨毂减摆器是一种安装在直升机旋翼桨毂并在旋转平面内的摆振方向控制振动与稳定性的阻尼器，通过消耗旋翼在摆振方向的振动能量来达到控制振动与稳定性的目的，它是消除或控制直升机“地面共振”和“空中共振”的一种主要技术措施。世界上绝大多数的直升机都安装桨毂减摆器。
目前，国内外使用的桨毂减摆器主要有液压减摆器和粘弹减摆器，还有少量的摩擦减摆器。这些减摆器有油液泄漏、特性受频率、温度和载荷状况等环境影响的问题，也是被动式的阻尼装置，即输出阻尼力是固定不变的，缺乏适应性。
本发明的磁流变减摆器结构简单、轻便，易于在桨毂上安装；所需功率小，用普通电池就能提供工作电源；把电池安装在桨毂上，还可避免由于旋翼旋转带来的输电线路连接问题；适应性强，只要对外加电流或电压进行适当控制，这种桨毂减摆器就能产生所需的阻尼力矩，实现对旋翼摆振方向的振动和稳定性进行半主动控制，保证直升机在所有的工作状态不发生“地面共振”和“空中共振”。
三、发明内容
本发明目的在于提供一种由磁流变液智能材料制成的半主动直升机桨毂减摆器，输出阻尼力矩随外加电流变化、可控，适应性强，能保证直升机在所有的工作状态不发生“地面共振”和“空中共振”。
本发明的直升机桨毂磁流变减摆器，包括磁流变液、电磁铁、衔铁、旋转轴、励磁线圈、往复式旋转活塞、半圆形储液器。所述磁流变液通过储液器上端盖的两个注液孔注入到储液器的内腔中；所述半圆形储液器的腔壁、上端盖与置于半圆形储液器内腔中的衔铁组成磁流变液回流通道；所述往复式旋转活塞与安装在衔铁上的旋转轴相连并一起作往复旋转，磁流变液随往复式旋转活塞在磁流变液回流通道内往复流动；所述励磁线圈通电后产生磁场，使磁流变液的流变特性产生变化，由液态转变成类固态；所述旋转轴输出阻尼力矩；所述励磁线圈外置在减摆器结构外部，易于线圈的散热、维护和更换。
本发明的磁流变减摆器是一种由磁流变液智能材料制成的半主动阻尼作动器。磁流变液在无磁场作用时是一种粘性液体材料，能自由流动；当受到磁场作用时，能在毫秒级的时间内由液体变成类固体，只要几伏电压就能产生几千牛顿的力。将可控的磁流变液封闭在减摆器结构内，制成旋转式磁流变减摆器，是一种新的智能材料桨毂减摆器。只要对外加电流或电压进行适当控制，这种桨毂减摆器就能产生所需的阻尼力矩，实现对旋翼摆振方向的振动和稳定性进行半主动控制。磁流变减摆器结构简单、轻便，易于在桨毂上安装；所需功率小，用普通电池就能提供工作电源；把电池安装在桨毂上，还可避免由于旋翼旋转带来的输电线路连接问题；适应性强，能保证直升机在所有的工作状态不发生“地面共振”和“空中共振”。
四、附图说明
图1是直升机桨毂磁流变减摆器结构原理图。图1的标号名称：1电磁铁、2磁流变液回流通道、3衔铁、4旋转轴、5往复式旋转活塞、6励磁线圈、7注液孔、8半圆形储液器、9磁流变液、10磁力线。
五、具体实施方式
图1是直升机桨毂磁流变减摆器结构原理图。根据附图叙述本发明的具体结构及实施步骤：
本发明的具体结构是，励磁线圈6安装在减摆器的外部，磁流变液9通过储液腔的两个注液孔7注入到储液器的内腔中。半圆形储液器8的腔壁、上端盖和衔铁3组成磁流变液回流通道2。往复式旋转活塞5与安装在衔铁3上的旋转轴4相连并一起作往复旋转，磁流变液9随往复式旋转活塞5在磁流变液回流通道2内往复流动。励磁线圈6通电后产生磁场，使磁流变液9的流变特性产生变化，由液态转变成类固态，改变阻尼大小。旋转轴4输出阻尼力矩。其中励磁线圈安置在减摆器结构外部，以利于线圈散热、维护和更换。电磁铁可选用45#钢，磁流变液可采用MRF-122-2ED型。从注液孔用注射器将磁流变液注入减摆器的内腔，用硅胶密封。将线圈导线接到直流电源，改变电流大小，即可改变旋转轴的输出阻尼力矩。
六、有益效果
对研制的直升机桨毂磁流变减摆器，已在实验室成功地完成了输出阻尼力矩的性能实验。在直流电流强度分别为0A、0.1A、0.2A、0.3A、0.4A、0.5A和0.6A时，桨毂减摆器的输出阻尼力矩对旋转角度和旋转角速度的滞回曲线逐步明显变大，表明电流加大时，桨毂减摆器内的磁流变液的粘性加大，减摆器的阻尼力矩加大。
本项发明解决了桨毂减摆器输出阻尼力矩的大小可以控制的问题，制成了可实用的直升机桨毂磁流变减摆器。
该智能材料桨毂减摆器能用于航空航天、机械等工程领域，能对直升机的“地面共振”和“空中共振”进行半主动控制。
Claims (1)
1、一种直升机桨毂磁流变减摆器，其特征在于，包括由电磁铁(1)、励磁线圈(6)和衔铁(3)组成的电磁铁机构、旋转轴(4)、往复式旋转活塞(5)、半圆形储液器(8)、磁流变液(9)，所述磁流变液(9)通过储液器上端盖上的两个注液孔(7)注入到储液器(8)的内腔中；所述电磁铁机构中的衔铁(3)置于半圆形储液器(8)内腔上部，半圆形储液器(8)的腔壁及上端盖、衔铁(3)组成磁流变液回流通道(2)；所述旋转轴(4)安装在衔铁(3)上与往复式旋转活塞(5)相连并一起作往复旋转。
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| CN102094929A (zh) * | 2011-02-17 | 2011-06-15 | 谭晓婧 | 单缸差动式磁流变阻尼器 |
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| CN102094929B (zh) * | 2011-02-17 | 2012-05-23 | 谭晓婧 | 单缸差动式磁流变阻尼器 |
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