后缘小翼型智能旋翼桨叶模型设计分析与试验研究

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1、第43卷第3期2011年6月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．43No．3Jun．2011后缘小翼型智能旋翼桨叶模型设计分析与试验研究张柱1黄文俊2杨卫东(1．南京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室，南京，210016I2．中国直升机设计研究所旋翼系统设计研究室，景德镇，333001)摘要：提出了一种基于推挽式双X压电驱动机构的后缘小翼型智能旋翼方案，开展了后缘小翼型智能旋翼模型的设计分析与试验研究。空载试验主要用于验证驱动机构的驱动特性，测试了压电堆和驱动机构的静态输出；为

2、了验证悬停时小翼在铰链力矩作用下驱动机构能否有效驱动后缘小翼，进行了加载试验。试验采用线性霍尔传感器对推挽式双X型驱动机构在不同电压和频率驱动下小翼的偏转角度进行了测量。理论分析与试验测试结果基本吻合，压电驱动机构能够有效驱动后缘小翼，该智能旋翼方案是合理和可行的。关键词：直升机减振；智能旋翼；后缘小翼；压电驱动中圈分类号；V211．47文献标识码：A文章编号：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直升机中存在很多旋转部件，它们在运转时都会产生交变载荷，成为直升机的振源。各种振源的激振力作用在机体结构上引起机体振动，其中旋翼产生的激振力最大。过高的振动会降低结构疲劳寿命和仪器设备的可靠性，影响乘员和驾驶员的舒适性和工作效率。所以直升机振动及其控制是直升机发展历程中一直面临的重要问题。主动后缘小翼控制[1]是一种新型的智能旋翼减振方案，它通过智能驱动机构控制后缘小翼的偏转，调节桨叶升力面的高阶谐波气动力分布，实现对机体激振力主要谐波分量的主动抵消，从而达到减振的目的。相对于传统的直升机被动振动控制方法

7、，基于智能材料的智能旋翼驱动机构具有质量轻、结构紧凑，响应速度快、控制频带宽等特点。国外对后缘小翼型智能旋翼进行了大量的研究[2-6]，并以真实直升机为试验平台，成功进行了试飞[¨。本文以后缘小翼型智能旋翼为研究对象，采用推挽式双X型驱动机构Is]，进行了面向真实翼型的收稿日期：2010—11—16；修订日期：2011—03—14通讯作者：杨卫东，男，教授，博士生导师，1967年生，E—mail：ywdae@nuaa．edu．cn。第3期张桂-等：后缘小翼型智能旋鼍浆叶模型设计分析与试验研究Z97后缘小