本發(fā)明應(yīng)用于航空，具體涉及一種后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)的機械減振系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、直升機作為一種重要的航空工具，廣泛應(yīng)用于軍事、民用和通用航空領(lǐng)域，其獨特的垂直起降和懸停能力使其在救援、運輸、偵察等任務(wù)中具有不可替代的優(yōu)勢。然而，直升機的旋翼振動問題一直是影響其性能和安全性的關(guān)鍵因素。旋翼振動不僅降低了駕乘人員的舒適性，還對機載設(shè)備的可靠性、機體結(jié)構(gòu)的疲勞壽命以及飛行安全性后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)的機械減振系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重影響。
2、直升機在飛行過程中，尤其是低空、低速飛行或復(fù)雜氣象條件下，旋翼振動問題更為突出。例如，在復(fù)雜氣象條件下，直升機可能面臨風切變、積冰、低能見度等挑戰(zhàn)，這些因素會進一步加劇旋翼的振動。此外，直升機在執(zhí)行重復(fù)起降操作(如rlo飛行)時，由于其在低空、低速狀態(tài)下的特殊飛行環(huán)境，振動問題也會顯著增加飛行風險。在此背景下，為了有效解決直升機旋翼振動問題，后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)的機械減振系統(tǒng)應(yīng)運而生，美國bell公司利用壓電疊層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了顯著的振動抑制效果，而歐洲空客直升機公司的“bluepulse”項目也成功展示了該技術(shù)在降噪和減振方面的優(yōu)勢；2019年，國內(nèi)某研究機構(gòu)完成了后緣襟翼主動控制的懸停與前飛實驗驗證，證明了該技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用潛力。其中大部分是采用的壓電材料實現(xiàn)小范圍的變化，但其溫度穩(wěn)定性差，機械強度低，高頻振動或長時間使用會出現(xiàn)疲勞失效，非線性失真的問題。
3、本發(fā)明通過機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)的，產(chǎn)生高階氣動力諧波來抵消槳葉的振動載荷達到機械減振目，并且機械結(jié)構(gòu)能夠更穩(wěn)定高效的實現(xiàn)固定頻率的角度偏轉(zhuǎn)，提高系統(tǒng)的使用壽命。這種減振方式從源頭上抑制了直升機振動，顯著提高了飛行的平穩(wěn)性和安全性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對以上問題，本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中采用壓電驅(qū)動帶來的機械強度，可靠性，能量損耗，環(huán)境適應(yīng)性差等問題。通過機械減振系統(tǒng)達到相同目的，減小直升機旋翼在飛行過程中帶來的劇烈振動，提高機體結(jié)構(gòu)的使用壽命。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)，包括后緣襟翼，伺服電機，直線導(dǎo)軌機構(gòu)，偏心輪，齒輪組，連接桿，傳動桿，深溝球軸承，推力球軸承，直線軸承，光軸，卡簧，機構(gòu)固定底座。當直升機在飛行或懸停時，伺服電機按照所需固定頻率驅(qū)動齒輪組轉(zhuǎn)動，通過偏心輪與連桿機構(gòu)傳動，在直線導(dǎo)軌機構(gòu)的補償作用下，使后緣襟翼繞固定軸高頻動態(tài)偏轉(zhuǎn)一定角度，產(chǎn)生附加氣動力，即高階氣動力諧波，來抵消槳葉的振動載荷，達到平穩(wěn)飛行，減小振動的目的。
3、進一步地，所述減振系統(tǒng)將機構(gòu)固定底座設(shè)計為質(zhì)量小強度高的工字型結(jié)構(gòu)，減小旋翼旋轉(zhuǎn)帶來的慣性作用對機構(gòu)造成位置偏移，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及避免質(zhì)量過大導(dǎo)致旋翼的彎曲變形。
4、進一步地，所述的機構(gòu)固定底座上布置有空洞使光軸以及軸承的放置，齒輪組在深溝球軸承以及推力球軸承的裝配作用下，可以實現(xiàn)固定轉(zhuǎn)速高效轉(zhuǎn)動，減小轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的摩擦，提高機構(gòu)的使用壽命。
5、進一步地，所述在傳動齒輪組的作用下，連接桿與傳動桿構(gòu)成的連桿機構(gòu)實現(xiàn)固定頻率的直線往復(fù)運動，在機構(gòu)固定底座的連接桿限位孔洞內(nèi)裝有直線軸承，減小高頻率的往復(fù)運動帶來底座與連接桿間的摩擦力，提高機構(gòu)的使用壽命。
6、進一步地，所述通過連桿機構(gòu)的往復(fù)運動下，連接直線導(dǎo)軌機構(gòu),補償往復(fù)運動帶來的上下運動空缺，以達到后緣襟翼繞固定光軸旋轉(zhuǎn)高頻動態(tài)偏轉(zhuǎn)一定角度的效果。
1.該后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)機械減振系統(tǒng)是為了解決直升機旋翼在不同飛行狀態(tài)下，如懸停、前飛、轉(zhuǎn)彎等，會產(chǎn)生旋翼上周期性氣動載荷波動，因而產(chǎn)生振動影響機體的結(jié)構(gòu)的問題，還可以實現(xiàn)高速飛行時減少阻力，在復(fù)雜氣流中保持穩(wěn)定的作用。該系統(tǒng)包括：后緣襟翼(1)，伺服電機(5)，滑軌(10)，滑塊(8)，偏心輪(7)，主動輪(12)，傳動輪(13)，從動輪(4)，連接桿(3)，傳動桿(2)，深溝球軸承(17)，推力球軸承(18)，直線軸承(9)，光軸(19)，卡簧(14)，機構(gòu)固定底座(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)機械減振系統(tǒng)，其特征在于所述機構(gòu)固定底座(6)大小根據(jù)旋翼內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，采用工字型結(jié)構(gòu)布置，使結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固嵌入旋翼內(nèi)部，防止系統(tǒng)形成角度偏轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)機械減振系統(tǒng)，其特征在于所述齒輪組傳動是為了適應(yīng)旋翼內(nèi)部空間狹小的問題，其中主動輪(12)固定于伺服電機上(5)實現(xiàn)變頻轉(zhuǎn)動，通過齒輪組傳動，實現(xiàn)從動輪帶動連桿機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)機械減振系統(tǒng)，其特征在于所述的偏心輪在齒輪組傳動下，實現(xiàn)傳動桿繞偏心輪(7)上光桿螺栓進行運動，傳動桿(3)與連接桿(2)連接，通過機構(gòu)固定底座(6)上的直線軸承(9)，實現(xiàn)連接桿(2)的周期性往復(fù)運動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)機械減振系統(tǒng)，其特征在于所述在連接桿(3)的往復(fù)運動下，滑軌(10)與滑塊(8)構(gòu)成的直線導(dǎo)軌機構(gòu)，補償了后緣襟翼的上下運動，使后緣襟翼實現(xiàn)高頻角度偏轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)機械減振系統(tǒng)，其特征在于所述齒輪組結(jié)構(gòu)中，傳動輪(13)固定于底座上，內(nèi)部嵌套著深溝球軸承(17)，推力球軸承(18)，其中深溝球軸承(17)內(nèi)圈與底座凸出部分過盈配合，外圍與齒輪過盈配合：推力球軸承(18)對齒輪進行徑向位置限制，并減小齒輪連接部分的摩擦，同時在齒輪外側(cè)利用卡簧(14)，進行徑向位置的確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的后緣襟翼高頻角度偏轉(zhuǎn)機械減振系統(tǒng)，其特征在于所述底座(6)與連接桿(3)間采用直線軸承，減小往復(fù)運動帶來的摩擦，提高整體系統(tǒng)的使用壽命。