旋翼控制器

旋翼(rotor，lifting rotor)又称"升力桨"、"主旋翼"或简称"升桨"、"主桨"。由连接于旋翼桨毂的两片、三片或数片桨叶(目前最多七片)组成。旋翼相当于旋转的机翼，当它旋转时，产生空气动力，如升力和拉力，用以保持直升机的飞行。旋翼还具有操作面的作用。

旋翼按其结构型式可分为全铰接式(铰接式)、半铰接式(半刚接式)和无铰接式(刚接式)三种。全铰接式旋翼通常有三个铰:挥舞铰(水平铰)，摆振铰(垂直铰)和变距铰(轴向铰)。

早期的直升机，桨叶和桨毂为刚性连接，前飞时，前行桨叶和后行桨叶的升力差，使直升机产生横侧倾复力矩，同时桨叶根部承受很大的静、动弯曲载荷，寿命很短。为了消除前飞时的横侧倾复力矩及改善旋翼在挥舞面和旋转面的受力状态，提高寿命，引进了挥舞铰和摆振铰，形成全铰接旋翼。但全铰接式旋翼的桨毂构造复杂，笨重，气动阻力大，制造成本和维护费用高。因而发展了半刚接式旋翼。

随着智能材料技术的发展及其在旋翼飞行器减振降噪等方面的应用潜能，智能旋翼技术己成为国内外直升机新技术领域的一个研究热点。智能旋翼概念是通过主动控制旋翼桨叶外段的翼型迎角变化，进一步控制桨叶气动力分布，从而达到旋翼减振降噪的目的，目前，智能旋翼技术研究仍处于概念研究阶段。主动扭转智能旋翼桨叶其原理是:在具有弯扭耦合的主动扭转梁上下表面分段粘贴压电材料层，通过主动扭转梁的分段弯扭耦合驱动来产生梁的主动扭转输出，进而带动桨叶外侧的桨尖扭转，由于外侧桨尖处于高动压区，一般只需很小的附加扭转即可达到振动控制的效果。智能旋翼的减振机理分析，实质是一个旋翼气动弹性分析过程，需要建立基于压电复合材料层合梁的气弹耦合分析模型，分析压电复合材料层合梁的主动扭转响应，通过与三维实体分析结果及原理模型试件的试验结果对比，验证模型的有效性和可靠性。

智能旋翼主要有以下几种可能的应用形式:

①桨叶俯仰控制;

②桨叶扭转控制;

③桨叶翼型剖面弯度控制;④桨叶主动附翼控制。

从目前国外研究的结果来看,普遍认为主动控制后缘附翼方案最为可行,并且已经做了一些计算机仿真研究和有限的风洞旋翼模型试验。