专利名称：共轴双旋翼直升机电磁航向控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于共轴双旋翼直升机上的航向控制装置，尤其是将电磁技术与差速装置结合而成的电磁航向控制装置，该项装置更适用于无人驾驶共轴双旋翼直升机。
背景技术：
共轴双旋翼直升机在飞行过程中，两组旋翼由于共轴一上，一下，二者始终处于不同的工作环境之中，例如上下旋翼始终处于相互气动干扰之中，由于飞行姿态的变化，外界气流环境的变化都会对上下旋翼产生不同的影响，这就会使每叶旋翼的反扭矩出现大小不等的状况，其差值会加在机身上，使其偏航，这一偏航问题是共轴双旋翼直升机飞行过程中极为敏感的问题，也是长时间以来很难解决的问题。飞行实践表明，采用恒速旋转的旋翼，用改变旋翼桨叶角来实现航向控制没能获得满意的效果，其航向不稳定表现的还十分明显。
在当前载人的共轴双旋翼直升机，同样不能避免这一问题，例如前苏联卡莫夫系列共轴双旋翼直升机，还是设置了垂直安定面和方向舵来帮助控制航向。国外比较成功的，加拿大CL-227哨兵，采用的是磁粉制动装置与差速装置结合的控制技术，使磁粉制动装置与旋翼轴之间产生摩擦制动力矩来修正航向，由于机械动作较慢和制造工艺上的误差，使得修正量会出现不足或过量，致使飞行器的机身左右旋转，表明了是航向不能稳定。
因此，在当前采用更合适的技术方案使航向控制更迅速，可靠，操作简单，制造成本低的共轴双旋翼直升机航向控制装置乃是当务之急了。
本申请人曾设计制造了共轴旋翼飞行器的传动差速机构(专利号92103841.0)为解决无人驾驶共轴双旋翼直升机的航向控制准备了技术和实践的基础。
发明内容
根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种采用一组电磁阻尼感应电路与上，下旋翼相配合，当上，下两旋翼受到外界因素的影响导致所受阻力不等，使飞行器偏航时，电磁阻尼感应电路产生的电磁阻尼可改变上，下旋翼的转速，以此来平衡因上，下旋翼所受阻力不相等而加给机体的净扭矩，而保持预定航向的电磁航向控制装置。
为了实现上述目的，本实用新型是根据如下技术方案来实现的一种共轴双旋翼直升机电磁航向控制装置，主要由电磁航向控制伺服器A(1)，电磁航向控制伺服器B(2)，差速器(3)和传感、指令综合控制器(4)组成，其中，差速器(3)的上旋翼驱动轴(31)上安装有电磁航向控制伺服器A(1)，即在上旋翼驱动轴(31)上固定恒磁体A(11)若干块，每块朝外的极性都相同，在其外围极近距离处，对应安装相同数目的电磁体A(12)，在差速器(3)的下旋翼驱动轴(32)上安装有电磁航向控制伺服器B(2)，即在下旋翼驱动轴(32)上固定恒磁体B(21)若干块，每块朝外的极性都相同，在其外围极近距离处，对应安装相同数目的电磁体B(22)，电磁体A(12)和电磁体B(22)分别与传感、指令综合控制器(4)中的电流综合控制器(46)导线连接。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果1、本实用新型借助电子技术，可以将修正航向所需净扭矩的大小和持续产生净扭矩的时间以及净扭矩的方向准确的配合起来，使控制迅速准确和可靠。
2、本实用新型不存在机械磨损问题，装置的使用寿命较长，也不易发生故障，增加了结构使用的可靠性。
3、本实用新型结构简单合理，制造成本低，使用维护修理简易。
图1为本实用新型总体结构示意图图2为本实用新型安装在无人驾驶共轴双旋翼直升机内的状况示意图图3为本实用新型工作原理示意图图中1-电磁航向控制伺服器A，11-恒磁体A，12-电磁体A，2-电磁航向控制伺服器B，21-恒磁体B，22-电磁体B，3-差速器，31-上旋翼驱动轴，32-下旋翼驱动轴，33-差速装置，34-扭矩分配装置，35-传动轴，4-传感、指令综合控制器，41-航向增稳传感器，42-感测信号处理器，43-工作设备，44-信号指令接收及处理系统，45-俯仰，横侧，总矩控制伺服舵机，46-电流综合控制器，5-发动机，6-上旋翼，7-下旋翼具体实施方式
由图1所示，本实用新型，主要由电磁航向控制伺服器A1，电磁航向控制伺服器B2，差速器3和传感、指令综合控制器4组成，其中，差速器3的上旋翼驱动轴31上安装有电磁航向控制伺服器A1，即在上旋翼驱动轴31上固定恒磁体A11若干块，每块朝外的极性都相同，在其外围极近距离处，对应安装相同数目的电磁体A12，在差速器3的下旋翼驱动轴32上安装有电磁航向控制伺服器B2，即在下旋翼驱动轴32上固定恒磁体B21若干块，每块朝外的极性都相同，在其外围极近距离处，对应安装相同数目的电磁体B22，电磁体A12和电磁体B22分别与传感、指令综合控制器4中的电流综合控制器46导线连接。
由图可知，当无人驾驶共轴双旋翼直升机，不偏航时，电磁体A12，电磁体B22线圈中无电流通过，故电磁体A12和电磁体B22不产生磁场，当其偏航或者接到地面工作站改变航向的指令，又或者按预定自主飞行程序需要改变航向时，电磁体A12和电磁体B22的两端产生强磁场，并且电磁体A12和电磁体B22靠近恒磁体A11和恒磁体B21一端的磁场极性与恒磁体A11和恒磁体B21极性相反，于是，恒磁体A11和恒磁体B21，因电磁阻尼作用通过上旋翼驱动轴31和下旋翼驱动轴32和差速器3而影响上，下旋翼驱动轴31，32的转速，产生一个净扭矩，从而实现航向的控制。借助电子技术，可以将修正航向所需净扭矩的大小和持续产生净扭矩的时间以及净扭矩的方向准确匹配起来，使得本实用新型的航向控制相当迅速，准确可靠，这样一个结果已由无人驾驶共轴双旋翼飞行平台验证机的试飞结果所证实。
由图2、图3所示，本实用新型安装在无人驾驶共轴双旋翼直升机中的状况，差速器3通过上，下旋翼驱动轴31，32与上，下旋翼6，7相连接，通过差速器3的传动轴35与发动机5相连接，发动机5的工作将驱动差速器的运行，差速器3是一种全圆柱齿轮式的结构，由差速装置33和扭矩分配装置34组成，该装置可以自动平衡上，下旋翼6，7的转速起到帮助飞行器保持航向稳定。
由图还可知，传感、指令综合控制器4，由航向增稳传感器41，感测信号处理器42，工作设备43，信号指令接收及处理系统44，俯仰、横侧、总矩控制伺服舵机45和电流综合控制器46组成，其中航向增稳传感器41与感测信号处理器42和电流综合控制器46相连接，工作设备43，信号指令接收及处理系统44，俯仰、横侧、总矩控制伺服舵机45与电流综合控制器46相连接。
权利要求1.一种共轴双旋翼直升机电磁航向控制装置，主要由电磁航向控制伺服器A(1)，电磁航向控制伺服器B(2)，差速器(3)和传感、指令综合控制器(4)组成，其特征在于差速器(3)的上旋翼驱动轴(31)上安装有电磁航向控制伺服器A(1)，即在上旋翼驱动轴(31)上固定恒磁体A(11)若干块，每块朝外的极性都相同，在其外围极近距离处，对应安装相同数目的电磁体A(12)，在差速器(3)的下旋翼驱动轴(32)上安装有电磁航向控制伺服器B(2)，即在下旋翼驱动轴(32)上固定恒磁体B(21)若干块，每块朝外的极性都相同，在其外围极近距离处，对应安装相同数目的电磁体B(22)，电磁体A(12)和电磁体B(22)分别与传感、指令综合控制器(4)中的电流综合控制器(46)导线连接。
2.根据权利要求1所述的共轴双旋翼直升机电磁航向控制装置，其特征在于传感、指令综合控制器(4)，由航向增稳传感器(41)，感测信号处理器(42)，工作设备(43)，信号指令接收及处理系统(44)，俯仰、横侧、总矩控制伺服舵机(45)和电流综合控制器(46)组成，其中航向增稳传感器(41)与感测信号处理器(42)和电流综合控制器(46)相连接，工作设备(43)，信号指令接收及处理系统(44)，俯仰、横侧、总矩控制伺服舵机(45)与电流综合控制器(46)相连接。
专利摘要一种共轴双旋翼直升机电磁航向控制装置，主要由电磁航向控制伺服器A(1)，电磁航向控制伺服器B(2)，差速器(3)和传感、指令综合控制器(4)组成，其中在差速器(3)的上，下旋翼驱动轴(31)，(32)上安装电磁航向控制伺服器A(1)，B(2)，即在上，下旋翼驱动轴(31)，(32)上固定若干块恒磁体A(11)，B(21)，每块朝外的极性都相同，在其外围极近处安装若干块相同数目的电磁体A(12)，B(22)，电磁体A(12)和电磁体B(22)分别与电流综合控制器(46)导线连接。本实用新型控制迅速，准确，可靠，无机械摩擦，结构简单，成本低，使用维护修理简易。
文档编号B64C27/10GK2589335SQ0224614
公开日2003年12月3日 申请日期2002年9月13日 优先权日2002年9月13日
发明者李晓阳 申请人:李晓阳