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在直升机中,斜盘用于控制桨叶的螺距。是否可以用一组电动机(分别位于每个桨叶的根部)来控制螺距?这种方法有人尝试过吗?可能出现哪些潜在问题?

我能想到的优点:

  • 零件更少
  • 能够创建更复杂的音高曲线
  • 降低复杂性,尤其是同轴转子

这种方法是否存在我可能不知道的重大问题?

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最佳答案
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是的,这是可能的,德国空中客车直升机技术有限公司(原名 ZF Luftfahrttechnik GmbH)与西科斯基合作进行了尝试。他们发表了两篇论文()。

由此产生的转子相当庞大;请注意下图中的银色圆顶容纳了所有的电力电子设备,这些电子设备会发出相当多的热量。

安装该系统的优点与 IBC(单独叶片控制)概念相结合。因此,可以单独启动每个叶片。这带来了几个可能的好处

  • 降低噪音,因为可以在穿过另一个涡流之前预先调整叶片的倾斜度
  • 通过主动对抗来减少振动(这就是为什么这种设置对西科斯基来说很有趣)
  • 由于能源浪费减少,主旋翼功率需求降低
  • (然而,并非所有这些好处都可以同时实现)

显然,该系统相当复杂,需要大量电子硬件来管理功率流,而且这些硬件必须安装在旋翼系统上。特别有趣的是,当叶片在旋转的某些部分被反向驱动时,执行器能够再生功率。从电子角度来看,将这种功率分配给其他执行器是一项艰巨的任务(而斜盘则可以免费完成这项工作)。

但是其优点可能会超过缺点,特别是对于刚性旋翼系统(例如西科斯基 X2 旋翼系统)而言,因为这些旋翼自然很容易受到振动。

作者声称该系统已在风洞装置中成功测试,从个人经验来看,我可以说该原型非常令人印象深刻。

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    公平地说,这是一个冷却电子设备并不困难的地方!
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我们最接近的是电传操纵直升机,它们也有斜盘,但并不直接将控制装置与之连接。

  1. 发动机比机械链接更容易发生故障,特别是在直升机旋翼这样的地方,你真的需要确保一切正常,并且有“更多”零件是可以的。
  2. 成本和复杂性可能也会增加,因为你必须维护这些电机,我认为维护成本比机械连接还要高。所有相关系统都会导致复杂性。一个领域的复杂性降低了,但其他地方的复杂性却以更糟糕的方式增加了。
  3. 如果发生故障,我认为情况会更糟。在所有情况下确保电机的电力供应将非常困难。

实际上,没有必要在那里集成电机,使用斜盘就足够了。

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这当然是可能的,正如你所写的,这将实现更复杂的控制策略,并且通过复杂的编程将使控制直升机变得更加容易。

但是,我敢说您建议的系统比当前的机械/液压斜盘装置更为复杂,增加了可能的故障点,并且为了保持安全,需要花费很多成本。

该系统需要每个旋翼由多个部件组成以实现冗余,直升机的电气系统也需要升级为更安全的配置。此外,控制逻辑的编程也并非易事,而且根据应用的不同,控制计算需要双倍或三倍冗余。

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