[发明专利]基于被动控制的直升机旋翼压电薄膜抑振结构及方法

权利要求书

1.基于被动控制的直升机旋翼压电薄膜抑振结构的抑振方法，所述基于被动控制的直升机旋翼压电薄膜抑振结构包含直升机旋翼叶片、上端压电薄膜叠层、以及下端压电薄膜叠层；

所述上端压电薄膜叠层、下端压电薄膜叠层结构相同，均为m层压电薄膜通过导电胶以叠层的方式粘贴形成的叠层串联结构，m为大于等于2的自然数；

所述直升机旋翼叶片的上端面、下端面上分别设有用于设置上端压电薄膜叠层、下端压电薄膜叠层的凹槽；所述上端压电薄膜叠层、下端压电薄膜叠层分别通过导电胶粘贴在所述直升机旋翼叶片上端面、下端面的凹槽内，且上端压电薄膜叠层、下端压电薄膜叠层关于直升机旋翼叶片的弦平面对称；

所述上端压电薄膜叠层的上端面通过导线或导电薄片和所述下端压电薄膜叠层的下端面电气相连，使得上端压电薄膜叠层、下端压电薄膜叠层、直升机旋翼叶片形成闭合串联回路；

所述上端压电薄膜叠层中压电薄膜的极化方向均相同，所述下端压电薄膜叠层中压电薄膜的极化方向均相同，所述上端压电薄膜叠层中压电薄膜的极化方向和下端压电薄膜叠层中压电薄膜的极化方向相反；

其特征在于，所述基于被动控制的直升机旋翼压电薄膜抑振结构的抑振方法包括以下步骤：

当直升机旋翼叶片振动导致系统向上弯曲时：

步骤A.1），直升机旋翼叶片因风流而受到气动载荷变化，叶尖开始产生向上的位移；

步骤A.2），直升机旋翼叶片叶尖产生向上的位移，使得直升机旋翼叶片产生形变向上弯曲，上端压电薄膜叠层受到压应力，使得其内压电薄膜沿着极化方向伸长，从而发生正压电效应产生方向与其极化方向相反的感应电场；下端压电薄膜叠层在基体受到拉应力，使得其内压电薄膜在极化方向上缩短，发生正压电效应产生方向与其极化方向相同的感应电场；

导电胶使得电荷累计，在上端压电薄膜叠层的上表面呈现正电荷，在下端压电薄膜叠层的下表面呈现负电荷，上端压电薄膜叠层上表面和下端压电薄膜叠层下表面的电荷进行中和，将电能通过正负电荷的中和耗散，起到了减小振动形变的效果；

步骤A.3），随着直升机旋翼叶片的叶尖向上运动，直升机旋翼叶片的形变量越来越大，使得上端压电薄膜叠层上表面的正电荷和下端压电薄膜叠层下表面的负电荷逐渐增多，由机械能转化的电能也随之增多，更多的电能被耗散；

步骤A.4），直升机旋翼叶片的叶尖停止向上运动，开始产生向下的位移；

步骤A.5），随着直升机旋翼叶片的叶尖向下运动，直升机旋翼叶片的形变量逐渐减小，使得上端压电薄膜叠层上表面的正电荷和下端压电薄膜叠层下表面的负电荷逐渐减少，耗散的能量逐渐减少；

步骤A.6），当直升机旋翼叶片的叶尖向下运动到其发生振动前的位置时，压电薄膜的变形量为零，正压电效应停止，此时，上端压电薄膜叠层的上表面和下端压电薄膜叠层的下表面呈现中性；

当直升机旋翼叶片振动导致系统向下弯曲时：

步骤B.1），直升机旋翼叶片因风流而受到气动载荷变化，叶尖开始产生向下的位移；

步骤B.2），直升机旋翼叶片叶尖产生向下的位移，使得直升机旋翼叶片产生形变向下弯曲，上端压电薄膜叠层受到拉应力，使得其内压电薄膜沿着极化方向缩短，从而发生正压电效应产生方向与极化方向相同的感应电场；下端压电薄膜叠层受到压应力，使得其内压电薄膜在极化方向上伸长，发生正压电效应产生方向与极化方向相反的感应电场；

导电胶使得电荷累计，在上端压电薄膜叠层的上表面呈现负电荷，在下端压电薄膜叠层的下表面呈现正电荷，上端压电薄膜叠层上表面和下端压电薄膜叠层下表面的电荷进行中和，将电能通过正负电荷的中和耗散，起到了减小振动形变的效果；

步骤B.3），随着直升机旋翼叶片叶尖向下运动，直升机旋翼叶片的形变量越来越大，使得上端压电薄膜叠层上表面的负电荷和下端压电薄膜叠层下表面的正电荷逐渐增多，由机械能转化的电能也随之增多，更多的电能被耗散；

步骤B.4），直升机旋翼叶片的叶尖停止向下运动，开始产生向上的位移；

步骤B.5），随着直升机旋翼叶片的叶尖向上运动，直升机旋翼叶片的形变量逐渐减小，使得上端压电薄膜叠层上表面的负电荷和下端压电薄膜叠层下表面的正电荷逐渐减少，耗散的能量逐渐减少；

步骤B.6），当直升机旋翼叶片的叶尖向上运动到其发生振动前的位置时，压电薄膜的变形量为零，正压电效应停止，此时，上端压电薄膜叠层的上表面和下端压电薄膜叠层的下表面呈现中性。