超导感应电力传动直升机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 18:00:31
超导感应电力传动直升机是一种以超导感应电磁转矩进行传动的,安装主固定机翼和推进螺旋桨的刚性共轴反转双旋翼高速复合式直升机,其最根本、最重要的创新点在于动力装置:即用超导感应装置来代替传统复杂、笨重的齿轮式机械减速器,实现减速与功率传递的功能,具有结构简单、重量轻、无表面机械接触、传动可靠、操纵灵活、响应快、能量转化效率极高、无振动、无噪声、维护简便等等极其优异的特性,尤其适用于高速复合式直升机(单推进桨)和重型直升机(双拉进桨)。超导感应电力传动的具体实现过程如下:首先并车减速器将涡轮轴发动机20000多转/分的转速降到2000多转/分,然后输出给仅有一对磁极转子的交流发电机发出三相交流电,紧接着再输入由多对磁极线圈组成的定子,与交流电动机的变极减速原理相同,磁极对数决定着减速比,在此一般为10对左右,定子即产生出一个200多转/分的圆形低速旋转磁场,旋转磁场内的超导体环(转子)再感应出电磁转矩,拖动安装着它的钛制轮架,继而带动与其相连的刚性旋翼低速旋转,以此来达到减速的目的,这时旋翼的转速很低,但力矩却非常大。实际上,其拖动原理与超导磁悬浮列车完全一样-----只不过磁悬浮列车是沿轨道铺设很多对磁极定子线圈,产生直线前进的行波磁场;而超导感应电力传动的大约十对磁极定子产生的则是圆形旋转磁场。至于驱动刚性共轴反转双旋翼,只不过是将三相交流电的任意两相调换,同步输入到上面另一组多对磁极线圈定子,该定子即产生反向的低速旋转磁场,感应驱动另一套超导体环/轮架,拖动下刚性旋翼反向等速旋转。用于高速平飞的推进桨之传动原理与旋翼完全相同,只不过不需要那么大的减速比,因此其定子线圈的磁极对数就很少(2 ~ 3对),相应直径也很小。由于依靠电缆“柔性”传动,可以省略中间减速器、支撑与润滑等。相比传统的齿轮式机械减速器,超导感应电力传动的显著优点是:a、          结构简单-----没有极端复杂的多级齿轮传动系,同时也省略了它们之间繁杂精密的配合、支撑、安装等等。b、         体积小,重量轻-----轻小的超导感应装置替代了笨重的大型主减速器。c、          传动灵活-----不象传统机械传动那样路径刻板,要求精密定位、苛刻的支撑与润滑等,可以实现灵活的“柔性”传动。d、         无表面机械接触-----没有齿轮之间的表面啮合,也就没有磨擦,即不需要相应的润滑和散热系统。e、          应力分散-----通过定子线圈与超导体环间的磁场相互作用来传递力矩,所以机械应力十分分散,没有齿轮啮合处极高的应力集中载荷!更没有发生齿轮散裂、崩落的致命危险,有效避免了机械主减速器极端恶劣的工况!f、           操纵灵活,响应快-----配合涡轮机的功率输出,仅仅调节发电机转子的励磁电流即可非常方便地实现离合、加减速等,另外电响应没有机械固有的惯性迟滞。g、          功率调配方便-----通过电功率调度单元,可以轻松实现旋翼和推进桨间功率的任意调度与分配,而纯机械的转换机构则极其复杂、笨重,任意调配更是不可能实现。h、          传动效率极高-----这也是转子采用超导体的最根本原因,因为其电磁感应效率非常高,能量转化的损耗极小;并且多对磁极定子线圈也使用很粗的电缆,长度尽可能得短,发热量可以忽略不计。i、  无振动、噪声-----没有机械主减速器很大的振动和噪声。j、  维护简便-----仅仅检查和补充超导体环浴氮舱中的液氮蒸发量。基于电能极易控制的特性,采用先进的电功率调配单元,可根据实际任务的需要,轻松方便在旋翼和推进桨之间细腻、无级地调度与分配功率,从而获得最佳的飞行包线,这在纯机械的转换机构上几乎是不可想象的!直升机转入水平高速飞行后,主固定机翼产生的气动升力承担了大部分机体重量,三相交流电功率主要调配给推进螺旋桨,仅留一小部分维持刚性共轴反转双旋翼以最佳转速旋转,产生小部分升力。由于旋翼的转速大大降低了,所以也就大大推迟了前行桨叶激波的产生,这就意味着可以飞出更高的平飞速度!同时旋翼的空气阻力和气动噪声也都极大地减小了,如果在侦察或特种作战中,很容易达成战斗的突然性,同时大大提高了自身的生存概率。超导感应电力传动直升机还具有机动性强、升限高、飞行包线广、留空时间长、航程远等优势,该技术将使直升机进入一个崭新的电力传动时代。

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                                                                               穆骞

                                                          2012.11.2超导感应电力传动直升机是一种以超导感应电磁转矩进行传动的,安装主固定机翼和推进螺旋桨的刚性共轴反转双旋翼高速复合式直升机,其最根本、最重要的创新点在于动力装置:即用超导感应装置来代替传统复杂、笨重的齿轮式机械减速器,实现减速与功率传递的功能,具有结构简单、重量轻、无表面机械接触、传动可靠、操纵灵活、响应快、能量转化效率极高、无振动、无噪声、维护简便等等极其优异的特性,尤其适用于高速复合式直升机(单推进桨)和重型直升机(双拉进桨)。超导感应电力传动的具体实现过程如下:首先并车减速器将涡轮轴发动机20000多转/分的转速降到2000多转/分,然后输出给仅有一对磁极转子的交流发电机发出三相交流电,紧接着再输入由多对磁极线圈组成的定子,与交流电动机的变极减速原理相同,磁极对数决定着减速比,在此一般为10对左右,定子即产生出一个200多转/分的圆形低速旋转磁场,旋转磁场内的超导体环(转子)再感应出电磁转矩,拖动安装着它的钛制轮架,继而带动与其相连的刚性旋翼低速旋转,以此来达到减速的目的,这时旋翼的转速很低,但力矩却非常大。实际上,其拖动原理与超导磁悬浮列车完全一样-----只不过磁悬浮列车是沿轨道铺设很多对磁极定子线圈,产生直线前进的行波磁场;而超导感应电力传动的大约十对磁极定子产生的则是圆形旋转磁场。至于驱动刚性共轴反转双旋翼,只不过是将三相交流电的任意两相调换,同步输入到上面另一组多对磁极线圈定子,该定子即产生反向的低速旋转磁场,感应驱动另一套超导体环/轮架,拖动下刚性旋翼反向等速旋转。用于高速平飞的推进桨之传动原理与旋翼完全相同,只不过不需要那么大的减速比,因此其定子线圈的磁极对数就很少(2 ~ 3对),相应直径也很小。由于依靠电缆“柔性”传动,可以省略中间减速器、支撑与润滑等。相比传统的齿轮式机械减速器,超导感应电力传动的显著优点是:a、          结构简单-----没有极端复杂的多级齿轮传动系,同时也省略了它们之间繁杂精密的配合、支撑、安装等等。b、         体积小,重量轻-----轻小的超导感应装置替代了笨重的大型主减速器。c、          传动灵活-----不象传统机械传动那样路径刻板,要求精密定位、苛刻的支撑与润滑等,可以实现灵活的“柔性”传动。d、         无表面机械接触-----没有齿轮之间的表面啮合,也就没有磨擦,即不需要相应的润滑和散热系统。e、          应力分散-----通过定子线圈与超导体环间的磁场相互作用来传递力矩,所以机械应力十分分散,没有齿轮啮合处极高的应力集中载荷!更没有发生齿轮散裂、崩落的致命危险,有效避免了机械主减速器极端恶劣的工况!f、           操纵灵活,响应快-----配合涡轮机的功率输出,仅仅调节发电机转子的励磁电流即可非常方便地实现离合、加减速等,另外电响应没有机械固有的惯性迟滞。g、          功率调配方便-----通过电功率调度单元,可以轻松实现旋翼和推进桨间功率的任意调度与分配,而纯机械的转换机构则极其复杂、笨重,任意调配更是不可能实现。h、          传动效率极高-----这也是转子采用超导体的最根本原因,因为其电磁感应效率非常高,能量转化的损耗极小;并且多对磁极定子线圈也使用很粗的电缆,长度尽可能得短,发热量可以忽略不计。i、  无振动、噪声-----没有机械主减速器很大的振动和噪声。j、  维护简便-----仅仅检查和补充超导体环浴氮舱中的液氮蒸发量。基于电能极易控制的特性,采用先进的电功率调配单元,可根据实际任务的需要,轻松方便在旋翼和推进桨之间细腻、无级地调度与分配功率,从而获得最佳的飞行包线,这在纯机械的转换机构上几乎是不可想象的!直升机转入水平高速飞行后,主固定机翼产生的气动升力承担了大部分机体重量,三相交流电功率主要调配给推进螺旋桨,仅留一小部分维持刚性共轴反转双旋翼以最佳转速旋转,产生小部分升力。由于旋翼的转速大大降低了,所以也就大大推迟了前行桨叶激波的产生,这就意味着可以飞出更高的平飞速度!同时旋翼的空气阻力和气动噪声也都极大地减小了,如果在侦察或特种作战中,很容易达成战斗的突然性,同时大大提高了自身的生存概率。超导感应电力传动直升机还具有机动性强、升限高、飞行包线广、留空时间长、航程远等优势,该技术将使直升机进入一个崭新的电力传动时代。

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                                                                               穆骞

                                                          2012.11.2
超导感应电力传动直升机
同为烟台人,握握手!
谢谢您!希望多交流。
超导减速器创意不错。。。 至于直升机什么的 都是噱头。就是共轴双旋翼+高速复合直升机。。。
好长,先顶再看

有点像西克斯基的X-2

一楼蛋痛的编辑,不会分段?
来个超导变频电机+高效涡扇发电机更好?
我的本意即用在直升机上,超导感应电力传动代替传统的纯机械齿轮减速器极具优势,
非常适用于高速复合式直升机和重型直升机。

我是借用X-2的图,本人画图水平很差。

是从我的blog上粘贴过来的。

主要矛盾是减速,而不是调速,因此用不着变频。这种技术架构最简单,对现有直升机的成熟技术改动也最少,
抓住了主要矛盾,并且很容易实现。

                                                                             穆骞
                                                                               2012.11.3
最新科技?
不,是设想,原理可行。
楼主,你的想法很好,但是,首先并车减速器将涡轮轴发动机20000多转/分的转速降到2000多转/这个转速怎么降下来,不要用到传动吗?那同齿轮传动有什么区别?
回复(1) 收起回复 98楼2012-10-23 23:19删除 |ruiyunlu: 为什么要降下来?直接用不行吗?>  
删除 | 2012-10-25 08:54 回复  
我也说一句
   
   
ytmuqian
  
  
超导感应电力传动主要是解决直升机主减速器存在的机械应力大,振动大,结构复杂,容易发生齿轮散裂等弊病。而对其前一级的并车减速器意义并不大,因为并车减速器的转速高,但扭矩很小,机件应力载荷非常小,工况十分“温和”,结构也比主减速器简单得多,自然就十分可靠。 穆骞
2012.10.24
回复 收起回复 100楼2012-10-24 15:41删除 |我也说一句
   
  ytmuqian
  
转速一定要降下来,否则发电机的转子承受不了那么大的离心力。
回复(1) 收起回复 101楼2012-11-01 20:16删除 |ruiyunlu: 那一部分受不了离心力?线圈还是转子.如果磁钢转动能承受很大的线速度.  
删除 | 2012-11-2 09:56 回复  
我也说一句
   
   
ytmuqian
  
发电机的转子,即仅有一对磁极的转子.为了提高能量的转换效率,该转子必须能够
产生强大而致密的磁通量,这就要求这对磁极是由电磁线圈绕组所构成,因此也就
承受不了那么大的离心力。
回复 收起回复 102楼2012-11-02 22
发信人: muqian (muqian), 信区: Aero
标  题: Re: 超导感应电力传动直升机
发信站: 水木社区 (Wed Nov 21 22:51:12 2012), 站内
  
dtbom dtbom 当前离线 威望0 国防币40 贡献20 在线时间0 小时最后登录2012-11-7精华0积分65阅读权限1
  
发消息. 3#  
  发表于 2012-11-6 10:52:36 |只看该作者 牛啊,想不到的强帖
  
  三叶纺锤  为什么线圈就承受不了高线速度?完全可能。你的线圈用碳纤维如何?  发表于 昨天 10:36  
   
问一下楼主,暂且放下技术问题。讨论一下低空开问题和产业政策问题如何?现在技术不是问题,问题是你搞出来了下一步咋办?你觉的你的设计能有好的出路?
  
支持楼主,必须的
  
这是一种直升机的技术架构问题,适用于高空和低空飞行的所有直升机,而与低空开问题和产业政策无关。我个人肯定搞不出来,国家不支持,个人的力量根本不行。
        
           谢谢鼓励!望多多交流。这个设想原理可行。我的QQ:38388862
  
你的东西搞成是没问题的.但是现在的问题是,没有好的产业政策.谁肯投资?你老依靠国家投入不是根本办法.国家企业太惰性,都不太愿意搞新东西.
现在民家资本很大,只要政策放开,钱不是问题.
你多探讨一下,低空开放政策吧?拉车要看路.
  
             线圈肯定承受不了那么高的线速度,因为那都是由铜线组成的线包,巨大的离心力将挤破铜线间的绝缘质,所以一定要将降低转速至2000转/分.  线圈不能用碳纤维:导电率、强度、延展度等等指标都达不到要求。
  
                                                         穆骞     
                                                           2012.11.21
谢谢鼓励!我压根就没想着中国能搞出来,中国再富,也不可能为它
投入一分钱,无论政府还是民间,这是制度与文化的原因!我更相信美国
能把它搞出来,这正是制度与文化的差别!乔布斯如果在中国,最多不过
是个电脑摊的小老板。
请问有没有国外的直升机论坛?我把《超导感应电力传动直升机》发上去。谢谢!
  
                                                        穆骞
                                                          2012.11.21
--
  
※ 来源:·水木社区

到目前为止,除非是用作传感器,否则不存在可以真正实用化的高温超导体
技术贴 不懂  
最后一段话  好好地说技术 加那么多货什么意思?
我压根就没想着中国能搞出来,中国再富,也不可能为它
投入一分钱,无论政府还是民间,这是制度与文化的原因!我更相信美国
能把它搞出来,这正是制度与文化的差别!乔布斯如果在中国,最多不过
是个电脑摊的小老板。
请问有没有国外的直升机论坛?我把《超导感应电力传动直升机》发上去。谢谢!
                                                        穆骞
                                                          2012.11.21

本来打了一大段技术讨论的,但是看到这句话,全删了
美帝航空坛很多的,欢迎去发,走好不送

首先类似技术早就有很多研究了,另外你丫屁颠屁颠毫无保留地把这东西贡献别人很光荣?
即使这个技术能成,你觉得美帝拿这个搞了技术申了专利出了产品跟你有一毛钱关系?
图样图森破[:a11:]
超导磁悬浮列车早已投入商业运行了,就是超导体产生了实实在在的电磁推动力。
超导感应电力传动直升机的超导体环(转子)浸浴在液氮当中,是低温超导体。

                                              穆骞
                                                2012.11.21
starikki 发表于 2012-11-21 23:43
本来打了一大段技术讨论的,但是看到这句话,全删了
美帝航空坛很多的,欢迎去发,走好不送
可能指望很多吧
另外多说几句吧
1. 国家懒惰不搞新技术?地图炮放太大不怕遭报应吗?
2. 说通航问题? 现在低空试开放势头大好,通航爆炸式发展都快赶上房地产了,尼玛煤老板都去投资通航了你说有没有前景?
3. 这技术用在直升机上有点鸡肋,不如多考虑考虑混动固定翼推进,电动螺旋桨或者EDF都比这个有前途
目测实质是涡轮轴带动发电机,发电机接的步进电机,这不就是电动直升机么……
照目前的技术水平,超导要比行星齿轮还要大,还要重,直升机晃来晃去,光是保持超导温度就够头痛的,超导磁悬浮只是实验,连超导船都很少见
超导磁悬浮列车”,要不你科普一下?

不过看你写这么多也挺不容易的,而且看你的头像,如果是你本人的话,看上去还是挺有文化的嘛,把心思拿来这种没有常温超导物质基础上的东西,完全是镜花水月嘛,太浪费你的智慧了。
不如你抽点时间研究一下退射坦克或者直潜潜艇之类的东西,这些个东东对我国军工科技比较有帮助。
以为技术帖,看到最后一段,只能说乃回乃的美国去吧。

真心瞧不起你
只是技术讨论,我还倒真没想它能带来些什么好处。
不过话说回来,中国肯定是搞不出来,这是必须的!
为什么呢?还是那句话:这就是制度和文化的原因!
低空开放形势一片大好!----此事在上层官僚和垄断集团
还没理清自己的利害关系之前,就别指望阳光雨露
会普照到你头上。煤老板,好走,不送!


2009年4月1日,邦德近海石油公司的“雷德尔”号
直升机就是因为主减速器的二级行星轮发生散裂、
崩落,瞬间憋爆了主减速器,造成16人全部遇难的惨祸。
主减速器内二级行星轮齿轮啮合处的应力载荷极为集中,
极高的应力导致了行星轮的崩裂。在日常检修时,仅凭检测滑油
中的金属碎屑来评估众多复杂精密齿轮系的健康情况,对于
深藏内部难以察觉的裂纹等等隐患则徒叹奈何!而电力传动
不但结构简单得多,而且非常直观和易达性,很多地方
可以直接观察和精确地量化测量,比纯机械式传动系统
发现故障隐患要容易得多!


没有步进电机,也不是蓄电池带动的电动直升机,请仔细阅读原帖。

超导体环比主减速器环轮大不了多少。因为仅仅是转子那一小部分采用了超导,
超导体环(转子)和浴液氮舱的重量和体积就都不大。
超导体环整体浸浴在液氮当中,以维持超导体低于其临界温度;
浴液氮舱的舱壁由热绝缘材质制成,飞行时液氮仅仅损失一些蒸发量,
完后及时补充即可。

即便超导磁悬浮列车没有投入商业运行,但其驱动原理却是可行的,这也正是
当今世界各科技大国纷纷开展此项研究的巨大动力所在。另外,也不是常温超导体!
请见上一段的说明。
超导感应电力传动代替传统的纯机械齿轮减速器极具优势,不光体现在电磁传动应力分散,
而且还具有结构简单、传动灵活、操纵敏捷,响应快、传动效率高、无振动、无噪声、维护简便
等等诸多优点,尤其是适用于高速复合式直升机和重型直升机。

                                                 穆骞
                                                   2012.11.25
muqian 发表于 2012-11-25 22:46
只是技术讨论,我还倒真没想它能带来些什么好处。
不过话说回来,中国肯定是搞不出来,这是必须的!
为什 ...
超大作为我等自五的大本营,楼主发发科技想法就行了,还提什么把想法发给美国人、开地图炮抨击中国科研,中国科研状况特别是军事科研状况超大的几个大佬最清楚,你这么干要么没事找黑要不就是秀下限,可以歇着了。
muqian 发表于 2012-11-25 22:46
只是技术讨论,我还倒真没想它能带来些什么好处。
不过话说回来,中国肯定是搞不出来,这是必须的!
为什 ...
要是超导冷却系统那么好做,为什么各大国还不普及?而且下一代规划中全电战舰也没有超导的影子?要真那么好做全电战舰、全电战车、磁流体推进器、甚至是核聚变技术早就白菜化了。楼主别想当然了,就算可行,这种技术没个20年以上的投入不具备任何实用性。
muqian 发表于 2012-11-25 22:46
只是技术讨论,我还倒真没想它能带来些什么好处。
不过话说回来,中国肯定是搞不出来,这是必须的!
为什 ...
关于什么超导磁悬浮列车的问题,楼主就不要来秀智商下限了,现在世界上唯一的商业运营磁悬浮列车就在上海,就算有你说的超导磁悬浮列车,那也只会存在于你所唾弃的中国,楼主不要自打自脸了。
醒醒吧,大中午的还没睡够
楼主说那么玄做什么?就是个电传动装置,把电动机弄成超导电机嘛。现阶段超导电机的体积重量复杂性比普通电机还高得多,根本还没有实用化。
当今很多国家都在进行超导磁悬浮列车技术的大力研究!实际上,超导感应电力传动在直升机中的应用
远比它在磁悬浮列车中简单得多,因为在超导磁悬浮列车技术中,除了要考虑驱动,还要考虑涉及到
精密定位的悬浮和导向,实现起来困难极大;而在超导感应电力传动直升机中,后二者就不用考虑了,
推力轴承就已经做到精密定位与承受推力,仅仅考虑驱动即可!继而使设计大大简化,非常容易实现。
尤其是:仅仅转子那一小部分采用了超导。

中国的制度与文化根本就不支持、也不允许你创新,跟在洋人屁股后面爬,已经习惯了。

不是什么超导电机!请再仔细阅读原帖。超导感应电力传动直升机是仅仅转子那一小小部分(超导体环)
采用了超导,所以设计十分简单,冷却也非常方便----飞行时液氮仅仅损失一些蒸发量,过后给浴液氮舱
及时补充液氮即可。
                                                
                                                 穆骞
                                                   2012.11.30
@无影侠SUPER 把这贴锁了吧,楼主太那啥了。
muqian 发表于 2012-12-1 00:34
当今很多国家都在进行超导磁悬浮列车技术的大力研究!实际上,超导感应电力传动在直升机中的应用
远比它在 ...
道不同不相与谋!话不投机半句多。
你还是走好,早点去你认为的天堂国度追寻自由与你的价值吧!
超导发动机,好东西
当今很多国家都在进行超导磁悬浮列车技术的大力研究!实际上,超导感应电力传动在直升机中的应用
远比它在 ...
作为动力专业的表示 一 你的想法没啥特殊 而且国内搞的比你深入的多 在抨击体制前还是先深入的研究一下比较好 太纸面 二 你如果真的觉得自己很厉害 我们这里很多人的导师 甚至于自己 就是真正的专家 我们可以帮助你和专业人士讨论
当今很多国家都在进行超导磁悬浮列车技术的大力研究!实际上,超导感应电力传动在直升机中的应用
远比它在 ...
至于你张口洋人 闭口爬的 我十分怀疑你认真研究的能力
骗子,你水平太差{:soso_e120:}