高轉速差航空摩擦離合器的接合特性與控制策略研究

陳 志，施宗材，朱 楚，2，張迎東

（1.中南大學高性能復雜制造國家重點實驗室機電與工程學院，湖南長沙 410084；2.中國航發湖南動力機械研究所，湖南株洲 412002）

1 引言

高機動性、長續航能力和高可靠性一直是航空飛行器的發展方向。為了同時滿足高機動性和長續航能力，許多現代航空飛行器中都具有多種飛行狀態，包括靈活起飛/降落、高速飛行、低速續航等。目前，許多航空飛行器采用摩擦離合器的接合/脫開改變其動力系統中的動力傳遞方式以適用不同的飛行狀態。摩擦離合器接合過程中的動力學特性直接影響航空飛行器的靈活性、平穩性和安全性。在高轉速差接合情況下，摩擦離合器接合過程轉速變化大、轉矩大、接合沖擊大、非線性因素復雜，如何實現摩擦離合器在高轉速差接合狀態下的平穩和快速接合一直是航空飛行器所需突破的難題。此外，在航空飛行器的設計開發過程中，由于飛行工況復雜苛刻，實驗測試成本極高，大功率高轉速情況下的許多性能參數難以直接獲得。

關于摩擦離合器的接合特性，國內外許多研究人員利用計算機仿真技術對其進行仿真分析研究，仿真方法包括：有限元分析法求解，數學模型求解，動力學仿真求解。文獻［1］通過建立摩擦離合器四自由度扭轉系統、變速傳動系統的模型，并建立相應的粘滑模型算法，離合器接合前后轉速差為430rad/s，傳遞功率為50kW，證明了離合器的抖動與摩擦系數的斜率直接相關，并利用數值模擬方法分析了離合器壓力波動、接近接合時的抖動以及外部扭矩波動對離合器粘滑的影響。……