[发明专利]基于磁流变阻尼器的直升机抗坠毁座椅

说明书

基于磁流变阻尼器的直升机抗坠毁座椅，包括由椅盆、背靠构成的座椅本体，椅盆下方设有隔振平台机构；隔振平台机构包括静平台、第二磁流变阻尼器组件和动平台，动平台与椅盆固定连接，第二磁流变阻尼器组件的上、下两端通过球铰分别与动平台、静平台连接，第二磁流变阻尼器组件设置有六套，第二磁流变阻尼器组件包括磁流变阻尼器；球铰设有上、下两组共六套，每组球铰以等边三角形结构布置在动平台或静平台上，每套球铰与两套第二磁流变阻尼器组件端部配合，具有相同球铰连接端的两套第二磁流变阻尼器组件所相对的另一端错开成夹角设置。本发明可适应直升机不同的坠毁高度和机身坠毁姿态要求，采用的吸能器耗能大、抗冲击效果好。

技术领域

本发明涉及航空座椅技术领域，尤其涉及一种基于磁流变阻尼器的直升机抗坠毁座椅。

背景技术

随着直升机技术的发展，各类直升机被广泛、大量的应用于军事和民用领域。不同于固定翼飞机，直升机飞行高度较低、飞行环境复杂，虽然飞行速度不高，但却经常需要超低空悬停和作业。直升机被攻击或者出现故障发生坠落时，驾驶员进行应急处理的反应时间短，坠地易发生机毁人亡的严重后果，因此要求直升机具备相应的抗坠毁能力。

直升机的抗坠毁措施，除了采用吸能起落架、抗坠毁机头和机身结构、抗坠毁油箱和旋翼结构外，另外重要的就是抗坠毁座椅，而吸能器又是抗坠毁座椅的核心部件。抗坠毁座椅不仅需要满足飞行人员的人机功效和舒适性要求，同时，更重要的是其抗坠毁性能将直接影响飞行人员的生存率。

早期的固定载荷吸能器通常是针对95％生存率坠机环境，按第50百分位的男性体重设计的，座椅中吸能器的启动载荷是固定的，对特定体重的乘用人员效果最佳，但是不能随座椅乘用人员体重变化而调节，对于体重超过此范围的乘用人员，由于固定载荷吸能器提供的缓冲力太小，座椅可能超出允许的最大行程而与地板刚性碰撞，反而造成乘用人员更严重伤害；而体重小于此范围的乘用人员，则不能充分利用有效的缓冲行程，降低了保护效果，极限条件下可能出现不能启动吸能器而完全失效的情况。因此，固定载荷吸能器的抗坠毁座椅适用范围窄，不能为所有乘用人员提供最佳过载保护，也无法适应不同的坠毁高度和机身坠毁姿态。

基于传统变载荷吸能器的抗坠毁座椅，虽然弥补了固定载荷吸能器的一些不足，但仍存在问题：(1)大都只能为5百分位到95百分位男性乘用人员提供保护，体重超出范围的乘用人员仍无法得到充分保护；(2)不能适应不同的坠毁高度和机身坠毁姿态；(3)变载荷吸能器在有限冲程内耗能不大，抗冲击效果不足；(4)这些基于变载荷吸能器的抗坠毁座椅结构和控制十分复杂，所使用的变载荷吸能器响应时间太慢而不能很好适应极短的坠毁时间。

如中国专利(授权公告号：CN202381619U)公开了“一种新型磁流变阻尼器”，包括工作缸体、活塞杆和设置于工作缸体内的活塞，活塞同轴套设于活塞杆外，活塞杆带动活塞在工作缸体内运动，工作缸体内设置有两个密封体，两个密封体之间的区域构成活塞的运动区域，活塞的运动区域内充满磁流变液，活塞上沿其周向设置有两个轴向分布的活塞环形凹槽，活塞环形凹槽内设置有永磁环，永磁环外设置有环形绝缘层，环形绝缘层外绕设有励磁线圈，励磁线圈的外周围与工作缸体的内周壁接触，优点在于通过在活塞的活塞槽内设置永磁环，再在永磁环外设置励磁线圈，这样磁流变阻尼器工作时可有效增强励磁线圈通过电流时的磁场，从而能够增强工作缸体内处于可控状态的磁流变液的阻尼力。

如中国专利(申请公布号CN106627287A)公开了“一种用于车辆座椅的磁流变六自由度并联减振平台”，包括车辆座椅和设置在座椅底部的六自由度并联减振结构；所述六自由度并联减振结构为三支链空间并联结构，包括动平台、静平台和安装在动平台、静平台之间结构相同且并联的三条支链；所述座椅与动平台固接，静平台固接在车辆底板上；六自由度并联减振机构的动平台与静平台通过三条相同的支链并联连接，每条支链由P(球副)、R(转动副)、R(转动副)、P(移动副)依次组成；用单筒双杆磁流变阻尼器代替每条支链上的移动副，并且在转动副处设置单筒单杆磁流变阻尼器，增强该座椅的自适应特性。