[实用新型]基于飞机燃油系统的机电作动器

说明书

本实用新型公开了一种基于飞机燃油系统的机电作动器，包含永磁电机、减速器、作动机构和若干热管；永磁电机包含定子铁芯、定子绕组、转子和壳体；定子绕组缠绕在定子铁芯上，定子铁芯固定在壳体内；转子通过轴承固定在壳体，其输出轴通过减速器和作动机构；壳体上设有和热管一一对应的通孔；热管的穿过壳体上与其对应的通孔，蒸发段和定子铁芯固连，冷凝段伸入外部飞机燃油系统的油箱中、和燃油接触。本实用新型具有体积小、能耗低、使用寿命长等主要特点。

技术领域

本实用新型涉及航空系统技术领域，尤其涉及一种基于飞机燃油系统的机电作动器。

背景技术

随着功率电传技术的发展，全电飞机与多电飞机的概念相继提出。多电飞机最大的特征在于：将液压、气压等重量大且结构复杂的子系统去除，并用性能相同或更优的电动装备代替。被移除的液压、气压系统中，包含飞行控制系统的执行机构，即作动器；液压作动器出力较大，但液压油存在泄漏的风险，且油路复杂、管路重量大，储存液压油的油箱占用了大量空间，对集成度逐渐提高、结构越来越紧凑的飞机设计不利；而机电作动器体积小、重量轻、结构简单，仅需电缆提供电能，永磁电机经过减速器带动滚珠丝杠往复运动，即可带动舵面起降，实现与液压作动器相同功能的同时提升易维护性，是未来飞行控制系统中的主要执行机构。

但永磁电机本身存在散热问题，且复合材料的应用及红外隐身的要求大大降低了电机通过飞机蒙皮散热的可能性，导致机电作动器常在全封闭的环境工作，热量难以向外散出，使其温度过高、使用寿命缩减；同时，也存在部分机电作动器完全暴露在机体外，在高空中近-60℃的低温环境工作，出现因低温导致机械结构卡死的险情。故急需完善机电作动器的热管理系统，使其在接近地面常温的环境中正常工作。

理论上，永磁电机发热最突出的部位为定子线圈与定子铁芯。目前对永磁电机的散热主要有三种思路：其一为辐射散热，即在电机外壳外侧设置翅片，将热量通过翅片散发到环境中；其二为水冷或油冷，即在电机外壳内部留出冷却液通道，将热量通过冷却液传输到冷却液箱中；其三为旋转热管方案，即在永磁体转子内装填气-液相变工质，将热量通过转子传输至减速器，再通过其他方式散去。上述三种方法或要求较大安装空间，或传热路径较长，不太适用于飞机上对空间与传热量的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于飞机燃油系统的机电作动器，重量轻、效率高、能耗低、使用寿命长。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于飞机燃油系统的机电作动器，包含永磁电机、减速器、作动机构和若干热管；

所述永磁电机包含定子铁芯、定子绕组、转子和壳体；

所述定子绕组缠绕在定子铁芯上，定子铁芯固定在所述壳体内；

所述转子通过轴承固定在所述壳体，其输出轴通过减速器和所述作动机构，用于为所述作动机构提供动力；

所述壳体上设有和所述热管一一对应的通孔；

所述热管的穿过壳体上与其对应的通孔，蒸发段和所述定子铁芯固连，冷凝段伸入外部飞机燃油系统的油箱中、和燃油接触。

作为本实用新型一种基于飞机燃油系统的机电作动器进一步的优化方案，所述定子铁芯上设有和所述热管一一对应的导热槽；

所述热管的蒸发段设置在其对应的导热槽内，且在导热槽内填充导热胶。

处于封闭环境的机电作动器正常工作时，其电机的定子绕组通过高频变化的电流导致定子绕组与定子铁芯发热，热量经导热胶传向热管蒸发段，热管内相变材料汽化并将热量传至热管冷凝段，后由冷凝段将热量传给燃油；处于开放环境的机电作动器正常工作时，热管冷凝段温度（即燃油温度）高于蒸发段，热量通过燃油传至冷凝段，飞机燃油系统油箱内的燃油随时流动，为机电作动器提供适宜的工作温度。