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直升机地面共振有效处置方法

写范文发表于:2023-08-12 14:20:50

上海水磨工作室地面共振是指直升机在地面试车、滑行、垂直起降和滑跑起降中,受一定的初始干扰后突然发生左右摇摆现象,振幅迅速增大,直至损坏机体的一种强烈振动现象。下面是小编为大家分享直升机地面共振有效处置方法,欢迎大家阅读浏览。

一、地面共振的基本概念

直升机地面共振有效处置方法

(一)地面共振的现象

地面共振是指直升机在地面试车、滑行、垂直起降和滑跑起降中,受一定的初始干扰后突然发生左右摇摆现象,振幅迅速增大,直至损坏机体的一种强烈振动现象。在驾驶舱内,飞行员受抖动影响,会出现看不清仪表指示、*作难度加大、产生眩晕、反应不够及时等现象。

(二)地面共振的危害

上海水磨工作室直升机具有足够的结构强度是保证直升机可靠安全飞行极为重要的条件。振动的过程也是载荷作用的过程,所以当振动的强度达到一定值时,在很短的时间内就会引起机体结构变形,材料破坏。

直升机的“地面共振”是低频率大振幅的振动。对飞行人员的影响是*纵不够稳定,判断不够及时。颤动严重时,振幅增大,驾驶杆晃动大,导致*纵困难。座椅随机身振动严重,易引起飞行员视线模糊、头晕目眩、反应迟钝等。如不及时处理,一般在不到十秒钟的时间内,就可以打坏桨毂,折断尾梁、斜梁,甚至机体翻倒、旋翼打地、造成机毁人亡的严重事故。

二、地面共振的原因及条件

上海水磨工作室地面共振有多种原因可引起,但从其根源来说分为非*作原因和*作原因。

(一)非*作原因

旋翼运转着的直升机,在地面受到非*作原因外界干扰后,引起桨叶在旋转面内振动,这时旋翼在旋转平面内出现不平衡的惯*力,从而激起直升机在起落架上的水平振动,这个激振频率决定于桨叶本身摆振的固定振频和旋翼的转速,当它接近直升机在起落架上水平振动的固有振频时,会使直升机振动起来。在机体振动时,又反过来产生使桨叶在旋转面振动的力,即对旋翼的摆振进行激振。

机体振动和桨叶振动的这种关系,在一定的旋翼转速下,固有振频便会相互激振,不断加剧,如此恶*循环,以致很快损坏。在实际飞行中,主要有以下几种原因:

一是跑道不平,滑行速度过大。起落架承受压力不均匀,桨叶挥舞不规律,滑行速度增大,压力变化频繁,挥舞调节系数改变,振动频率产生耦合,机体产生振动。

二是两个主起落架缓冲支柱或轮胎压力不相等。由于维护原因或其他原因,造成起落装置两侧缓冲压力不均等,在地面滑行时,桨叶挥舞受到干扰,产生不均匀的侧向力距,从而引起地面共振。

三是旋翼脱锥,液压减摆力矩不一致。当旋翼调整片变形、蒙皮撕裂或严重脱胶、拉杆脱落或松动产生旋翼脱锥时,液压减摆力矩变化,直升机状态不稳定,出现周期*、筛罗式的往复摇摆,产生振动。

四是受到气象条件的影响。当在地面滑行中,出现低空风切变或较大的阵侧风时,直升机受到的气流扰动产生急剧变化,*纵力矩发生不规则改变,旋翼旋转面产生不规律的倾斜,会引起地面共振。

(二)*作原因

上海水磨工作室直升机在地面运转状态中因飞行员*作失误也会引起桨叶在旋转面内振动。主要有以下几种原因:

上海水磨工作室一是地面试车产生共振。在地面试车中,当飞行员加满油门环检查自动驾驶仪高度通道时,总距产生跳跃、卡滞现象,造成机轮非正常离地,飞行员不及时稳杆稳舵,控制好总距,甚至晃动驾驶杆,造成旋翼旋转力矩产生变化,耦合系数增大,产生地面共振。

上海水磨工作室二是地面滑行(滑跑)产生共振。在滑行过程中粗猛蹬舵或侧向改变驾驶杆位置,桨叶都可能由于离心力偏移产生移位,机体可能以这种转动频率带起落架一起摆振。一旦这种情况发生,重心的旋转运动和摆振如果同步,重心就不是向内旋转,而是剧烈的向外运动,在桨毂处产生转动的力矩,几乎瞬间,就可使直升机振裂。

上海水磨工作室三是垂直着陆产生共振。垂直着陆时,飞行员下放总距过快或突然*蹬舵,造成着陆过重或突然失去状态控制,都会造成旋翼在旋转平面内出现不平衡的惯*力,从而激起直升机在起落架上的水平振动。

上海水磨工作室(三)产生地面共振的条件

上海水磨工作室由上面的分析可以得出地面共振产生的条件有以下几点:

一是地面共振不稳定*发生在旋翼频率与机体固有频率重合或接近重合时。

三是桨叶摆振固有频率越低,桨叶总质量与直升机质量之比越大,则地面共振不稳定*就越大。

四是只有同时存在摆振阻尼及机体(起落架)阻尼才可能消除地面共振不稳定区。

五是有足够的外界干扰。

三、地面共振的处置

直升机在起落架接地的情况下运转时,应当有发生和处置地面共振的思想准备,这是及时判断和正确处置的前提。

(一)地面试车时

上海水磨工作室如果确认地面共振已经发生,应立即把总距杆放到底,减小旋翼转速,并蹬舵保持好方向。迅速大幅度地改变旋翼转速,使惯*离心激振力的频率远离发生共振的频率,消除产生共振的内因。

上海水磨工作室采取上述措施后,如果振动仍没有明显降低,应立即关闭发动机,切断共振的能源,并及时使用旋翼刹车,使旋翼转速迅速减小到共振转速之外。

(二)滑行滑跑时

在滑行(滑跑)中如发生地面共振,应迅速将总距杆放到底,左转油门环刹车减速,同时用驾驶杆修正直升机的倾斜,禁止蹬舵修正倾斜,迅速大幅度地改变旋翼转速,使惯*离心激振力的频率远离发生共振的频率,消除产生共振的内因。

(三)在垂直起落时

如在着陆刚接地或起飞离地瞬间时,根据机场标高、温度、湿度、载重等确定有可能迅速使直升机离地,可立即上提总距杆,使直升机迅速离地,“地面共振”也就不存在了。

发生“地面共振”后,直升机某些部分因强烈振动可能被破坏,因此,应对旋翼的桨叶、桨毂的限动块和各关节、尾梁、起落架缓冲器等部件进行检查,同时,还要检查个附件、设备的固定是否松动,以保证下次飞行的安全。

四、地面共振的预防措施

上海水磨工作室为防止直升机在使用中出现地面共振的措施,一种做法是调整旋翼摆振固有频率及机体固有频率,使频率重合点及相应的不稳定区移出范围之外;另一种做法是保证所需的摆振阻尼及机体(起落架)阻尼以消除不稳定*。三是飞行员*纵动作柔和。实际上往往需要同时采用这三种措施。

(一)保证阻尼裕量的构造措施

上海水磨工作室防止地面共振所需的阻尼,主要由旋翼减摆振器提供。因此,旋翼减摆器和起落架减震器虽其主要作用是减小前飞时旋翼的摆振和着陆时机体的受力,但也要适当地兼顾防止地面共振的需要。

1.旋翼减摆器。旋翼减摆器工作时提供阻尼,以减弱旋翼桨叶的摆振,自然有利于防止地面共振。很多现代直升机采用了粘*减摆器,由于其**刚度作用,额定转速时摆振基阶频率提高了,因而旋翼摆振固有频率也提高了,也增大了摆振阻尼。

2.起落架减震器

上海水磨工作室减震器工作时提供阻尼,以衰减直升机的起伏振动,当然也有利于防止地面共振。为此必须注意:一是减震器的初压要小;二是减震器压缩初期的阻尼要适当大些,只在减震器小压缩的情况下起作用,用以防止地面共振;三是采用刚度较大的轮胎,使减震器及早参与工作,这对防止地面共振有利。

(二)保证合适的机体固有频率的措施

一是调整机体固有频率。通过良好的设计,调整起落架则度,保证合适的机体固有频率,使机体固有频率与旋翼固有频率错开。

上海水磨工作室二是保证机轮滚动时间的侧向刚度。机体横向振动时,其固有频率取决于减震器和起落架的侧向刚度。为了防止滑跑时发生地面共振,对直升机的地面最大滑跑速度应有限制。

三是防止轮胎时而离地使刚度降低。直升机起降时,在机轮离地前或接地后瞬间,旋翼拉力T与机身重力G处于这样状态:T稍小于G,但又接近G。此时,轮胎在地面,时而发生离地情况。在此情况下,直升机的横向振动,变成带“间隙”的振动。在间隙出现时,离地轮胎的刚度为零。在间隙消失时,轮胎刚度又恢复。其结果,使直升机横向、纵向固有振频降低,不稳定区边界下降,二阶振动的转速稳定裕量减小。当振幅足够大时,不稳定区下界会落入工作转速范围内,如遇外力干扰,就会发生地面共振。因此,为了防止滑跑时发生地面共振,对直升机的离地时的*纵有严格的规定。

(三)保证飞行员正确*纵动作

上海水磨工作室在飞行的各个课目中,*作人员都要做到,*纵动作柔和防止粗猛动作,在地面试车的时候不要频繁的*作驾驶杆,滑行滑跑中不要粗猛的使用舵,在跑道不平时,应断开自动驾驶仪。在着陆的过程中不要过于频繁的使用总距杆,下降率不要过大,防止粗暴着陆。

 

第2篇:最新直升机地面共振原因方法及原理

上海水磨工作室直升机的动力装置大体上分为两类,即航空活塞式发动机和航空涡轮轴发动机。下面是小编为大家分享最新直升机地面共振原因方法及原理,欢迎大家阅读浏览。

上海水磨工作室1.直升机发动机原理--简介

直升机的动力装置大体上分为两类,即航空活塞式发动机和航空涡轮轴发动机。在直升机发展初期,均采用技术上比较成熟的航空活塞式发动机作为直升机的动力装置。但由于其振动大,功率质量比和功率体积比小、控制复杂等许多问题,人们就利用已经发展起来的涡轮喷气技术寻求*能优良的直升机动力装置,从而研制成功直升机用涡轮铀发动机。实践*,涡轮轴发动机较活塞式发动机更能适合直升机的飞行特点。

2.直升机发动机原理--分类

涡轴发动机据其动力涡轮的形式不同,可分为固定涡轮轴发动机和自由涡轮轴发动机两种。前者的动力涡轮和燃气发生器转于,共同固定在同一根轴上;后者的动力涡轮和燃气发生器转子,分别固定在两根轴上,动力涡轴与燃气发生器转于彼此无机械联系,动力涡轴呈“自由”状态。自由涡轮轴发动机,又可分为后出轴和前出轴两种。

3.直升机发动机原理

在构造上,涡轮轴发动机也有进气道、压气机、燃烧室和尾喷管等燃气发生器基本构造,但它一般都装有自由涡轮,如图所示,前面的是两级普通涡轮,它带动压气机,维持发动机工作,后面的二级是自由涡轮,燃气在其中作功,通过传动轴专门用来带动直升机的旋翼旋转,使它升空飞行。此外,从涡轮流出来的燃气,经过尾喷管喷出,可产生一定的推力,由于喷速不大,这种推力很小,如折合为功率,大约仅占总功率的十分之一左右。有时喷速过小,甚至不产生什么推力。为了合理地安排直升机的结构,涡轮轴发动机的喷口,可以向上,向下或向两侧,不象涡轮喷气发动机那样非向后不可。这有利于直升机设计时的总体安排。

直升机地面共振原因及其改出方法:

上海水磨工作室一、什么是地面共振?

上海水磨工作室直升机地面共振就是直升机在地面工作状态时发生的旋翼——机体耦合自激振动,是针对全铰型直升机的一种潜在的具有破坏*的空气动力学现象。这种振动一旦发生,振幅在几秒钟内便可达到十分剧烈的程度,常常造成桨叶折断、轮胎破裂、机身翻倒,甚至人身伤亡等严重事故。直升机地面共振曾一度成为阻碍直升机发展的技术难关。

二、相关研究

当直升机在开车后地面工作、滑行时或悬停着陆过程中受到外界振动后,振动将传递到主旋翼系统,桨叶之间失去了正常的相位关系,破坏了平衡,桨叶重心偏离旋转中心,旋翼重心的离心激振力激起机身在起落架(或滑橇)上的振动,当起落架和旋翼的振动频率接近时,就会加剧耦合,使直升机剧烈摇摆,而系统的阻尼又不足以消耗它们相互激励的能量,就会造成直升机损毁甚至解体。

上海水磨工作室当直升机在地面工作时(或滑跑时)受到外界振动后,旋翼桨叶运动偏离平稳位置,如旋翼以后退型摆振运动,这时桨叶重心偏离旋转中心,旋翼重心的离心激振力,激起机身在起落架上的振动;机身振动反馈于旋翼的摆振运动,对旋翼起支持激振的作用,形成一闭环系统,使得旋翼摆振运动越来越大,当旋翼后退型频率与机身在起落架上的某一模型的频率相等或接近时,系统的阻尼又不足以消耗它们相互激励的能量,这时整个系统的振动就会是不稳定的,振动幅度将越来越大,直到直升机毁坏才告终,即出现了地面共振。为什么摆振后退型能引起地面共振,摆振前进型就不能引起地面共振呢?其主要原因是摆振后退型与机身振动形态耦合频率相等或接近时,振动相位关系是相互传输的,而摆振前进型这时的相位关系是耗能的。如果桨叶减振器和起落架缓冲支柱的阻尼足够大,或者旋翼系统产生的离心激振力的频率和全机在起落架上的摆动频率相差足够大,那么上述两个振动系统因外界干扰而激起的振动就会彼此消弱直至消失,即不会发生地面共振。

桨叶间的相位发生改变破坏了平衡

上海水磨工作室三、地面共振的改出方法

上海水磨工作室如果发生地面共振时旋翼的转速较低,正确的方法是关闭油门,总距放到底,必要时关闭发动机。如果发生地面共振时旋翼的转速处于正常飞行范围内,正确的方法是提总距,飞离地面,等旋翼恢复正常相位后再着陆,如果未恢复正常相位就直接落地,将导致刚接地便使本不稳定的主旋翼发生更强烈的振动。如按上述方法着陆时共振仍然存在,选择不同质地的场地着陆,必要时选择悬停自转着陆。

 

第3篇:直升机地面共振的输出反馈最优控制

上海水磨工作室在导出采用SAS的桨距控制的直升机"地面共振"空间模型的状态方程和输出方程的基础上,研究抑制直升机"地面共振"的控制律综合设计方法.鉴于工程实用*,宜采用可测得的输出作反馈控制;由于直升机旋翼工作转速范围宽,反馈控制应保证旋翼从起动到最大工作转速范围内闭环系统全速稳定.因此,提出并研究满足上述要求的基于输出反馈的次最优控制法与基于观测器的输出反馈最优控制法.*计算表明了这些方法对抑制直升机"地面共振"的有效*.