直升机耦合动力学设计对减摆器性能和布局的要求

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1、总第164期2010年第3期直升机技术HELICOFrERTECHNIQUETotalNo．164No．32010文章编号：1673．1220(2010)03-001-06直升机耦合动力学设计对减摆器性能和布局的要求凌爱民1’2(1．旋翼动力学国家级重点实验室，江西景德镇333001；2。中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要从直升机耦合动力学设计的角度，结合型号设计使用情况，讨论分析了如何确定对减摆器性能的设计要求和安装布局，提出了在设计中。应着重考虑和利用减摆器性能的设计点和变化规律。关键词动力学设计；减摆器；性能；布局中图分类号：V275+

2、．1；0242．1文献标识码：ARequirementsofHelicopterCoupledDynamicsDesignOilPerformanceandLayoutofDampersLINGAiminl，2(1．NationalKeyLaboratoryofRotoreraftAeromechanics，Jingdezhen333001，China；2．ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China)AbstractInthispaper，howtodetermi

3、netherequirementsofperformanceandlayoutondamperswasdiscussedandanalyzedfromtheviewpointofhelicoptercoupleddynamicsdesign，combinedwiththeengineeringdesignandapplication．Itwassuggestedthatsomeimportantdesignpointsandchar-acteristicsofdampersshouldbecarefullyconsideredandused．Keywords

4、dynamicsdesign；damper；performance；layout1前言众所周知，旋翼减摆器对桨叶摆振提供阻尼力矩，是防止地面共振的主要设计措施，但还有一个重要作用通常被忽略了，这就是对旋翼集合型摆振提供阻尼力矩，也是防止传动链扭振不稳定的设计措施之一。通过设计人工阻尼器以满足消除地面共振的要求，从最早期的摩擦减摆器⋯，发展到现在先进的粘弹和液弹减摆器[2．3]，使防止地面共振的这一措施有了多种选择，先进优良的减摆器性能也使耦合动力学设计变得简单容易了。由于摩擦减摆器的摩擦力(矩)长期使用会不断降低，常发生不稳定的地面共振，设计上已不再考虑了。

5、液压减摆器阻尼较大，通过一减压阀控制载荷增大，开启前与速度平方成正比，开启后阻力与速度略成很小斜率的线性变化，存在当量阻尼最大速度点，是设计的关键点。粘弹减摆器不仅提供阻尼，还提供刚度，可用于调整桨叶摆振频率。粘弹减摆器刚度和阻尼都随位移振幅增大而减小，存在当量阻尼最大位移点，也是设计关键点。液弹减摆器集液压减摆器和粘弹减摆器优点，刚度特性近于粘弹减摆器，阻尼特性近于液压减摆器。现在使用最广泛的减摆器是液压减摆器和粘弹减摆器两种类型。另外，不同吨位的直升机对这两收稿日期：20104)6．15作者简介：凌爱民(1956．)，男，江西高安人，研究员，主要研究方向

6、：直升机耦合动力学。·2·直升机技术总第164期类减摆器的选择是不同的，液压减摆器阻尼大，不提供附加刚度，在大吨位直升机上使用较多；而对于需要桨叶摆振调频和低吨位直升机，通常选择粘弹减摆器。减摆器性能指标主要源自于直升机耦合动力学设计要求，这些要求必须充分考虑和分析减摆器本身的非线性特性，但同时还必须尽可能降低载荷提高疲劳寿命，具有工程设计合理性和可行性。因此，在设计上必须采取一定的设计措施以满足综合指标要求。减摆器在旋翼上的安装有两种布局，一是独立布置，减摆器一端连于桨毂，另一端连于桨叶，称为桨毂减摆器；二是非独立布置，减摆器连于相邻两桨叶间，称叶间减摆器

7、。近年来在型号设计中都有应用的实例，有成功经验，也发现了一些问题，加深了对减摆器安装布局的认识。本文从直升机耦合动力学设计的角度，结合型号设计使用情况，讨论分析了如何确定对减摆器性能的设计要求和安装布局，提出了在设计中，对减摆器性能的一些重要设计点和变化规律应重点考虑和利用。2减摆器安装布局对耦合动稳定性和动响应的影响直升机耦合动力稳定性包括地面共振、空中共振、传动链／发动机控制系统扭振稳定性∞J。对于桨毂减摆器布局，由于各片桨叶有其独立的减摆器，减摆器对桨叶摆动提供的约束力直接传到桨毂上，因此，不论旋翼的桨叶以什么型态运动，减摆器都提供阻尼，这种布局对各种

8、耦合振动起到稳定作用，采用这种减摆器布局的直升机占绝