某型直升机低频振动现象分析

《某型直升机低频振动现象分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、总第189期2016年第3期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUEGeneralSerialNo．189No．32016文章编号：1673-1220(2016)034)47-05某型直升机低频振动现象分析刘建礼1，刘忠超2，刘永志2(1．61297部队，江西景德镇333001；中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要介绍了某型直升机大速度飞行中的低频振动现象，分析了引起该现象的原因，提出了故障排除方法，并通过试飞验证了方案的有效性。对外场飞行保障工作有一定的指导作用。关键词大速度飞行；低频振动中图分类号：V214．3+3文献标识码：ALow·-Frequ

2、encyVibrationPhenomenonAnalysisofXXHelicopterLIUJianlil，LIUZhongeha02，LIUYongzhi2(1．Militaryof61297，Jingdezhen333001，China；2．ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China)AbstractThelow—-frequencyvibrationphenomenonduringthehigh—-speedflightWaSintroducedatthebeginni

3、ngofthispaper．Thetroublereasonwasanalyzedandtheeliminatemethodwasalsoraisedafterthat．Thetroublewastestifiedtobevalidationthroughflighttest．Thismethodgavedi—rectivefunctionfortheflighttestsafetyinsurance．Keywordshigh—-speedflight；low—-丘equencyvibration1故障现象2故障原因分析某型直升机试飞过程中，试飞员反映大速度飞行状态存在低频

4、振动现象，严重影响飞行任务的执行。现象描述为：直升机指示空速大于180km／h飞行，座舱出现横向抖动，仪表板读数困难；且驾驶员座椅处出现间歇性的筛动，随着飞行速度的持续增加，筛动出现的间隔时间变短，筛动强度增大。本文针对上述低频振动问题进行振动数据处理和原因分析，在理清故障机理的基础上，给出了解决方案，并通过试飞验证了方案的有效性。机载测试系统采集了机体的振动加速度信号。选取驾驶员座椅地板、脚蹬地板、尾减速器、仪表板等测试位置进行数据分析。出现筛动时，座椅地板及脚蹬地板侧向振动频谱图2Q振幅增加到与主振源6Q相当的程度，2Q振幅异常，如图1所示。理论上2Q力和力矩基本由主桨

5、毂“过滤”掉，传递不到机体，引起的振动响应远远低于6Q。垂向振动2Q变化不大。以截至频率10Hz对振动信号进行低通滤波，收稿日期：2016—06—02作者简介：刘建礼(1983一)，男，山东微山人，本科，主要研究方向：飞行试飞。2016年第3期刘建礼，刘忠超，刘永志：某型直升机低频振动现象分析’49·3)主桨动平衡符合维护手册要求；4)主桨锥体指标符合维护手册要求；5)主桨静平衡符合要求；6)装机前后阻尼器载荷性能变化在5％之内；7)机体低阶模态设计合理；8)不能排除主桨系统上的测试设备造成机体筛动。4机理分析考虑安装在桨毂中心的测试系统整流罩对机身产生的影响，分别计算了安

6、装在桨毂中心的测试系统整流罩的脱落涡频率以及该整流罩对机身流场的影响，计算网格如图5所示。利用CFD软件⋯进行脱落涡频率计算，计算来流180km／h条件下该模型涡的脱离频率，计算结果表明：脱落涡脱落频率为25Hz左右。基于此计算，可以排除因整流罩脱落涡激励桨毂引起机体低频响应的可能性。图6给出了脱体涡的形成过程与脱离状态，图8则给出了该计算模型在计算过程中，阻力系数随时问的变化情况。图7给出了直升机在前飞速度为180km／h状态下，桨毂中心整流罩产生的涡尾迹在直升机桨盘附近的流动情况。图5测试系统整流罩与直升机流场网格图6测试系统整流罩脱体涡的形成和脱离状态图7直升机截面流

7、场速度及涡量等值图正常情况下，桨叶激振力和力矩通过桨毂“过滤”只保留旋翼桨叶片数整数倍的成分，即：NO,，2NQ，⋯⋯，N为桨叶片数，其他分量互相抵消。由于外界气流干扰、旋翼每片桨叶的质量及气动的差异等因素，造成旋翼转速的基频及其谐波频率也会传递到机体，引起机体相应的振动响应㈨。取两个坐标系，一是机体体轴系x。ysz。，二是旋翼构造轴系kk乙，如图9所示，可知第K片桨·50·直升机技术总第189期叶作用到桨毂平面上的力‘31为：Xk=R1‘sin‘p^一R3^cos‘p^Zt2Rl^cos‘p^一R3Isin‘p＆