直升机桨叶挥舞单摆吸振器吸振性能研究

设计了一种桨叶挥舞单摆吸振器,用来降低直升机旋翼系统的5阶垂向振动载荷。为了研究挥舞单摆吸振器的吸振性能,基于桨叶三维梁有限元模型,建立了旋翼与挥舞单摆吸振器的耦合动力学分析模型。以旋翼系统的固有频率和垂向载荷振幅为考核指标,开展旋翼-吸振器耦合动力学模型的动特性分析与吸振性能仿真分析,并研究了吸振器摆长与吸振频率的关系,以及不同吸振频率对吸振性能的影响。研究结果表明:旋翼加装挥舞单摆吸振器后,旋翼自身动特性变化很小,可以忽略吸振器对旋翼自身动特性的影响;通过合理选择吸振器吸振频率,旋翼5阶垂向振动载荷可以降低39%,减振效果良好;吸振器重量仅占目标旋翼系统重量的4%左右,具有显著的重量优势。

直升机旋翼锥体与动平衡主动调节技术

针对直升机桨叶质量、气动条件等不平衡引起的旋翼低频振动过大的问题,提出一种以旋翼锥体为约束、仅通过调整桨叶变距拉杆的主动减振技术.该技术在建立的桨叶挥舞摆振扭转耦合的动力学模型基础上,使用最小二乘辨识方法估计振动频域分量和变距拉杆位移之间的线性模型,从而构造并求解以旋翼锥体为约束条件、低频振动分量为控制目标的二次型性能指标函数,同时将该算法用Simulink模块实现,进行实时化仿真计算,并验证控制结果的有效性.结果表明:该算法在约束旋翼锥体的同时能够降低旋翼80%以上的低频振动,而且对桨毂中心升力、扭矩等的影响在0.3%以内,并未对直升机其他动力响应产生不良影响,结合Simulink模型的实时化仿真为直升机锥体和动平衡调整提供了一种工程应用思路.

基于超单元法的无铰式旋翼桨毂动力学等效参数计算方法

以梁模型为基础的旋翼动力学分析中,需输入桨叶剖面特性、桨毂剖面特性和操纵线系刚度等参数。无铰式旋翼动力学特性对桨毂剖面特性较为敏感,简单的面积分方法在计算桨毂剖面刚度时误差较大。基于超单元理论,利用三维有限元对桨毂进行静力缩聚,得到适用于梁模型旋翼气弹分析的等效桨毂动力学参数。旋翼旋转动特性试验结果表明,该等效方法计算准确。

基于超单元法的无轴承尾桨根部动力学等效参数分析

无轴承尾桨柔性梁根部通过金属夹板夹持,在夹持区外侧袖套与柔性梁通过支撑轴承连接。传统的设置刚性梁段的简化分析方法计算低阶模态误差较大,依赖试验修正,无法满足正向工程设计需求。基于超单元理论,利用三维有限元对柔性梁根部夹持区进行静力缩聚,得到适用于梁模型旋翼气弹分析的等效桨毂动力学参数,并分析了柔性梁缩聚长度的影响。尾桨静态特性和旋转动特性试验结果表明,该等效方法计算准确。

倾转旋翼结构动力学设计技术研究

通过先进气动外形缩比倾转旋翼的动力学设计,对倾转旋翼结构动力学设计中的特殊问题和重点问题形成了系统的研究,并提出了倾转旋翼结构动力学的工程设计准则和设计方法;基于该准则和方法设计的缩比倾转旋翼已用于风洞试验。