油液压缩性对减摆器工作特性的影响

讨论了考虑油液压缩性时减摆阻尼器的数学模型,在液压缸的压力微分方程中引入变化的体积弹性模量。用数字仿真方法模拟减摆阻尼器的动态阻尼特性,并与K8飞机的前轮操纵减摆器的动态阻尼试验作了对比。试验工况包含有意设置的缺油工况,即明显含有空气泡的情况。结果表明,不考虑油液压缩性的仿真结果与实测功量图明显不符,油液压缩性对减摆阻尼器的动态阻尼特性有较大影响。本文还讨论了含气量、振幅。

带粘弹减摆器旋翼系统气弹稳定性试验与阻尼识别

针对带粘弹减摆器旋翼系统气弹稳定性试验中测量所得信号可能出现的大阻尼、频率成分密集及信噪比差等情况,采用数值仿真,比较基于傅立叶级数移动矩形窗法(FSMB)、Hilbert法(HT)和传统的基于FFT移动矩形窗法(FFT-MB),从这类信号中识别阻尼的优缺点。在两米量级旋翼台上进行了带粘弹减摆器铰接式动力学相似模型旋翼气弹稳定性试验,采用角位移传感器测量摆振信号,用上述三种方法对试验结果进行稳定性分析。数值仿真和试验结果表明,角位移传感器测量信号有较高的信噪比;在大阻尼、频率成分密集及信噪比差的情况下,FSMB法与HT法较传统的移动矩形窗法有较高的识别精度。

黏弹减摆器非线性特性对直升机前飞空中共振的影响分析

提出了一种基于复模量的黏弹减摆器非线性 VKS改进模型,得到了减摆器单频及双频条件下复模量随动幅值变化的非线性特性;采用Floquet传递矩阵法计算了某直升机摆振后退型模态阻尼随前进比的变化。结果表明:直升机前飞时减摆器处于双频工作状态,与悬停时相比,空载及满载时耗能模量分别下降了50%及60%左右;从悬停转入前飞,空载时摆振后退型模态阻尼下降30%、满载时下降37%左右。

不同粘弹减摆器连接的直升机地面共振分析

建立了粘弹减摆器不同连接形式时的旋翼/机体耦合动稳定性分析模型。旋翼/机体耦合动力学模型考虑了非定常空气动力和桨叶挥舞/摆振运动耦合。通过机体当量模型向机体瞬时转心的转换来计入地面运转时机体的滚转和俯仰运动。采用基于复模量的非线性VKS改进模型,建立叶间粘弹减摆器和普通连接粘弹减摆器的小扰动力矩方程。采用特征分析法计算了两种减摆器连接形式的直升机地面共振稳定性。工程实例分析结果表明,本文方法具有物理概念清晰、运用方便的特点。

非线性叶间黏弹减摆器对直升机空中共振的影响分析

建立带非线性叶间黏弹减摆器的直升机旋翼/机体耦合动稳定性分析模型。与全机飞行力学平衡计算相结合,旋翼/机体耦合动稳定性分析模型考虑前飞状态桨叶变距操纵、机体姿态角和桨毂纵向安装角。针对具有非线性特性的叶间黏弹减摆器,采用基于复模量的非线性VKS改进模型、Simulink时域仿真和多桨叶坐标变换等效阻尼识别法分析直升机悬停、前飞状态下旋翼/机体耦合动稳定性及减摆器双频动幅值,并就减摆器布局、全机总重以及前飞速度对桨叶摆振后退型模态阻尼的影响进行分析。结果表明:由悬停到前飞直升机动稳定性一般均下降,一定速度后又上升;加上减摆器能消除前飞不稳定区;叶间黏弹减摆器抬头连接能提高模态阻尼。

几何耦合对直升机桨叶液压减摆器等效线性阻尼的影响研究

建立了直升机前飞时 ,计入变距 /挥舞 /摆振几何耦合和力_速度非线性关系的液压减摆器分析模型 ;用 4阶龙格_库塔法在时域内计算减摆器的轴向速度 ;根据减摆器轴向速度的瞬态响应成分 ,利用基于富里叶级数的移动矩形窗方法计算了减摆器等效线性阻尼· 结果表明 ,存在变距 /挥舞 /摆振几何耦合的液压减摆器 。

一种基于复模量的粘弹减摆器非线性VKS改进模型

根据粘弹减摆器单频、对称激振实验获得的复模量数据,对粘弹减摆器的非线性VKS模型进行了参数识别;为了使模型适用于单频及双频条件,提出了一种考虑频率修正的非线性VKS改进模型,并用单频及双频条件下的复模量实验数据对分析模型进行了验证。改进模型可以正确地反映出粘弹减摆器复模量的非线性特性,可用来预估其单频及双频条件下的复模量特性。应用该模型进行了直升机空中共振分析,发现某直升机从悬停到前飞,其摆振后退型模态阻尼下降了37%左右。

无轴承旋翼／减摆器的气动弹性力学研究

将无轴承旋翼的主桨叶、柔性梁和套管3个部分各自离散成若干梁单元,并将桨叶运动的物理坐标转换为挥舞、摆振、扭转方向的模态坐标,根据Hamilton原理建立旋翼气弹分析的动力学模型.采用Newton-Raphson迭代方法,用时间有限元法进行旋翼稳态响应的数值求解,并根据时域非线性黏弹减摆器模型,在直升机定常前飞条件下配平计算旋翼/黏弹减摆器耦合系统非线性气弹周期响应,然后基于Floquet理论进行稳定性分析,并讨论了桨叶载荷系数对旋翼稳定性的影响.结果表明:该减摆器模型能充分提高摆振阻尼,从而改善无轴承旋翼的稳定性.

直升机桨叶液压减摆器等效阻尼计算研究

直升机桨叶液压减摆器具有强非线性、大阻尼的特点。为了正确评估减摆器的等效阻尼,就旋转桨叶在水平面内的自由摆振运动,采用基于富里叶分析的移动矩形窗、基于希尔贝特(Hilbert)变换和能量平衡的方法对减摆器的等效阻尼进行了计算研究,并就阻尼强弱、衰减对数曲线的拟合等因素对计算结果的影响进行了分析。结果表明,对于线性阻尼和非线性弱阻尼振动系统,包络衰减法和能量平衡法计算等效阻尼能获得较一致的结果,对于非线性强阻尼振动系统来说结果有分散性,应用时须谨慎。

飞机起落架磁流变减摆器的设计流程

随着对半主动控制材料磁流变液研究的不断深入,磁流变液阻尼器装置的应用变得更加广泛。为了设计出性能更优越的磁流变液减摆器装置,根据磁流变液阻尼器的一般设计方法,对磁流变减摆器的设计流程进行了研究,总结并提练出一套完整详细的设计流程,按照这套设计流程做了一个算例进行实验验证。通过对实验结果的分析,理论设计的最大出力与初始阻尼力及仿真计算结果与实验结果十分接近,尤其在高频率高振幅时,由实验数据处理得到的示功图也很光滑,表明设计出来的减摆器具有很好的耗能特性,验证了磁流变液减摆器设计流程的可行性。

带粘弹减摆器的旋翼/机体耦合系统稳定性分析

对一种非线性橡胶减摆器进行了有限元建模及线化分析 ,并考虑带有这种减摆器的直升机地面与空中共振问题。按带有减摆器和不带有减摆器两种情况进行计算 ,结果表明 ,该型减摆器具有优越的阻尼性能 ,并且由于减摆器的非线性特征 ,稳态摆振角也对稳定性具有明显影响 ,进一步说明了减摆器设计的重要性 ,本文所用粘弹性减摆器数学模型 ,不同于已有模型 [1～ 2 ] ,体现了材料的超弹性和不可逆与记忆减退特征 。

直升机旋翼非线性液压减摆器几何耦合及参数影响分析

为研究几何耦合与设计参数对非线性液压减摆器等效阻尼的影响 ,建立了直升机前飞时 ,计入几何耦合的旋翼液压减摆器的分析模型 ,根据桨叶与减摆器之间的关系和减摆器力 -速度曲线 ,导出了桨叶的摆振运动方程。用 4阶龙格 -库塔法对减摆器轴向速度在时域内的响应进行了计算 ;用能量平衡的原理计算了非线性液压减摆器的等效线性阻尼 ;计算并分析了几种典型的几何耦合形式、减摆器的安装形式和设计参数对轴向速度和等效阻尼的影响。结果表明 ,前飞时变距几何耦合将使液压减摆器的有效阻尼大幅度下降 ;通过改进减摆器的安装型式、选择合理的几何参数可以显著降低轴向速度 ,提高等效线性阻尼。

直升机旋翼叶间减摆器的参数影响分析

建立了带叶间减摆器的直升机旋翼/机体耦合非线性动力学分析模型,针对具有线性特性的叶间减摆器,采用数值模拟及时域方法分析了直升机前飞状态下旋翼/机体耦合动稳定性及减摆器载荷,并就减摆器布局、几何参数对系统动稳定性及减摆器载荷的影响进行了分析。研究发现,"叶间"布局引起的几何耦合对减摆器载荷及系统的动稳定性有很大的影响,合理选择减摆器安装支臂的长度及其与桨毂平面之间的夹角,可以有效地利用几何耦合的因素。与基本模型相比,它能使系统的模态阻尼提高50%以上,而同时使减摆器的定常循环载荷的幅值下降60%左右。

YZL16操纵减摆器仿真研究

YZL16是 K8飞机的前轮操纵减摆器 ,其操纵和减摆阻尼的液路相互耦合 ,给设计带来了新的课题。文中采用数字仿真方法研究了 YZL 16静态阻尼与操纵状态两种工况下的工作特点。仿真中考虑了油液的压缩性 ,采用阻尼长孔的流量系数计算公式 (流量系数是随压差或流量变化的 )取代常用的薄壁小孔的固定流量系数。仿真结果与试验结果吻合良好。文中还介绍了阻尼孔直径、阻尼阀的泄漏、控制阀流量特性。

粘弹减摆器结构参数对直升机动稳定性的影响分析

为了利用减摆器更好地提高直升机的动稳定性,本文采用Simulink时域仿真和多桨叶坐标变换等效阻尼识别法,研究了叶间减摆器不同的连接参数对孤立旋翼系统稳定性以及对直升机空中共振稳定性的影响,并且定性地分析了这种影响所产生的内在机理。分析结果说明:叶间粘弹减摆器采用特定的连接方式能减小减摆器一阶激振力下的背景振幅,增大减摆器耗能模量,提高系统稳定性。

磁流变减摆器对直升机空中共振的影响分析

为了研究磁流变减摆器对直升机空中共振的影响,建立了适用于直升机空中共振稳定性的磁流变减摆器模型,前飞状态下动力入流模型采用Pitt/Peters理论模型,与直升机旋翼/机体耦合动力学方程组联立,采用simulink时域仿真的方法计算得到各自由度、各阶模态随时间的变化曲线、配平和激振时摆振角及其频谱、摆振后退型模态振幅包络线及其阻尼。分析了磁流变减摆器对直升机空中共振动稳定的影响,对比了不同电压下磁流变减摆器对桨叶挥舞摆振运动的影响。结果表明:磁流变减摆器施加不同电压可得到不同的阻尼力,利用该性质可以更好地抑制直升机空中共振现象。

悬停状态带磁流变减摆器直升机的动稳定性分析

建立了适用于直升机悬停状态动稳定性的磁流变减摆器模型,悬停状态下动力入流模型采用动量理论模型,与直升机旋翼/机体耦合动力学方程组联立,采用Simulink时域仿真的方法计算得到磁流变减摆器对悬停状态下直升机动稳定的影响,对比了不同电压下磁流变减摆器对桨叶挥舞摆振运动的影响。结果表明:对于磁流变减摆器,施加不同电压可得到不同的阻尼力,该性质可以抑制直升机悬停状态动不稳定性。

一种旋板式减摆器性能测试实验台设计

从减摆器的功能和工作原理入手,分析了减摆器的性能要求,提出了实验台的设计方案,阐述了减摆器性能测试的基本原理和方法。该设计方案对其他减摆器实验台设计具有参考价值。

无减摆器旋翼桨叶气弹稳定性分析

无减摆器旋翼具有桨毂结构简单、桨毂气动阻力小、桨毂维护简便等优点,但取消了桨毂减摆器后必须确保桨叶在摆振方向有足够的阻尼以保证桨叶的摆振稳定性。基于气弹耦合的方法是实现无减摆器旋翼桨叶摆振稳定性的一个有效方法。建立了无减摆器无铰式旋翼桨叶带有预锥角、下垂角、后掠角和预扭角等结构参数的非线性气弹动力学模型,利用伽辽金方法把桨叶偏微分运动方程简化为非线性常微分平衡方程和关于平衡位置的小扰动运动方程,分析了桨叶的气弹稳定性并进行了参数影响分析。数值结果表明,合理的桨叶结构参数和气弹耦合可确保无减摆器旋翼桨叶在摆振方向的气弹稳定性。

飞机前起落架磁流变液减摆器设计与性能分析

为解决飞机前起落架摆振问题,安装减摆器是一种可靠而有效的措施。为实现减摆器阻尼力的可调可控,采用磁流变液作为工作介质,以某型无人机前起落架等效黏性阻尼系数为设计依据,设计一种压差剪切式磁流变液减摆器。首先,利用Maxwell有限元软件对减摆器磁路进行仿真优化。其次,将减摆器安装在疲劳机上进行试验。实验结果表明:减摆器阻尼性能达到设计要求,实现了阻尼力的可调、可控。