一种分析轮式起落架直升机“舰面共振”的方法

针对轮式起落架直升机,提供了一种“舰面共振”动力稳定性分析方法。首先,针对直升机在舰面上随舰船一起摇晃时左右起落架受载不对称的状况,近似采用受对称载荷产生对称变形、受非对称载荷产生非对称变形的方法计算了直升机的平衡状态;其次,根据轮式起落架轮胎和缓冲支柱刚度和阻尼共同作用的特点,结合轮式起落架的几何关系,采用复刚度的方法得出起落架作用于机体的刚度与阻尼;最后,用桨叶振动模态法对轮式起落架的直升机进行了不同旋翼升力卸载以及鱼叉系留与否的“舰面共振”动力稳定性计算分析,并通过算例得到验证。

计及舰面共振影响的舰载直升机起落架液压缓冲器性能分析

为了研究“舰面共振”时液压缓冲器压力和流量特性,以舰载直升机主起落架液压缓冲器为研究对象,分析了该缓冲器的工作原理,运用AMESim仿真平台,建立了主起落架缓冲器的液压模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明,“舰面共振”可以使液压缓冲器低压腔压力波动与节流孔流量波动显著增强;若长时间处于“舰面共振”不稳定转速区内,缓冲器高压腔会产生较大的压力波动;在不稳定转速区内,舰船运动周期的变化对主起落架缓冲器气腔压力波动的影响较小。

舰载直升机“舰面共振”动力学分析

为了解舰载直升机舰面开车状态的动力学特性,以某舰载直升机为研究对象,建立了全机多体动力学模型、起落架液压缓冲系统模型和旋翼减摆器液压模型,进行了全机“舰面共振”动力学仿真分析。研究了舰船横摇角、舰船运动周期、旋翼液压减摆器参数对直升机“舰面共振”稳定性的影响。结果表明:在“舰面共振”状态,旋翼液压减摆器节流孔参数对舰载直升机机身振动幅值有较大的影响,随着减摆器节流孔孔径的增大,机身振动幅值大幅增加,直升机不稳定转速区扩大;舰船运动周期对机身振动幅值和不稳定转速区几乎没有影响;在不稳定转速区之外,舰船横摇角对机身振动稳态响应幅值的影响较明显。进入不稳定转速区后,由于自激振动影响,机身大幅振动,舰船横摇角对机身振动幅值的影响不再明显。

舰载直升机舰面共振非线性建模与分析

本文根据舰载直升机自由着舰特点,为准确预测舰面共振稳定性,提出了考虑部件非线性特性的舰面共振建模与分析方法。舰面共振非线性动力学模型中考虑了舰船运动、粘弹减摆器刚度阻尼非线性动力学特性、旋翼桨叶挥舞摆振运动和气动力的影响,起落架系统的缓冲器和机轮刚度阻尼通过试验数据采用最小二乘法插值获得。仿真分析时,模拟舰船的摇晃运动对机体产生激励载荷,模拟提总距及通过扰动驾驶杆进行周期激励,采用四阶Runge-Kutta法分析基于时域仿真动力系统在扰动下的瞬态响应,从仿真试验曲线看出,自由着舰下全机振动由机身低频振动和起落架高频振动叠加而成,仿真试验能较真实地描绘舰载直升机舰面开车情况。

共轴双旋翼直升机舰面共振研究

直升机的"舰面共振"是一种类似于直升机地面共振的旋翼与机体耦合的动不稳定现象,与地面共振的不同之处在于"舰面共振"时直升机是在舰船上工作。文章建立了某共轴旋翼直升机的旋翼/机体/舰面耦合系统动力学分析模型,计入桨叶刚体挥舞和摆振自由度,机体模型考虑了其纵向、横向平动和俯仰、滚转运动四个自由度。

直升机在不同海情不同吨位舰船起降舰面共振研究

直升机在舰面起降,存在与舰船的稳定性要求,一般称为"舰面共振",实际上就是直升机在受到海上气流和舰船运动叠加影响下的旋翼/机体耦合稳定性。目前国内外有不同吨位的舰船,不同吨位舰船在相同级别海情下的耐波特性不同,同吨位舰船在不同级别海情下舰面起降要求也不同。文中给出舰面共振的分析方法,并对比分析不同吨位舰船和不同海情条件对直升机舰面共振特性的影响。

卡型机舰面共振的特点与预防分析

参考有关文献,简要介绍了直升机舰面共振机理及发生特点,分析了卡型机舰面共振特性的弱点;根据风洞试验结论,结合两起卡型机舰面共振事故,分析了卡型机舰面共振的形成过程,系统讨论了预防措施。分析表明:卡型机的舰面共振特性相对较差,对甲板涡流及侧风的动态响应明显,因而预防舰面共振的措施涉及舰机适配性、直升机维护、着舰操纵等诸多方面。其中,改善舰机适配性是根本性预防对策;如果卡型机着舰状态不稳,且舰摇晃不明显,则在“慢车”状态系留直升机,是预防舰面共振一个实用措施。

舰载直升机旋翼/机体耦合动力学稳定性

建立了舰载直升机和舰船运动耦合动力学模型,考虑了舰载直升机起落架非线性和非对称的特点,并将舰船振动自由度与旋翼/机体系统相结合分析了直升机系统耦合动力学稳定性.舰载直升机采用无轴承旋翼,用中等变形梁理论建立桨叶、柔性梁和扭矩套的有限元模型,考虑桨叶多路传力特点和桨叶根部的摆振销与变距拉杆的约束.起落架包括液压作动器和橡胶轮胎,起落架系统具有非线性特点,在不同载荷下其刚度和阻尼都不同.采用所建立的动力学模型分析了舰载直升机的"舰面共振"动力学特性,首先通过算例中的无轴承旋翼直升机"地面共振"频率与阻尼曲线验证了旋翼机体耦合模型的正确性.其次发现舰船在横摇振动情况下,旋翼/机体耦合系统的旋翼不稳定转速区域会提前出现,如果鱼叉系留则会推迟不稳定转速,并且增加系统的阻尼.