[发明专利]一种减摆器布局方法

说明书

本发明涉及一种减摆器布局方法，属于直升机动力学结构设计领域，进行了减摆器布局方案动力学建模分析，以桨毂中心为坐标系原点，第K片桨叶展向方向为X轴，建立描述非对称叶间布局减摆器第K片桨叶与第K+1片桨叶之间的坐标系，建立了新方案中减摆器对桨叶的摆振力矩公式，减摆器对桨叶集合型及周期型摆振力矩公式；根据所需满足的减摆器刚度阻尼，得出最优几何参数。本发明可应用于在研机及其它直升机型号桨叶减摆器设计，能同时满足消除地面共振和扭振不稳定要求，并且能提高旋翼摆振阻尼和刚度。

技术领域

本发明属于直升机动力学结构设计领域，具体涉及一种新型直升机减摆器布局方法及其参数的设计。

背景技术

减摆器布局通常有两种，一种是独立布局，另一种是对称叶间布局。

对于独立布局，由于减摆器轴线到垂直铰距离受桨毂空间限制而较短，因此，为达到所需要摆振阻尼和刚度，减摆器阻尼和刚度必须增大，同时增大了作用于桨毂的动载荷，这是减摆器独立布局的不足。但是，独立布局的减摆器能对旋翼周期和集合型摆振提供同值的阻尼和刚度，能满足消除地面共振和扭振不稳定性的设计要求。

对于对称叶间布局，即减摆器两端连接的桨叶沿展向位置是相等的。这种布局大大提高了减摆器轴线到垂直铰距离，能以较小的减摆器轴向阻尼和刚度满足消除地面共振不稳定性的设计要求，同时减小了作用于桨毂的动载荷，这是减摆器对称布局的优点。但是，由于对称布局，使减摆器对旋翼集合型摆振不提供阻尼和刚度，而不得不采用在发动机控制软件系统中加入带阻滤波器防止发生扭振不稳定现象。虽然采用带阻滤波器能够防止发动机控制系统对旋翼转速的控制过程中不发散，但由于几乎没有摆振阻尼，在实际型号工程中发现受操纵扰动，转速波动大，特别是传动系统结构载荷比独立布局的大很多，常常出现传动齿轮脱齿碰撞现象，对传动系统结构寿命和直升机飞行安全构成隐患，对于大吨位直升机不能采用。

发明内容

为了同时满足消除地面共振和扭振不稳定要求，并且提高旋翼摆振阻尼和刚度，本发明提出一种减摆器布局方法，非对称叶间布局，给出了非对称叶间布局模型，通过调整结构几何参数(即布局参数)，能够实现消除地面共振和扭振不稳定性所需不同的摆振阻尼，同时满足防止地面共振的调频设计要求。

本发明的技术方案：提出了非对称叶间布局模型，为了同时满足消除地面共振和扭振不稳定要求，并且提高旋翼摆振阻尼和刚度，建立了非对称布局叶间减摆器摆振力矩公式，并完成减摆器对集合型以及周期型摆振力矩公式的推导；依公式计算出摆振阻尼因子，根据集合型摆振刚度阻尼设计要求，选择满足要求的减摆器刚度阻尼值，得到最优的集合型和周期型摆振刚度阻尼。

一种减摆器布局方法，包括：

(1)通过常规布局分析提出非对称叶间减摆器布局方法，即根据被安装旋翼特征，以桨毂中心为坐标系原点，第K片桨叶展向方向为X轴，建立描述非对称叶间减摆器第K片桨叶与第K+1片桨叶之间的坐标系，第K片桨叶摆振铰到非对称叶间减摆器连接处的垂直距离为L_d1，第K+1片桨叶摆振铰到非对称叶间减摆器连接处的垂直距离为L_d2；

(2)建立第K片桨叶与第K+1片桨叶、第K片桨叶摆振铰以及第K+1片桨叶摆振铰在距离上的三角函数关系，令第K片桨叶摆振角为ζ_k，非对称叶间减摆器轴向刚度和阻尼表示为K'+jK”，得到非对称叶间减摆器对第K片桨叶的摆振力矩；

(3)获取摆振刚度阻尼因子，设计非对称叶间减摆器参数。