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最新直升機(jī)地面共振原因方法及原理
直升機(jī)的動力裝置大體上分為兩類，即航空活塞式發(fā)動機(jī)和航空渦輪軸發(fā)動機(jī)。下面是小編為大家分享最新直升機(jī)地面共振原因方法及原理，歡迎大家閱讀瀏覽。
1.直升機(jī)發(fā)動機(jī)原理--簡介
直升機(jī)的動力裝置大體上分為兩類，即航空活塞式發(fā)動機(jī)和航空渦輪軸發(fā)動機(jī)。 在直升機(jī)發(fā)展初期，均采用技術(shù)上比較成熟的航空活塞式發(fā)動機(jī)作為直升機(jī)的動力裝置。但由于其振動大，功率質(zhì)量比和功率體積比小、控制復(fù)雜等許多問題，人們就利用已經(jīng)發(fā)展起來的渦輪噴氣技術(shù)尋求性能優(yōu)良的直升機(jī)動力裝置，從而研制成功直升機(jī)用渦輪鈾發(fā)動機(jī)。實踐證明，渦輪軸發(fā)動機(jī)較活塞式發(fā)動機(jī)更能適合直升機(jī)的飛行特點。
2.直升機(jī)發(fā)動機(jī)原理--分類
渦軸發(fā)動機(jī)據(jù)其動力渦輪的形式不同，可分為固定渦輪軸發(fā)動機(jī)和自由渦輪軸發(fā)動機(jī)兩種。前者的動力渦輪和燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)于，共同固定在同一根軸上;后者的動力渦輪和燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子，分別固定在兩根軸上，動力渦軸與燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)于彼此無機(jī)械聯(lián)系，動力渦軸呈“自由”狀態(tài)。自由渦輪軸發(fā)動機(jī)，又可分為后出軸和前出軸兩種。
3.直升機(jī)發(fā)動機(jī)原理
在構(gòu)造上，渦輪軸發(fā)動機(jī)也有進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室和尾噴管等燃?xì)獍l(fā)生器基本構(gòu)造，但它一般都裝有自由渦輪，如圖所示，前面的是兩級普通渦輪，它帶動壓氣機(jī)，維持發(fā)動機(jī)工作，后面的二級是自由渦輪，燃?xì)庠谄渲凶鞴�，通過傳動軸專門用來帶動直升機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)，使它升空飛行。此外，從渦輪流出來的燃?xì)�，�?jīng)過尾噴管噴出，可產(chǎn)生一定的推力，由于噴速不大，這種推力很小，如折合為功率，大約僅占總功率的十分之一左右。有時噴速過小，甚至不產(chǎn)生什么推力。 為了合理地安排直升機(jī)的結(jié)構(gòu)，渦輪軸發(fā)動機(jī)的噴口，可以向上，向下或向兩側(cè)，不象渦輪噴氣發(fā)動機(jī)那樣非向后不可。這有利于直升機(jī)設(shè)計時的總體安排。
直升機(jī)地面共振原因及其改出方法：
一、什么是地面共振?
直升機(jī)地面共振就是直升機(jī)在地面工作狀態(tài)時發(fā)生的旋翼——機(jī)體耦合自激振動，是針對全鉸型直升機(jī)的一種潛在的具有破壞性的空氣動力學(xué)現(xiàn)象。這種振動一旦發(fā)生，振幅在幾秒鐘內(nèi)便可達(dá)到十分劇烈的程度，常常造成槳葉折斷、輪胎破裂、機(jī)身翻倒，甚至人身傷亡等嚴(yán)重事故。直升機(jī)地面共振曾一度成為阻礙直升機(jī)發(fā)展的技術(shù)難關(guān)。
二、相關(guān)研究
當(dāng)直升機(jī)在開車后地面工作、 滑行時或懸停著陸過程中受到外界振動后，振動將傳遞到主旋翼系統(tǒng)，槳葉之間失去了正常的相位關(guān)系， 破壞了平衡，槳葉重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，旋翼重心的離心激振力激起機(jī)身在起落架(或滑橇) 上的振動，當(dāng)起落架和旋翼的振動頻率接近時，就會加劇耦合，使直升機(jī)劇烈搖擺， 而系統(tǒng)的阻尼又不足以消耗它們相互激勵的能量，就會造成直升機(jī)損毀甚至解體。
當(dāng)直升機(jī)在地面工作時(或滑跑時)受到外界振動后， 旋翼槳葉運(yùn)動偏離平穩(wěn)位置，如旋翼以后退型擺振運(yùn)動，這時槳葉重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，旋翼重心的離心激振力，激起機(jī)身在起落架上的振動;機(jī)身振動反饋于旋翼的擺振運(yùn)動，對旋翼起支持激振的作用，形成一閉環(huán)系統(tǒng)，使得旋翼擺振運(yùn)動越來越大，當(dāng)旋翼后退型頻率與機(jī)身在起落架上的某一模型的頻率相等或接近時，系統(tǒng)的阻尼又不足以消耗它們相 互激勵的能量，這時整個系統(tǒng)的振動就會是不穩(wěn)定的，振動幅度將越來越大，直到直升機(jī)毀 壞才告終，即出現(xiàn)了地面共振。為什么擺振后退型能引起地面共振，擺振前進(jìn)型就不能引起 地面共振呢?其主要原因是擺振后退型與機(jī)身振動形態(tài)耦合頻率相等或接近時，振動相位關(guān)系是相互傳輸?shù)�，而擺振前進(jìn)型這時的相位關(guān)系是耗能的。如果槳葉減振器和起落架緩沖支柱的阻尼足夠大，或者旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生的離心激振力的頻率和全機(jī)在起落架上的擺動頻率相差足夠大，那么上述兩個振動系統(tǒng)因外界干擾而激起的振 動就會彼此消弱直至消失，即不會發(fā)生地面共振。
槳葉間的相位發(fā)生改變破壞了平衡
三、地面共振的改出方法
如果發(fā)生地面共振時旋翼的轉(zhuǎn)速較低，正確的方法是關(guān)閉油門，總距放到底，必要時關(guān)閉發(fā)動機(jī)。如果發(fā)生地面共振時旋翼的轉(zhuǎn)速處于正常飛行范圍內(nèi)，正確的方法是提總距，飛離地面，等旋翼恢復(fù)正常相位后再著陸，如果未恢復(fù)正常相位就直接落地，將導(dǎo)致剛接地便使本不穩(wěn)定的主旋翼發(fā)生更強(qiáng)烈的振動。如按上述方法著陸時共振仍然存在，選擇不同質(zhì)地的場地著陸，必要時選擇懸停自轉(zhuǎn)著陸。
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