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直升机全方位讲述

时间:2011-04-04 21:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:


B.自调谐振动吸收装置(STVA)自调谐振动吸收装置也是一种共振体,只是该装置可以通过一些简单的电路自动进行调谐从而减小实际振动,如图 3-9所示。
在机身装有一个加速度传感器,探测一定频率范围内的振动,并且产生电流给一个与配重相连的马达,马达可以移动两个配重块来改变共振体质量分布,从而改变共振体振动的频率以达到降低实际的振动值。STVA一般被用于大型、复杂的直升机上,例如 CH47就是有三个这样的装置,分别位于驾驶员坐椅下,以及前机头飞行仪表板的后面。
另一种是用在西科斯 S76直升机上的自调谐振动吸收器,其工作也是利用共振体的原理,只是该装置是利用液压动力进行调谐的,如图 3-10。可以看到该装置包含有动态惯性体(或者质量),支撑在一个基座上。惯性体通过销钉和衬套连接到一个框架上,弹簧预施加一对相反的作用力。当振动被惯性体
感受时,惯性体就做与振动相反的运动,这样就产生一个抵消振动的力。通过两个液压柱塞改变弹簧的预施加力的大小,从而调谐惯性体的振动与主桨叶转速相匹配。
控制机构包含一个装在主减速箱上的桨叶转速传感器,为控制器提供转速信号。一个与液压柱塞相连的电位计,为控制器提供柱塞实际位置信号,控制器比较两个信号。一旦转速发生变化,控制器根据变化大小给伺服活门一个电信号,使液压流向柱塞一端或另一端,使柱塞伸长或缩短,从而改变弹簧的预施加力。
该装置安装在前机头舱,用于减小驾驶舱区域的振动。

图 3-9某直升机的自调谐振动吸收装置

图 3-10电动液压减振装置
C.桨毂减振器该装置安装于桨毂上,吸收其振动以使振动不会传递到直升机机身结构上。其
基本结构包含一个由球形枢轴连接支撑的重物,静止时重物被几个相同的张力弹簧固定在一个固定位置,运动中重物可以克服张力弹簧在任何水平方向上移动。类似于共振体,该重物也会根据产生的振动而做与之相反的运动,减小振动的影响,如图 3-11所示。

图 3-11桨毂减振器
D.桨毂减振板(BIFILAR)
此为另一种在振动传递到机体结构之前消除或者减小主桨毂头产生振动的方法。这种吸振装置通常包括两个各有四个成 “X”型的铝材锻件减振板。每个减振板被制成 “I”型切面结构,以实现最小的重量达到最大刚度的要求。在减振板末端通过两个悬摆式的短轴连接有一个独立的配重组件。每个减振板都被设计成吸收特定的振动,如图 3-13所示为一种典型的桨毂减振板安装示意图,上面的减振板是用来消除 5:1(5R)振动,下面的减振板是用来消除 3:1(3R)振动。
桨毂减振器装置主要应用在西科斯基直升机上(例如:S76、S92等等),在一些东欧直升机上也有类似的装置,如 Mil 17。
这种振动吸收装置最初应用在电力工业上,大型发电机的高速运转涡轮会因为振动的影响而缩短其使用寿命,为了解决这个问题在涡轮机匣上通过一个小轴连接有一个配重。配重的质量被设计成相当于最大可预判的不平衡动量,而柱轴的弹性可以调节配重的固有频率与涡轮产生共振,这就是最初的减振原型。当涡轮开始旋转时,配重会与不平衡位移发生共振,产生与其相反的力,从而吸收掉最初的振动,保持涡轮良好的平衡状态,不受振动的影响。
每片直升机的主桨叶片都会产生旋转平面内的振动载荷,也就是作用于和反作用于主桨叶旋转平面内的力。然而,其它的主桨叶还存在着频率等于主桨叶片数量加一和减一的其他振动。例如在 S76那样拥有四片主桨叶的直升机,存在着 3R(3:
1)和 5R(5:1)的不平衡振动,其共同作用下机体反应出 4R(4:1)振动的原因。
利用一个小的配重,并且调谐到与要求的频率发生共振。但为了使配重自身的固有振动频率足够高到可以与 3R或 5R的振动发生共振,设计中桨毂减振板的长度就要求很小,这显然不切实际。更实际有效的减振板设计则由改变 “调谐销钉 ”的直径来改变固有频率的大小。

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