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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:


加速度传感器(加速度计)是常用的一种用来探测不平衡力矩的的元件。加速度计一般为压电式,主要原理是当晶体材料被拉伸或者挤压时,会产生一个电流。将晶体安装在一个固定基座及一个可移动块之间,可移动块材料一般为钨金属。将加速度计安装到探测机体上,当机体发生振动时,加速度计作为一个整体也随之发生移动,可移动钨金属块就会不断做出相对于晶体的挤压和拉伸运动,由于晶体的这种运动,随着每个振动周期产生的电流就会产生一个交变电压。
加速度计产生的信号被过滤掉其它振动所引起的部分后,只留下所设定探测振动的信号,并且被记录下来,其结果显示于一个仪表上。该显示只能表明振动的大小,而不能显示出振动相对于旋翼的位置。如果想要通过加减配重来消除振动,我们还需要清楚不平衡力矩出现的位置。通常会用 “时钟角度 ”(CLOCK ANGLE)来表达不平衡力矩的位置。为了确定振动相位一般采取与锥体检查类似的方法,在主桨旋转及不旋转倾斜盘上分别安装传感器及磁采集器。每当感应片经过磁采集器就产生一个脉冲信号,以此就可以给出桨叶旋转位置的信息。这样就可以同时获得振动强度和振动相位的信息。然后根据维护手册的说明,就可以进行平衡调整了。图 3-26所示为垂直及横向振动的加速度计的安装示意图。应该注意的是在将加速度计安装于支座上之前,应首先检查确定支座是否被牢固固定,避免安装后产生错误显示。
动平衡调整主要是指在主桨毂或者桨叶上增加或者减少配重,使不平衡力矩尽量靠近旋转中心,即旋翼轴中心线,从而减少振动。配重的形式多样,有些直升机将配重做成垫片装在安装螺栓上,在桨毂上形成平衡点,如图 3-27。另一种方法为在桨叶安装轴套内形成中空腔,在腔内可以精确添加一些铅丸作为配重来调整桨叶平衡点,如图 3-28。

图 3-26典型的垂直和横向加速度计的安装

图 3-27垫片配重图 3-28轴套空腔加铅丸
第 3.5节直升机机载监控系统
许多大型现代直升机已经加装了直升机应用及监控系统(HUMS)或者综合直升机应用及监控系统(IHUMS),将其作为一个永久部件安装在直升机上。该系统是用来监控和显示一些影响飞行安全的参数。其中的一部分就是探测及记录桨叶、传动机构和机体的振动水平,某些型号的 HUMS及 IHUMS系统也会探测及记录桨叶的锥体。
在一个典型系统中,如图 3-29所示,有多达 12个加速度计来探测传动机构振动;3个加速度计探测主桨;2个加速度计探测尾桨。另外有多达 8个加速度计探测机体振动;4个安装在发动机上。系统还包含有一个光学仪器用来监控主桨叶锥体,根据系统设置的不同,可以在全部或者部分飞行状态下监控锥体。
传感器将信息传递到 “维护数据记忆卡 ”(CMDR),并储存在卡内。信息可以显示在驾驶舱显示单元(CDU)上,也可以下载到一个地面站。驾驶员可以通过 CDU了解振动水平及锥体状况。一但超出限制,显示器给出警告提示。
地面站是一台装有配套软件的电脑,用来下载并分析 CMDR上的数据。并且可以向维护人员给出建议,使一些潜在的故障在发生之初即提醒维修人员处理。同时还可以对每架航空器以及被监控系统的历史进行数据归档。图 3-30为某种机型的 HUMS流程图。

图 3-29 IHUMS系统加速度计安装示例
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图 3-30典型的 HUMS方快图


第 3.6节地面共振
地面共振是发生在地面的一种自激发的振动,当直升机在地面工作或滑跑时受到外界振动后,旋翼会偏离平衡位置,这时桨叶重心偏离旋转中心,桨叶重心的离心激振力引起机身在起落架上的振动,机身的振动对旋翼起激化振动的作用,形成一闭环系统,使得旋翼摆振运动越来越大。当旋翼摆振频率与机身在起落架上的某个固有频率相等或接近时,系统的阻尼又不足以消除它们相互激励的能量,这时地面共振将逐渐地发展变大,如果地面共振没有被及时正确地处理,将会导致整个直升机的结构损毁。地面共振多发生于全铰接桨毂头结构的直升机上,由于主桨机构几何上的不平衡而造成的。

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