变转速旋翼摆振载荷抑制及实验设计

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直升机采用了旋翼变转速技术,可以提高飞行器的航程、航时、升限和最大前飞速度等飞行性能指标。旋翼变转速在提高直升机性能的同时也会加重其载荷状态,当前飞速度一定时,旋翼转速降低,前进比增大,后行桨叶反流区扩大,加剧旋翼左右气流不对称性,旋翼转速变化的过程中,难免出现工作转速向共振区靠近的现象,从而进一步加剧旋翼振动载荷。为了抑制变转速旋翼摆振载荷,提出了一种在旋翼桨叶摆振方向加装变频液弹吸振器的方法,该吸振器可以随着旋翼转速变化来改变其调谐频率。探讨了该变频液弹吸振器的变频原理和变频实现的方式,以及相关参数对吸振器抑制载荷效果的影响,如吸振器质量、阻尼、调谐口面积比、旋翼转速变化范围。通过变转速旋翼的摆振方向动力学分析,从而确定变频吸振器的调谐频率,根据桨叶的结构和内部空间确定吸振器的尺寸大小和重量。根据变频吸振器的调谐频率与刚度要求确定了其他结构的参数。利用牛顿第二定律建立了二自由度系统的动力学系统方程,通过变频吸振器与普通吸振器对旋翼摆振载荷的抑制效果的对比,说明变频吸振器能更好的抑制桨叶的摆振载荷。为验证变频吸振器对变转速旋翼摆振载荷的抑制效果和可行性,设计了一套实验系统,该实验系统主要包括旋翼、驱动、吸振器、激振器以及测试等子系统。对实验系统进行强度校核和结构参数的可行性分析。
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