一種防止無軸承旋翼直升機地面共振設計方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于直升機動力學設計技術，涉及一種防止無軸承直升機地面共振的設計 方法。
【背景技術】
[0002] 經(jīng)典的鉸接式旋翼直升機防止地面共振的設計措施包括兩個方面：頻率和阻尼設 計，頻率設計要求配置旋翼擺振后退頻率0-〇^和機體在起落架上的固有頻率ω Fi(i = 1，2,…，6)，使〇-〇^與ω Fi接近和相等的旋翼轉速區(qū)設計在希望的位置；而阻尼設計要 求通過旋翼槳轂構型、減擺器布局與阻尼特性和起落架系統(tǒng)阻尼設計，消除額定轉速內(nèi)的 地面共振不穩(wěn)定性，并具有足夠的阻尼裕度，同時提供足夠的阻尼，控制額定轉速外的地面 共振不穩(wěn)定轉速區(qū)的下界轉速距額定轉速有足夠的轉速裕度。對于無軸承旋翼，由于其擺 振頻率高，Ω-ω ζ與低階ω Fi的共振轉速區(qū)極易落在額定轉速附近，機體在起落架上的頻 率設計選擇余地??；而無軸承旋翼槳轂與槳葉連接的柔性梁變形小，人工加裝的阻尼器如 何使其提供足夠的阻尼是該類旋翼構型設計的難點。因此，如何通過頻率和阻尼設計來防 止無軸承旋翼直升機地面共振，使其滿足型號規(guī)范或適航要求是突破無軸承旋翼設計技術 的關鍵之一。
[0003] 現(xiàn)有技術中，國內(nèi)在上世紀八十年代開展過無鉸旋翼空中共振課題研宄，槳轂構 型簡單，無多路傳力，沒有開展地面共振研宄，更沒有開展試驗驗證和型號研制。直到本世 紀初才開始研宄，才突出地面共振設計技術成為發(fā)展無軸承旋翼技術的關鍵地位，需要通 過對旋翼槳轂構型、減擺器布局與阻尼特性和起落架系統(tǒng)的關鍵設計參數(shù)進行研宄，并通 過試驗全面驗證，支持理論的發(fā)展，形成可靠的無軸承旋翼直升機地面共振設計標準或準 貝IJ。因此，開展防止無軸承旋翼直升機地面共振的設計方法研宄，掌握無軸承旋翼直升機地 面共振設計技術，是研發(fā)無軸承旋翼直升機的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題：提出一種防止無軸承旋翼直升機地面共振的設計方 法，用于在無軸承旋翼直升機設計階段通過參數(shù)設計可實現(xiàn)防止地面共振的可能。
[0005] 本發(fā)明的技術方案：通過多路傳力槳轂構型、減擺器布局、柔性梁與袖套的剛度匹 配和提高減擺器阻尼的設計方法，通過機體在（滑橇）起落架上的頻率和阻尼設計方法，來 實現(xiàn)防止無軸承旋翼直升機地面共振的目的。通過設計參數(shù)影響分析，分析了減擺器剛度、 阻尼、氣動彈性對地面共振的影響，總結提出了防止無軸承旋翼直升機地面共振的設計準 則。
[0006] 一種防止無軸承旋翼直升機地面共振的設計方法，包括：
[0007] 第一，將柔性梁擺振剛度最低段位置左移，并縮短柔性梁和袖套長度來增加減擺 器剛度阻尼，從而提高減擺器阻尼效率；
[0008] 第二，通過增大剛度與阻尼之間的差距來設計機體在滑橇起落架上的頻率和阻 尼；
[0009] 第三，通過減擺器剛度、阻尼以及氣動彈性對地面共振的設計參數(shù)影響對減擺器 剛度和阻尼進行高低參數(shù)的配置。
[0010] 優(yōu)選的是，所述提高減擺器阻尼效率的設計方法，包括在柔性梁弦向鋪置一段阻 尼材料。
[0011] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述提高減擺器阻尼效率的設計方法，包括采用提 高減擺器阻尼的柔性梁與袖套剛度匹配設計，將柔性梁中部設計成為擺振向剛度的最低段 位置。
[0012] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述通過增大剛度與阻尼之間的差距包括降低剛度 和/或提高阻尼。
[0013] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述通過增大剛度與阻尼之間的差距包括提高機體 在起落架上航向模態(tài)頻率和/或航向模態(tài)阻尼。
[0014] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述減擺器剛度、阻尼對地面共振的設計參數(shù)影響， 包括提高減擺器剛度和阻尼是否能提高轉速穩(wěn)定裕量。
[0015] 本發(fā)明關鍵點是：
[0016] 采用合理的槳轂構型與減擺器布局設計方法，合理的槳轂設計構型，柔性梁與袖 套剛度匹配設計方法，能有效的提高減擺器阻尼，預防地面共振的發(fā)生。
[0017] 調(diào)整機體在（滑橇）起落架上的頻率和阻尼，能有效的預防地面共振。
[0018] 對無軸承旋翼減擺器剛度應設計得最低是防止無軸承旋翼地面共振的一個重要 設計措施，旋翼槳葉氣動和剛度、質(zhì)量分布設計提供了有利于防止地面共振的氣動彈性耦 合效應。
[0019] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明防止無軸承旋翼直升機地面共振設計方法，通過對無 軸承旋翼構型與減擺器布局設計、柔性梁與袖套剛度匹配設計、減擺器剛度阻尼直升機地 面共振特性、機體在（滑橇）起落架上的頻率和阻尼設計措施研宄，以及旋翼升力、減擺器 剛度阻尼等重要的動力學設計參數(shù)對地面共振的影響研宄分析，提出防止無軸承旋翼地面 共振的設計措施，該方法具有很好的工程適用性，可實現(xiàn)在型號設計階段達到預防地面共 振的目的。
【附圖說明】
[0020] 圖1是按照本發(fā)明防止無軸承旋翼直升機地面共振設計方法的一優(yōu)選實施例的 無軸承旋翼槳轂構型和減擺器布局示意圖。
[0021] 圖2是按照本發(fā)明防止無軸承旋翼直升機地面共振設計方法的另一優(yōu)選實施例 柔性梁上增加弦向阻尼材料的構型示意圖。
[0022] 圖3是圖1所示實施例的擺振模態(tài)阻尼隨袖套剛度增加而變化的示意圖。
[0023] 其中，1為阻尼器，2為變矩拉桿，3為阻尼材料，4為柔性梁。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖對本發(fā)明所涉及的共軸剛性旋翼氣動彈性響應分析方法做進一步 詳細說明。
[0025] 實施例1、
[0026]