最新直升機地面共振原因方法及原理

直升機的動力裝置大體上分為兩類，即航空活塞式發動機和航空渦輪軸發動機。下面是小編為大家分享最新直升機地面共振原因方法及原理，歡迎大家閲讀瀏覽。

　　1.直升機發動機原理--簡介

直升機的動力裝置大體上分為兩類，即航空活塞式發動機和航空渦輪軸發動機。 在直升機發展初期，均採用技術上比較成熟的航空活塞式發動機作為直升機的動力裝置。但由於其振動大，功率質量比和功率體積比小、控制複雜等許多問題，人們就利用已經發展起來的渦輪噴氣技術尋求性能優良的直升機動力裝置，從而研製成功直升機用渦輪鈾發動機。實踐證明，渦輪軸發動機較活塞式發動機更能適合直升機的飛行特點。

　　2.直升機發動機原理--分類

渦軸發動機據其動力渦輪的形式不同，可分為固定渦輪軸發動機和自由渦輪軸發動機兩種。前者的動力渦輪和燃氣發生器轉於，共同固定在同一根軸上;後者的動力渦輪和燃氣發生器轉子，分別固定在兩根軸上，動力渦軸與燃氣發生器轉於彼此無機械聯繫，動力渦軸呈“自由”狀態。自由渦輪軸發動機，又可分為後出軸和前出軸兩種。

　　3.直升機發動機原理

在構造上，渦輪軸發動機也有進氣道、壓氣機、燃燒室和尾噴管等燃氣發生器基本構造，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，維持發動機工作，後面的二級是自由渦輪，燃氣在其中作功，通過傳動軸專門用來帶動直升機的旋翼旋轉，使它升空飛行。此外，從渦輪流出來的燃氣，經過尾噴管噴出，可產生一定的推力，由於噴速不大，這種推力很小，如摺合為功率，大約僅佔總功率的十分之一左右。有時噴速過小，甚至不產生什麼推力。 為了合理地安排直升機的結構，渦輪軸發動機的噴口，可以向上，向下或向兩側，不象渦輪噴氣發動機那樣非向後不可。這有利於直升機設計時的總體安排。

　　直升機地面共振原因及其改出方法：

　　一、什麼是地面共振?

直升機地面共振就是直升機在地面工作狀態時發生的旋翼——機體耦合自激振動，是針對全鉸型直升機的一種潛在的具有破壞性的空氣動力學現象。這種振動一旦發生，振幅在幾秒鐘內便可達到十分劇烈的程度，常常造成槳葉折斷、輪胎破裂、機身翻倒，甚至人身傷亡等嚴重事故。直升機地面共振曾一度成為阻礙直升機發展的技術難關。

　　二、相關研究

當直升機在開車後地面工作、 滑行時或懸停着陸過程中受到外界振動後，振動將傳遞到主旋翼系統，槳葉之間失去了正常的相位關係， 破壞了平衡，槳葉重心偏離旋轉中心，旋翼重心的離心激振力激起機身在起落架(或滑橇) 上的振動，當起落架和旋翼的振動頻率接近時，就會加劇耦合，使直升機劇烈搖擺， 而系統的阻尼又不足以消耗它們相互激勵的能量，就會造成直升機損毀甚至解體。

當直升機在地面工作時(或滑跑時)受到外界振動後， 旋翼槳葉運動偏離平穩位置，如旋翼以後退型擺振運動，這時槳葉重心偏離旋轉中心，旋翼重心的離心激振力，激起機身在起落架上的振動;機身振動反饋於旋翼的擺振運動，對旋翼起支持激振的作用，形成一閉環系統，使得旋翼擺振運動越來越大，當旋翼後退型頻率與機身在起落架上的某一模型的頻率相等或接近時，系統的阻尼又不足以消耗它們相 互激勵的能量，這時整個系統的振動就會是不穩定的，振動幅度將越來越大，直到直升機毀 壞才告終，即出現了地面共振。為什麼擺振後退型能引起地面共振，擺振前進型就不能引起 地面共振呢?其主要原因是擺振後退型與機身振動形態耦合頻率相等或接近時，振動相位關係是相互傳輸的'，而擺振前進型這時的相位關係是耗能的。如果槳葉減振器和起落架緩衝支柱的阻尼足夠大，或者旋翼系統產生的離心激振力的頻率和全機在起落架上的擺動頻率相差足夠大，那麼上述兩個振動系統因外界干擾而激起的振 動就會彼此消弱直至消失，即不會發生地面共振。

槳葉間的相位發生改變破壞了平衡

　　三、地面共振的改出方法

如果發生地面共振時旋翼的轉速較低，正確的方法是關閉油門，總距放到底，必要時關閉發動機。如果發生地面共振時旋翼的轉速處於正常飛行範圍內，正確的方法是提總距，飛離地面，等旋翼恢復正常相位後再着陸，如果未恢復正常相位就直接落地，將導致剛接地便使本不穩定的主旋翼發生更強烈的振動。如按上述方法着陸時共振仍然存在，選擇不同質地的場地着陸，必要時選擇懸停自轉着陸。