[發明專利]一種直升機旋翼葉間減擺器布局

有效

• 申請號: 201210169416.7
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102700710A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 向錦武;任毅如;羅漳平;郭俊賢;張亞軍;黃明其
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/51
• 分類號: B64C27/51
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術領域

本發明屬于直升機動力學設計領域，具體涉及一種直升機旋翼葉間減擺器的布局設計方法。可用于鉸接式、無鉸式和無軸承旋翼直升機旋翼槳葉葉間減擺器設計。

背景技術

直升機是一個非常復雜的動力學系統，不但存在旋翼與機體之間的耦合，而且旋翼槳葉內部也存在著揮舞、擺振和變距耦合。在某些情況下，由于彼此之間耦合的存在，使得不同自由度會有相互激勵作用，并導致動不穩定現象。如地面共振和空中共振就是由于旋翼與機體耦合作用的結果，并成為了直升機設計的重要問題。

為了避免動不穩定現象的發生，必須引入阻尼，由此在直升機旋翼設計時引入了減擺器。減擺器有常規和葉間兩種布局方案。常規減擺器布局是將減擺器布置在每一片槳葉和槳轂之間，而葉間減擺器則布置在相鄰槳葉之間。隨著槳葉數量的增加，常規布局的減擺器會受到槳轂尺寸的限制，不利于在槳轂和槳葉之間布置減擺器，而葉間減擺器具有占用空間小和易于布置的特點，當旋翼槳葉葉片數目較大時，葉間減擺器顯然比常規減擺器布局型式更好。并且槳葉葉間減擺器的連接型式，不但能夠在一定程度上提高直升機空中和地面共振的穩定性，還能降低槳轂重量，目前已在多個直升機設計中采用。

槳葉間的減擺器通過相鄰槳葉運動調節擺振運動，避免共振。槳葉揮舞、擺振和變距本身就存在耦合，由于葉間減擺器的存在，使得旋翼和機體系統變得更加復雜。葉間減擺器的安裝支臂長度及其與槳轂平面之間的夾角對旋翼和機體系統的動穩定性有很大的影響，如何布置葉間減擺器成為了直升機旋翼系統設計的重要問題。

發明內容

本發明為了解決現有技術中具有葉間減擺器的旋翼系統存在的動穩定性問題，提出了一種新的直升機旋翼葉間減擺器的布局方式，可以提高旋翼系統的動穩定性。由于葉間減擺器的出現，使得原本極其復雜的旋翼槳葉動力學設計變得更加困難。在傳統的葉間減擺器設計中，往往假設葉間減擺器的剛度和阻尼均具有線性特征，并假設葉間減擺器連接在相鄰槳葉的變距軸線上，因此減擺器僅僅與揮舞和擺振運動存在耦合，而沒有考慮與槳葉變距運動之間的耦合作用。本發明在傳統的葉間減擺器布局基礎上，通過引入葉間減擺器與槳葉變距之間的耦合作用，考慮了計及全部自由度的運動方程，采用數值模擬計算和時域分析方法，通過對比分析得到了一種提高直升機動穩定性的旋翼葉間減擺器布局。

所述的布局是將葉間減擺器布置在相鄰兩片槳葉之間，直升機旋翼槳葉數目大于等于3，葉間減擺器連接在前一槳葉前緣和后一槳葉后緣之間。葉間減擺器的安裝支臂與槳轂平面之間的夾角在-150°到-180°之間。

本發明的優點在于：

（1）與傳統的旋翼葉間減擺器相比，本發明提出的旋翼葉間減擺器布局使旋翼系統模態阻尼提高50％以上。

（2）本發明提出的旋翼葉間減擺器布局使定常循環載荷的幅值下降39.4％，提高了旋翼系統的動穩定性。

附圖說明

圖1是現有的直升機旋翼葉間減擺器布局示意圖；

圖2是現有技術中的直升機旋翼槳葉與葉間減擺器位置示意圖；

圖3是本發明中葉間減擺器的布局示意圖；

圖4是本發明中的旋翼葉間減擺器結構示意圖。

圖中:

1、葉間減擺器??????2、旋翼槳葉??????3、槳轂????????4、揮舞鉸

5、擺振鉸??????????6、變距鉸????????7、槳葉前緣????8、槳葉后緣

9、減擺器安裝點????10、安裝支臂?????11、變距軸線

具體實施方式

下面結合附圖對本發明提出的提高直升機動穩定性的旋翼葉間減擺器布局進行詳細說明。

如圖1為傳統地直升機旋翼系統的葉間減擺器1示意圖，直升機旋翼槳葉2葉片數量大于等于3，旋翼槳葉2固定連接在槳轂3上，葉間減擺器1連接在相鄰兩片旋翼槳葉2之間，葉間減擺器1主要用來增加旋翼系統阻尼，提高動其穩定性的目的。圖2所示為現有技術中直升機旋翼采用葉間減擺器布置型式示意圖，葉間減擺器1連接在相鄰的兩個旋翼槳葉2之間，具體為葉間減擺器1連接在前一旋翼槳葉2的槳葉后緣8和后一旋翼槳葉2的槳葉前緣7之間。

本發明針對現有技術中的葉間減擺器1的布局進行了改進，如圖3所示，旋翼由若干片（3片以上）旋翼槳葉2組成，并繞槳轂中心旋轉，以此為直升機提供升力，葉間減擺器1連接在前一旋翼槳葉2的槳葉前緣7和后一旋翼槳葉2的槳葉后緣8之間，葉間減擺器1通過安裝支臂10與旋翼槳葉2上的減擺器安裝點9鉸接。