[發明專利]一種旋翼氣彈穩定性試驗旋翼整體振型激振方法

有效

• 申請號: 202011028621.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112213060B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 周云;宋彬;胡和平;張仕明;程毅
• 申請（專利權）人: 中國直升機設計研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M13/00;B64F5/60
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發明屬于直升機旋翼試驗技術領域，尤其涉及一種旋翼氣彈穩定性試驗旋翼整體振型激振方法。采用三個激振器對自動傾斜器不動環施加協同激勵。協同激勵包括：三缸總距激振和三缸章動型激振。分別實現旋翼集合型整體振型模態和周期型整體振型模態測量，響應信號中只包含一個頻率成分，大大提高模態識別數據處理的精度。

技術領域

本發明屬于直升機旋翼試驗技術領域，尤其涉及一種旋翼氣彈穩定性試驗旋翼整體振型激振方法。

背景技術

目前，在直升機行業中，自動傾斜器周期變距激振最常用的，也是最有效的激振方法是利用可激振的液壓作動筒對自動傾斜器不動環進行穩態正弦激勵，激振力通過自動傾斜器不旋轉環→旋轉環→變距拉桿傳至槳葉，引起槳葉槳距角的周期變化，從而激起槳葉的揮舞運動，再由揮舞運動引起的哥氏力激起槳葉的擺振運動，該方法的本質是利用強迫振動原理測試旋轉槳葉的固有特性，自動傾斜器周期變距激振原理示意圖如圖1所示。

傳統的自動傾斜器激振方式為單缸激勵，即通過一個液壓作動筒對自動傾斜器進行激勵，槳葉的槳距變化同時包含三個頻率成分，即ω-Ω、ω、ω+Ω，在這種激振模式下，同時存在集合型和周期型旋翼整體振型，因此，得到的結果實際上是同時包含了各種整體振型都在里面。另外，由于信號中同時存在3個頻率成分的響應，大大增加了信號分析的難度。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明的目的在于提供一種旋翼氣彈穩定性試驗旋翼整體振型章動型激振方法，有效提高槳葉模態識別精度。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種旋翼氣彈穩定性試驗旋翼整體振型激振方法，采用三個激振器對自動傾斜器不動環施加協同激勵。

進一步，所述協同激勵包括：三缸總距激振和三缸章動型激振。

進一步，所述三缸總距激振為：三個激振器幅值相同、相位相同。

進一步，所述三缸章動型激振包括：前進型振型和后退型振型；

進一步，所述三個激振器激勵信號通過以下步驟確定：

第一步，采用傳遞矩陣識別方法，對不旋轉坐標系下三個激振器的激勵位移信號與旋轉坐標系下槳葉橫向周期變距、縱向周期變距、總距計算出傳遞矩陣T；

第二步，根據輸入的旋翼旋轉頻率Ω和旋翼的固有頻率ω_ζ，生成旋翼的周期型整體振型對應的旋翼橫向周期變距、縱向周期變距和總距的變化規律；

第三步，根據步驟1中識別出的傳遞矩陣、步驟2中生成的旋翼周期變距和總距變化規律，逐點進行控制信號轉換，得到三個激振器的激勵信號。

進一步，所述第一步中，激振器位移、傳遞矩陣、槳距之間的關系如下：

其中ΔL_a,n、ΔL_b,n、ΔL_c,n分別表示3個激振器的第n組位移變化量，θ_s,n、θ_c,n、θ_0.7,n分別表示采集得到的第n組旋翼的縱向周期變距、橫向周期變距和總距。

進一步，當旋翼的固有頻率ω_ζ小于轉速頻率Ω時，

總距型振型對應的旋翼周期變距、總距變化規律為：

且ω＝ω_ζ

后退型振型對應的旋翼周期變距、總距變化規律為：

且ω＝Ω-ω_ζ

前進型振型對應的旋翼周期變距、總距變化規律為：

且ω＝Ω+ω_ζ