本文研究變轉(zhuǎn)速直升機(jī)的扭振機(jī)理及其與發(fā)動機(jī)燃調(diào)控制系統(tǒng)耦合的穩(wěn)定分析。該變轉(zhuǎn)速直升機(jī)的結(jié)構(gòu)采用單旋翼且?guī)в袃蓚�發(fā)動機(jī)。變轉(zhuǎn)速直升機(jī)的旋翼和尾槳之所以能夠工作,是通過兩個發(fā)動機(jī)連接減速器和傳動系統(tǒng)間接驅(qū)動的,這些機(jī)械聯(lián)系的部分構(gòu)成了一個旋翼/動力/傳動扭振系統(tǒng)。當(dāng)激振力的頻率接近或甚至與扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的固有頻率一致時,系統(tǒng)將承受過大的交變扭矩,并且槳葉將承受較大的弦向交替彎矩,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早疲勞損壞,有時它也會在直升機(jī)上引起強(qiáng)烈的震動。同時,扭振系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)燃調(diào)控制系統(tǒng)相耦合這樣一個動力學(xué)系統(tǒng)在直升機(jī)上會引起耦合動穩(wěn)定性問題。本文首先介紹了變轉(zhuǎn)速直升機(jī)旋翼/動力/傳動扭振系統(tǒng)動力學(xué)模型,建立了不考慮阻尼時,旋翼/動力/傳動扭振系統(tǒng)動力學(xué)模型,得到其相關(guān)質(zhì)量和剛度矩陣以及考慮阻尼時,扭振系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)燃調(diào)控制系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型。接著,介紹了相關(guān)的參數(shù)的數(shù)值計算與當(dāng)量化處理,并進(jìn)行扭振系統(tǒng)的固有特性計算,得到系統(tǒng)各階固有頻率和固有振型,判斷扭振系統(tǒng)是否發(fā)生共振,并得到旋翼轉(zhuǎn)速變化對固有特性的影響。同時,判斷了扭振系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)燃調(diào)控制系統(tǒng)耦合后系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后,利用伯德圖,分析了旋翼轉(zhuǎn)速對耦合系統(tǒng)... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

扭振系統(tǒng)各布置圖

圖 3.3 主減速器的結(jié)構(gòu)簡圖 、 為材料的密度和長度， 為零件的轉(zhuǎn)動慣量， 為零件的極慣性矩，， 。減速器是由許多部件組成的，而由于其繞軸旋轉(zhuǎn)的部件轉(zhuǎn)速不同，導(dǎo)致主減速器的算出它的轉(zhuǎn)動慣量是不可行的。通過理論知識并結(jié)合實際，通常想要求得主減速，應(yīng)該將其內(nèi)部每一個旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)單獨分開計算，首先計算它們的轉(zhuǎn)動慣量，然后速度計算其減速比，利用減速比進(jìn)行轉(zhuǎn)動慣量的當(dāng)量化計算，計算得出的每個旋轉(zhuǎn)動慣量，將其數(shù)值逐一相加的總轉(zhuǎn)動慣量數(shù)值便是主減速器的轉(zhuǎn)動慣量 數(shù)值出中減速器 和尾減速器 的轉(zhuǎn)動慣量。2）發(fā)動機(jī)動力渦輪和燃?xì)獍l(fā)生器的轉(zhuǎn)動慣量動機(jī)的動力渦輪和燃?xì)獍l(fā)生器的轉(zhuǎn)動慣量值由查閱渦輪軸發(fā)動機(jī)安裝手冊得到[4

圖 3.4 前九階固有頻率計算結(jié)果過計算得出變轉(zhuǎn)速直升機(jī)旋翼/動力/傳動扭振系統(tǒng)的各階固有頻率和固有振型。各特部代表系統(tǒng)的阻尼（由于建立動力學(xué)模型，未計入旋翼減擺器和發(fā)動機(jī)的阻尼，故上特征值實部為 0），虛部代表系統(tǒng)的固有頻率。結(jié)果如下：階模態(tài)的頻率為 ，振型(剛體振型)的特點是剛體運動。階模態(tài)的頻率為 ，振型的特點是主槳轂與主槳葉之間的相對運動最大。(一階為主）階模態(tài)的頻率為 ，振型的特點是尾槳與尾減速器之間的主傳動軸扭轉(zhuǎn)變形最起這段軸上很大的交變扭矩。階模態(tài)的頻率為 ，振型的特點主槳轂與主減速器之間的扭轉(zhuǎn)變形最大。階模態(tài)的頻率為 ，振型的特點雙發(fā)動機(jī)互相耦合所引起的發(fā)動機(jī)至 O 點之間形最大。階模態(tài)的頻率為 ，振型的特點是主槳轂與主槳葉之間的相對運動最大。(二動為主）階模態(tài)的頻率為 ，振型的特點是主減速器至 O 點之間的扭轉(zhuǎn)變形最大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于無級變速的直升機(jī)變旋翼轉(zhuǎn)速控制模擬方法研究[J]. 姚文榮,寧景濤,張海波.  推進(jìn)技術(shù). 2017(02)
[2]基于直升機(jī)綜合扭振模型的發(fā)動機(jī)扭振抑制方法[J]. 繆麗禎,張海波,孫豐勇,居新星.  推進(jìn)技術(shù). 2017(01)
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[4]采用分枝模態(tài)綜合/慣性耦合法對某直升機(jī)動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行扭振動力學(xué)研究[J]. 徐敏.  直升機(jī)技術(shù). 1996(01)

博士論文
[1]渦軸發(fā)動機(jī)/旋翼綜合建模、控制及優(yōu)化研究[D]. 姚文榮.南京航空航天大學(xué) 2008

碩士論文
[1]新型無人直升機(jī)的扭振機(jī)理及其控制[D]. 潘昊偉.南京航空航天大學(xué) 2009
[2]航空渦軸發(fā)動機(jī)數(shù)學(xué)建模方法與控制規(guī)律研究[D]. 馮海峰.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[3]航空渦輪軸發(fā)動機(jī)加速尋優(yōu)控制研究[D]. 鐘周威.西北工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3418653