在學(xué)習(xí)如何分析錐體及平衡之前,首先來介紹什么是振動及產(chǎn)生振動的原因。
振動為一種快速的振蕩運(yùn)動,可能是由于旋轉(zhuǎn)部件因為失去平衡,或者是由如空氣動力這樣的外力作用下產(chǎn)生。這樣的振蕩運(yùn)動可以表述為:位移或振幅(大小)、頻率(快、慢,例如:振動次數(shù) /分鐘)
振動頻率是指在單位時間內(nèi)振動發(fā)生的次數(shù),其單位為赫茲(HZ),一赫茲等于一個循環(huán) /秒,振動周期為振動頻率的倒數(shù),如圖 3-1所示。
振幅
圖 3-1振動曲線圖
另一種振動的表述方法常用來描述旋翼系統(tǒng)中的振動水平,這是由振動頻率與旋翼旋轉(zhuǎn)速率相比較。例如:在旋翼旋轉(zhuǎn)一周發(fā)生振動六個循環(huán),也就是 6R振動或者比率為 6:1。
由于直升機(jī)設(shè)計及工作特性,直升機(jī)承受的振動可能來自槳葉、傳動機(jī)構(gòu)、發(fā)動機(jī),這些振動可以對機(jī)體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力甚至損壞,縮短部件的使用壽命,并給飛行員及乘客造成不舒適的乘坐感覺。在飛行中振動的起源主要來自于主槳及尾槳。這樣就產(chǎn)生一種內(nèi)在固有的振動。舉例說明,每片槳葉產(chǎn)生一個固有的 1:1的振動,如果直升機(jī)有兩片槳葉,就會產(chǎn)生固有頻率為 2:1或者 2R的振動,三片槳葉就會產(chǎn)生 3:1或者 3R的振動,以此類推。旋翼系統(tǒng)中 1:1或者 1R振動叫做 “ONE PER”,就即 “每圈一振 ”,即每轉(zhuǎn)一周振動一次,這是由于一片槳葉產(chǎn)生大于其他槳葉升力造成同軸度不好而引起的振動。三引起振動的原因
轉(zhuǎn)動部件的振動頻率一般與部件的轉(zhuǎn)動速度有關(guān),而直升機(jī)上部件的轉(zhuǎn)動速度各不相同,因此振動頻率是識別振動來源的一個主要指標(biāo)。振動按頻率一般分三類:
低頻振動 ----主要來自于主槳系統(tǒng)
中頻振動 ----主要來自于尾槳系統(tǒng)
高頻振動 ----主要來自于發(fā)動機(jī)和高速傳動軸
必須注意,不是所有的直升機(jī)都遵循此模式,對振動如有疑問應(yīng)以維護(hù)手冊為準(zhǔn)。例如,貝爾飛機(jī)的高頻振動來自于尾槳而中頻振動則可能來自于滑撬的松動等。根據(jù)振動的幅度或者說振動的嚴(yán)重程度,如果再輔助以轉(zhuǎn)動速度、飛行速度等
其他因素,可以讓我們準(zhǔn)確地找到振動的原因。 1低頻振動對各種主槳系統(tǒng)來說,最常見的振動原因是槳葉錐體偏差。所謂錐體是指直升
機(jī)所有槳葉葉尖轉(zhuǎn)動軌跡都在一個平面內(nèi),因此首先應(yīng)該在地面進(jìn)行槳葉錐體的檢查,符合要求后再進(jìn)行懸停狀態(tài)的檢查。一般振動可以分為兩種形式:
·
垂直振動:是由于槳葉產(chǎn)生的升力不相等,即主槳錐體超標(biāo)而引起,與飛行速度有直接關(guān)系,飛行速度越大,振動越大。如果振動發(fā)生在低速狀態(tài)下可以通過調(diào)節(jié)變距拉桿長度來減小振動;如果振動發(fā)生在高速度狀態(tài)下,則須調(diào)節(jié)槳葉調(diào)整片角度來減小振動值。
·
橫向振動:因主槳系統(tǒng)平衡超標(biāo)而引起,與主槳轉(zhuǎn)速有直接關(guān)系。如果振動隨著旋翼轉(zhuǎn)速的增大而增加,一般是展向平衡超標(biāo),應(yīng)該在輕的一端加配重。如果振動隨著轉(zhuǎn)速減小而增大,一般是弦向平衡超標(biāo)引起槳葉后掠過大。但注意不能通過調(diào)整槳葉后掠角的方法來修正振動,這樣會引起低頭力矩。
兩種振動形式都與發(fā)動機(jī)功率有直接關(guān)系,輸出功率增大振動增大,尤其是垂直振動更明顯。低頻振動主要由主槳引起,主槳的轉(zhuǎn)速一般為每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)左右。以下列出一些常見的振動起因:
圖 3-2直升機(jī)的振動形式
橫向振動
·頻率匹配器(俗稱
--減擺器)設(shè)定及相位不正確
·
槳葉不平衡
·
垂直關(guān)節(jié)軸承粘結(jié)或者卡滯垂直振動
·
槳葉同軸度(翼尖軌跡)不好
·
槳葉錐體調(diào)整片不正確調(diào)整
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頻率匹配器失效
·
變矩軸承磨損以及粘結(jié)
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