CN105818972A - 一种刚度可调的直升机减震机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刚度可调的直升机减震机构，包括弯梁(1)和支座(8)，所述弯梁包括前端(101)、中部(102)、尾部(103)，所述前端(101)的剖面为工字型，通过六个铆钉与观瞄平台(2)连接，中部(102)剖面为工字型，其右侧设有四个矩形口，在弯梁(1)与观瞄平台(2)连接时能够起到定位作用，尾部(103)为矩形板，通过螺栓(6)与所述支座(8)连接，所述支座(8)通过上下各三个螺栓固定在纵梁(9)上，所述弯梁(1)的中部(102)穿过腹板(4)，前端(101)与观瞄平台(2)连接尾部(103)通过螺栓与所述支座(8)连接，通过调整六个螺栓孔上螺栓的数量与分布实现刚度调节。

Description

一种刚度可调的直升机减震机构
技术领域
本发明属于飞机结构设计领域，特别涉及一种刚度可调的直升机减震机构。
背景技术
在所有飞行器中直升机的振动是最为严重的，过大的机体振动水平不仅使驾驶员感到难受、易于疲劳，造成操作失误，影响飞行安全；使机内乘员感到不舒服；而且使机体易受疲劳损坏，仪器仪表工作失灵，降低整机的可靠性，增加使用维护成本，因此，降低直升机飞行中机体的振动水平一直是直升机研制过程中最为关注的关键技术问题之一。
降低直升机振动水平主要从两方面入手：降低旋翼振动载荷与降低机体振动响应。根据是否有外界能量输入主要分为被动减振技术与主动减振技术。目前，我国振动主动控制技术研究尚未成熟，还处于原理验证试飞阶段，与实际应用还有一段距离；被动减振技术常用的主要有动力吸振器和机体结构优化设计两种。
动力吸振器基本原理：通过在目标振动系统上附加一个子结构，适当选择子结构的结构形式、动力参数以及与主系统的耦合关系，改变主系统的振动状态，从而在预期的频段上减少主振系的强迫振动响应。动力吸振器的设计一般都会附加一个质量块，如果质量块的质量过大，则会影响全机重量重心，如果质量过小，则会限制减振效果。对于已经设计定型且批量生产的直升机来说，往往会受到空间的限制，使得无法安装动力吸振器。
机体结构的优化即通过加强或减弱的方法改变已有结构的刚度，使得机体的固有频率避开旋翼的激振频率，从而降低振动响应水平。直升机在生产制造过程中，由于存在制造、装配偏差会引起机体局部结构的频率、振型产生变化，因此该方法设计的减振方案对制造偏差的包容度小，只能解决个别架机的振动问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，设计一种刚度可调节机构，提高对制造偏差的包容度，通过改变机体局部结构频率、振型，达到降低机体振动响应的目的。
为解决上述问题本发明技术方案提供一种刚度可调的直升机减震机构，包括弯梁1和支座8，所述弯梁包括前端101、中部102、尾部103，所述前端101的剖面为工字型，左右两侧各有三个铆钉孔，通过六个铆钉与观瞄平台2连接，中部102剖面为工字型，其右侧设有四个矩形口，在弯梁1与观瞄平台2连接时能够起到定位作用，尾部103为矩形板，上面设置六个螺栓孔，通过螺栓6与所述支座8连接，所述支座8通过上下各三个螺栓固定在纵梁9上，所述弯梁1的中部102穿过腹板4，前端101与观瞄平台2连接尾部103通过螺栓与所述支座8连接，通过调整六个螺栓孔上螺栓的数量与分布实现刚度调节。
能够实现连接刚度由0.6％到14.7％范围内的调节，覆盖绝大多数直升机的刚度调节需求。经大量飞行振动测试标明，平均降低振动水平为40％。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1是刚度可调减振机构；
图2是弯梁结构图；
图3是结构刚度调整原理图；
其中：1为弯梁、101为弯梁前端、102为弯梁中部、103为弯梁尾部、2为观瞄平台、3为框、4为腹板、5为纵梁上缘条、6为螺栓、7为纵梁下缘条、8为支座、9为纵梁。
具体实施方式
本发明实施例提供一种刚度可调的直升机减震机构，该机构能够调整直升机前机身的局部刚度，使前体身的振型发生改变，使得振动节点靠近驾驶员地板，从而实现减振的目的。其刚度调节原理：弯梁的前端101与观瞄平台2通过6个铆钉连接，能够将平台的振动载荷通过弯梁中部102传递给尾部103，尾部103认为是一个悬臂梁结构，通过调整螺栓6的约束位置，相当于调整了悬臂梁的长度，进而调整了悬臂梁的刚度，最终实现了机体局部刚度调整。结构刚度调节原理如图3所示。
某架直升机在试飞过程中，飞行员反映直升机地板振动很大，尤其前飞速度为100Km/h，220Km/h振动非常严重。经实测驾驶员脚蹬地板处振动加速度值平均值高达0.3g。
在该机上安装刚度可调节机构。安装步骤如下：
1、分解纵梁上缘条5与下缘条7靠近1框3的三个铆钉。
2、腹板4处允许开孔，待减振效果良好后，对其补强。
3、借用纵梁9上缘条5与下缘条7上的铆钉孔，利用螺栓将支座8固定。
4、将弯梁1前端与观瞄平台2铆接，利用螺栓6将弯梁尾部103与支座8连接。
直升机在安装刚度可调节机构后进行试飞并根据测试结果进行刚度调整。调整步骤如下：
1在驾驶脚蹬地板上粘贴加速度传感器，将传感器与振动测试设备相连，用于记录驾驶脚蹬地板的振动加速度。
2飞行振动测量：在驾驶员的左右脚蹬地板布置加速度传感器，测量方向Z向，飞行状态为平飞100km/h，平飞150km/h，平飞170km/h，平飞200km/h，平飞220km/h。
3根据飞行振动测试结果进行螺栓位置调整，如果振动响应增加，则应降低连接刚度；反之提高连接刚度。
该架机安装减振机构后，经过试飞调整3次，飞行员反映振动明显改善，减振效果见表1所示。
表1某架机安装减振机构前后振动对比结果
飞行速km/h 100 150 170 200 220
安装前g 0.36 0.34 0.3 0.28 0.36
安装后g 0.17 0.16 0.15 0.17 0.18
降低幅度％ 52.8 52.9 50 39.3 50

Claims (1)

1.一种刚度可调的直升机减震机构，包括弯梁(1)和支座(8)，其特征在于，所述弯梁包括前端(101)、中部(102)、尾部(103)，所述前端(101)的剖面为工字型，左右两侧各有三个铆钉孔，通过六个铆钉与观瞄平台(2)连接，中部(102)剖面为工字型，其右侧设有四个矩形口，在弯梁(1)与观瞄平台(2)连接时能够起到定位作用，尾部(103)为矩形板，上面设置六个螺栓孔，通过螺栓(6)与所述支座(8)连接，所述支座(8)通过上下各三个螺栓固定在纵梁(9)上，所述弯梁(1)的中部(102)穿过腹板(4)，前端(101)与观瞄平台(2)连接尾部(103)通过螺栓与所述支座(8)连接，通过调整六个螺栓孔上螺栓的数量与分布实现刚度调节。
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