JPH08127397A - ヘリコプタの振動低減装置 - Google Patents
ヘリコプタの振動低減装置Info
- Publication number
- JPH08127397A JPH08127397A JP26509294A JP26509294A JPH08127397A JP H08127397 A JPH08127397 A JP H08127397A JP 26509294 A JP26509294 A JP 26509294A JP 26509294 A JP26509294 A JP 26509294A JP H08127397 A JPH08127397 A JP H08127397A
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- masses
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一定バネと一定の質量体とよりなる従来のヘ
リコプタの振動低減装置では限られた振動領域しか低減
できなかったので、広範囲の振動領域に亘って低減でき
るヘリコプタの振動低減装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 本発明は同軸回りに相互に偏った質量で回転
可能な内ロータ及び外ロータを有してヘリコプタに相互
同軸方向に設置された２基のアンバランスマスと、同２
基の各アンバランスマスを回転させるサーボモータと、
ヘリコプタの振動を検出するセンシング部と、同センシ
ング部が検出した振動信号に基きその振動を相殺する向
きに上記アンバランスマスを回転させる信号を上記サー
ボモータに与える制御部とを具備してなることを特徴と
するヘリコプタの振動低減装置を構成とする。
リコプタの振動低減装置では限られた振動領域しか低減
できなかったので、広範囲の振動領域に亘って低減でき
るヘリコプタの振動低減装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 本発明は同軸回りに相互に偏った質量で回転
可能な内ロータ及び外ロータを有してヘリコプタに相互
同軸方向に設置された２基のアンバランスマスと、同２
基の各アンバランスマスを回転させるサーボモータと、
ヘリコプタの振動を検出するセンシング部と、同センシ
ング部が検出した振動信号に基きその振動を相殺する向
きに上記アンバランスマスを回転させる信号を上記サー
ボモータに与える制御部とを具備してなることを特徴と
するヘリコプタの振動低減装置を構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヘリコプタの振動低減
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来のヘリコプタに用いられてい
る振動低減装置を側面図で模式的に示す。本装置は、動
吸振器と呼ばれるものであり、あらかじめ設定した動吸
振器のスプリング部０２，マス部０３，（即ちバネ，マ
ス系）の共振点をヘリコプタの加振周波数と同じになる
ようにして機体０１に取付けておく。すると、ヘリコプ
タの振動エネルギが動吸振器の運動エネルギに変換され
てヘリコプタの振動低減が実現される。ただし、動吸振
器の振動低減能力は、動吸振器の重量に比例するため、
ヘリコプタへの加振レベルが大きい時に振動低減効果を
増加させるような調整ができない。そのため、入力振動
レベルの変化に対応が困難であり、振動低減効果が限定
される。
る振動低減装置を側面図で模式的に示す。本装置は、動
吸振器と呼ばれるものであり、あらかじめ設定した動吸
振器のスプリング部０２，マス部０３，（即ちバネ，マ
ス系）の共振点をヘリコプタの加振周波数と同じになる
ようにして機体０１に取付けておく。すると、ヘリコプ
タの振動エネルギが動吸振器の運動エネルギに変換され
てヘリコプタの振動低減が実現される。ただし、動吸振
器の振動低減能力は、動吸振器の重量に比例するため、
ヘリコプタへの加振レベルが大きい時に振動低減効果を
増加させるような調整ができない。そのため、入力振動
レベルの変化に対応が困難であり、振動低減効果が限定
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のヘリコプタ
の振動低減装置には解決すべき次の課題があった。
の振動低減装置には解決すべき次の課題があった。
【０００４】即ち、ヘリコプタの振動は、ヘリコプタブ
レードの回転数の整数倍の周波数成分が卓越している。
特に、ヘリコプタブレードの回転数（Ｎ）とブレード枚
数（Ｐ）を掛け合わせた成分（ＮＰ成分）が一番大きな
ものとなる。このＮＰ成分は飛行高度，飛行速度によっ
て振動レベルが変化するため、従来の振動低減装置では
振動レベルの変化に対応して、この振動を低減させるこ
とが難しいという問題があった。
レードの回転数の整数倍の周波数成分が卓越している。
特に、ヘリコプタブレードの回転数（Ｎ）とブレード枚
数（Ｐ）を掛け合わせた成分（ＮＰ成分）が一番大きな
ものとなる。このＮＰ成分は飛行高度，飛行速度によっ
て振動レベルが変化するため、従来の振動低減装置では
振動レベルの変化に対応して、この振動を低減させるこ
とが難しいという問題があった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解消したヘ
リコプタの振動低減装置を提供することを目的とする。
リコプタの振動低減装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、同軸回りに相互に偏った質量で回転可能な
内ロータ及び外ロータを有してヘリコプタに相互同軸方
向に設置された２基のアンバランスマスと、同２基の各
アンバランスマスを回転させるサーボモータと、ヘリコ
プタの振動を検出するセンシング部と、同センシング部
が検出した振動信号に基きその振動を相殺する向きに上
記アンバランスマスを回転させる信号を上記サーボモー
タに与える制御部とを具備してなることを特徴とするヘ
リコプタの振動低減装置を提供しようとするものであ
る。
手段として、同軸回りに相互に偏った質量で回転可能な
内ロータ及び外ロータを有してヘリコプタに相互同軸方
向に設置された２基のアンバランスマスと、同２基の各
アンバランスマスを回転させるサーボモータと、ヘリコ
プタの振動を検出するセンシング部と、同センシング部
が検出した振動信号に基きその振動を相殺する向きに上
記アンバランスマスを回転させる信号を上記サーボモー
タに与える制御部とを具備してなることを特徴とするヘ
リコプタの振動低減装置を提供しようとするものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。
を有する。
【０００８】即ち、先ずアンバランスマスは同軸回りに
相互に偏った質量で回転可能な内ロータ及び外ロータを
有するため、その回転を各適切にすることによって回転
軸に対する質量の偏りを大きく或は小さくできる。この
よう質量の偏りを生じるアンバランスマスが同じ軸方向
の向きにヘリコプタに２基設置されているため、各アン
バランスマス間の軸まわりの回転角速度を適切に選ぶこ
とによって、あるいは位相角を適切に変えることによっ
て周期的に偏質量による振動を生じさせることができ、
それをヘリコプタの振動を相殺する向き（共振の逆）に
調整すればヘリコプタの振動を低減できる。その際、各
内ロータと外ロータの軸回りの位相を適切にすることに
よって、あるいは刻々に変化させることによって、更に
それらの組合わせによって得られる一方のアンバランス
マスの周期的軸回りの質量変化を他方のアンバランスマ
スの同様変化と組合わせることによって、所望の周期の
起振力（即ちヘリコプタに対する制振力）を創出でき
る。
相互に偏った質量で回転可能な内ロータ及び外ロータを
有するため、その回転を各適切にすることによって回転
軸に対する質量の偏りを大きく或は小さくできる。この
よう質量の偏りを生じるアンバランスマスが同じ軸方向
の向きにヘリコプタに２基設置されているため、各アン
バランスマス間の軸まわりの回転角速度を適切に選ぶこ
とによって、あるいは位相角を適切に変えることによっ
て周期的に偏質量による振動を生じさせることができ、
それをヘリコプタの振動を相殺する向き（共振の逆）に
調整すればヘリコプタの振動を低減できる。その際、各
内ロータと外ロータの軸回りの位相を適切にすることに
よって、あるいは刻々に変化させることによって、更に
それらの組合わせによって得られる一方のアンバランス
マスの周期的軸回りの質量変化を他方のアンバランスマ
スの同様変化と組合わせることによって、所望の周期の
起振力（即ちヘリコプタに対する制振力）を創出でき
る。
【０００９】このようにして得られる起振力，即ち回転
軸回りの偏質量の向きをセンシング部が検出した振動，
即ち、ヘリコプタ質量の微視的変位方向とは逆向きに制
御部によりサーボモータを介してアンバランスマスに与
えることにより、殆どあらゆる振動数（ＮＰ成分）のヘ
リコプタ振動を低減できる。
軸回りの偏質量の向きをセンシング部が検出した振動，
即ち、ヘリコプタ質量の微視的変位方向とは逆向きに制
御部によりサーボモータを介してアンバランスマスに与
えることにより、殆どあらゆる振動数（ＮＰ成分）のヘ
リコプタ振動を低減できる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２により説明
する。
する。
【００１１】図１は本実施例の構成と各要素間の作用の
順を同時に表わしたブロック図であるが駆動部２内の２
基のアンバランスマス（Ａ）１３及びアンバランスマス
（Ｂ）１４はそれらの回転軸が紙面に平行に、かつ図の
左右方向に向いているものとして稍実態的に模式化して
示してある。それらの右側に付された回転矢印はそれら
アンバランスマスがその向きに回転することを示す。但
し、回転の向きは特段の意味を有しない。
順を同時に表わしたブロック図であるが駆動部２内の２
基のアンバランスマス（Ａ）１３及びアンバランスマス
（Ｂ）１４はそれらの回転軸が紙面に平行に、かつ図の
左右方向に向いているものとして稍実態的に模式化して
示してある。それらの右側に付された回転矢印はそれら
アンバランスマスがその向きに回転することを示す。但
し、回転の向きは特段の意味を有しない。
【００１２】図２は図１のアンバランスマス（Ａ）１３
のＡ−Ａ矢視断面の模式図である。アンバランスマス
（Ｂ）１４の場合も刻々の内ロータ１１，外ロータ１２
の向きは別として構成は同様である。
のＡ−Ａ矢視断面の模式図である。アンバランスマス
（Ｂ）１４の場合も刻々の内ロータ１１，外ロータ１２
の向きは別として構成は同様である。
【００１３】図１について先ず概述すると１は機体振動
（ヘリコプタ振動）を検出するセンシング部，２は２基
のアンバランスマス（Ａ）１３，（Ｂ）１４をそれらに
付設の各サーボモータ（Ａ）４，（Ｂ）５で駆動する駆
動部，３はセンシング部１が検出した機体振動信号に基
き、その振動を相殺する向きに上記アンバランスマス
（Ａ）１３，（Ｂ）１４を回転させるようサーボモータ
（Ａ）４，（Ｂ）５に信号を出力するための制御部であ
る。その他の細部構成については作用と併わせ後述す
る。
（ヘリコプタ振動）を検出するセンシング部，２は２基
のアンバランスマス（Ａ）１３，（Ｂ）１４をそれらに
付設の各サーボモータ（Ａ）４，（Ｂ）５で駆動する駆
動部，３はセンシング部１が検出した機体振動信号に基
き、その振動を相殺する向きに上記アンバランスマス
（Ａ）１３，（Ｂ）１４を回転させるようサーボモータ
（Ａ）４，（Ｂ）５に信号を出力するための制御部であ
る。その他の細部構成については作用と併わせ後述す
る。
【００１４】次に図２について概述すると、１３は上記
アンバランスマス（Ａ），１１はアンバランスマス軸13
ａ回りに回転可能な偏質量の内ロータ，１２は同じくア
ンバランスマス軸13ａ回りに回転可能な偏質量の外ロー
タ，13ａはそれらの回転軸をなすアンバランスマス軸，
１５は内ロータ１１，外ロータ１２等を保護するための
保護筒である。
アンバランスマス（Ａ），１１はアンバランスマス軸13
ａ回りに回転可能な偏質量の内ロータ，１２は同じくア
ンバランスマス軸13ａ回りに回転可能な偏質量の外ロー
タ，13ａはそれらの回転軸をなすアンバランスマス軸，
１５は内ロータ１１，外ロータ１２等を保護するための
保護筒である。
【００１５】次に上記構成を更に詳しく作用と共に説明
する。駆動部２は２個のサーボモータ（Ａ）４とサーボ
モータ（Ｂ）５から構成されており、その先に各々アン
バランスマス（Ａ）１３とアンバランスマス（Ｂ）１４
が直結されている。アンバランスマス（Ａ）１３とアン
バランスマス（Ｂ）１４は、内ロータ１１と外ロータ１
２が逆方向に回転する構造になっているため斜線で示し
たアンバランスなマスが同じ量の場合にある１方向に荷
重を発生するよう構成されている。また、制御部３は２
個のサーボドライバ（Ａ）６とサーボドライバ（Ａ）７
とアンプ８，エンコーダカウンタボードインターフェー
ス９，ＤＳＰボード１０により構成されている。
する。駆動部２は２個のサーボモータ（Ａ）４とサーボ
モータ（Ｂ）５から構成されており、その先に各々アン
バランスマス（Ａ）１３とアンバランスマス（Ｂ）１４
が直結されている。アンバランスマス（Ａ）１３とアン
バランスマス（Ｂ）１４は、内ロータ１１と外ロータ１
２が逆方向に回転する構造になっているため斜線で示し
たアンバランスなマスが同じ量の場合にある１方向に荷
重を発生するよう構成されている。また、制御部３は２
個のサーボドライバ（Ａ）６とサーボドライバ（Ａ）７
とアンプ８，エンコーダカウンタボードインターフェー
ス９，ＤＳＰボード１０により構成されている。
【００１６】機体振動がセンシング部１により検出され
ると、その信号はアンプ８により増幅される。振動低減
を実現するようにサーボモータ（Ａ）４とサーボモータ
（Ｂ）５を駆動させる信号がＤＳＰボード１０により演
算される。ＤＳＰボード１０で演算された信号は、エン
コーダカウンタボードインターフェース９に入力され、
実際のサーボモータ（Ａ）４，サーボモータ（Ｂ）５の
位相信号と比較し、サーボドライバ（Ａ）６，サーボド
ライバ（Ｂ）７を介してその信号によりサーボモータ
（Ａ）４とサーボモータ（Ｂ）５を駆動する。
ると、その信号はアンプ８により増幅される。振動低減
を実現するようにサーボモータ（Ａ）４とサーボモータ
（Ｂ）５を駆動させる信号がＤＳＰボード１０により演
算される。ＤＳＰボード１０で演算された信号は、エン
コーダカウンタボードインターフェース９に入力され、
実際のサーボモータ（Ａ）４，サーボモータ（Ｂ）５の
位相信号と比較し、サーボドライバ（Ａ）６，サーボド
ライバ（Ｂ）７を介してその信号によりサーボモータ
（Ａ）４とサーボモータ（Ｂ）５を駆動する。
【００１７】ここで、２つのアンバランスマス（Ａ）１
３とアンバランスマス（Ｂ）１４で荷重をコントロール
する原理は次による。
３とアンバランスマス（Ｂ）１４で荷重をコントロール
する原理は次による。
【００１８】１基のアンバランスマスで発生する荷重を
ｆ，サーボモータの位相角をθｔ，２基のアンバランス
マスの位相差をφとすると全体の荷重Ｆは次式で表わさ
れる。
ｆ，サーボモータの位相角をθｔ，２基のアンバランス
マスの位相差をφとすると全体の荷重Ｆは次式で表わさ
れる。
【００１９】Ｆ＝ｆｃｏｓθｔ＋ｆｃｏｓ（θｔ−φ） ＝２ｆｃｏｓ（θｔ−（φ／２））ｃｏｓ（φ／２） よって、荷重の振幅は２ｆ・｜ｃｏｓ（φ／２）｜とな
る。すなわち、φをＯ≦φ≦１８０°の間でコントロー
ルすることにより、２ｆ〜Ｏまでの荷重振動をだすこと
ができる。このようにヘリコプタの広範囲の振動，詳し
くはＮＰ成分の振動に対して有効な制振を行なうことが
できる。
る。すなわち、φをＯ≦φ≦１８０°の間でコントロー
ルすることにより、２ｆ〜Ｏまでの荷重振動をだすこと
ができる。このようにヘリコプタの広範囲の振動，詳し
くはＮＰ成分の振動に対して有効な制振を行なうことが
できる。
【００２０】以上の通り本実施例によれば内ロータ１
１，外ロータ１２を有するアンバランスマス（Ａ）１
３，（Ｂ）１４を２基同じ軸方向に並べてヘリコプタに
設置し、センシング部１の検出した振動信号をベースに
して、同振動を打消すよう制御部３を介しサーボモータ
（Ａ）４，（Ｂ）５にそれぞれアンバランスマス（Ａ）
１３，（Ｂ）１４を適切な位相で回転させる信号を入力
するのできわめて有効にヘリコプタ（の機体）振動が低
減されるという利点がある。
１，外ロータ１２を有するアンバランスマス（Ａ）１
３，（Ｂ）１４を２基同じ軸方向に並べてヘリコプタに
設置し、センシング部１の検出した振動信号をベースに
して、同振動を打消すよう制御部３を介しサーボモータ
（Ａ）４，（Ｂ）５にそれぞれアンバランスマス（Ａ）
１３，（Ｂ）１４を適切な位相で回転させる信号を入力
するのできわめて有効にヘリコプタ（の機体）振動が低
減されるという利点がある。
【００２１】また、内ロータ１１，外ロータ１２の回転
によるアンバランスマスの偏質量の変化，更にアンバラ
ンスマス同志の偏質量の変化の組合わせにより非常に広
範囲のＮＰ成分のヘリコプタ振動に対応できるので、飛
行高度，飛行速度によって変化する刻々の振動レベルに
ついても対応低減できるという利点がある。
によるアンバランスマスの偏質量の変化，更にアンバラ
ンスマス同志の偏質量の変化の組合わせにより非常に広
範囲のＮＰ成分のヘリコプタ振動に対応できるので、飛
行高度，飛行速度によって変化する刻々の振動レベルに
ついても対応低減できるという利点がある。
【００２２】また、アンバランスマスの振動，即ち回転
にはサーボモータを用いるので大きなバネ体を必要とし
ないという利点がある。
にはサーボモータを用いるので大きなバネ体を必要とし
ないという利点がある。
【００２３】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の作用を有する。
の作用を有する。
【００２４】即ち、センシング部の検出したヘリコプタ
の振動情報により２基のアンバランスマスの位相を適切
に変えてヘリコプタ振動に対応制振するので、きわめて
広範囲の振動，特に振動力の強く現われるＮＰ成分の振
動を有効に低減することができる。
の振動情報により２基のアンバランスマスの位相を適切
に変えてヘリコプタ振動に対応制振するので、きわめて
広範囲の振動，特に振動力の強く現われるＮＰ成分の振
動を有効に低減することができる。
【００２５】また、飛行高度，飛行速度等によって刻々
に変化する振動レベルにも対応して有効に振動低減でき
る。
に変化する振動レベルにも対応して有効に振動低減でき
る。
【００２６】また、アンバランスマスの駆動（振動）に
はサーボモータを用いるので大きなバネ体を必要としな
い。
はサーボモータを用いるので大きなバネ体を必要としな
い。
【図１】本発明の一実施例に係るヘリコプタの振動低減
装置の構成を示すブロック図、
装置の構成を示すブロック図、
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図、
【図３】従来のヘリコプタの振動低減装置（動吸振器）
の側面図である。
の側面図である。
１ センシング部 ２ 駆動部 ３ 制御部 ４ サーボモータ（Ａ） ５ サーボモータ（Ｂ） ６ サーボドライバ（Ａ） ７ サーボドライバ（Ｂ） ８ アンプ ９ エンコーダカウンタボードインターフェース １０ ＤＳＰボード １１ 内ロータ １２ 外ロータ １３ アンバランスマス（Ａ） １４ アンバランスマス（Ｂ） １５ 保護筒
Claims (1)
- 【請求項１】 同軸回りに相互に偏った質量で回転可能
な内ロータ及び外ロータを有してヘリコプタに相互同軸
方向に設置された２基のアンバランスマスと、同２基の
各アンバランスマスを回転させるサーボモータと、ヘリ
コプタの振動を検出するセンシング部と、同センシング
部が検出した振動信号に基きその振動を相殺する向きに
上記アンバランスマスを回転させる信号を上記サーボモ
ータに与える制御部とを具備してなることを特徴とする
ヘリコプタの振動低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509294A JPH08127397A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | ヘリコプタの振動低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509294A JPH08127397A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | ヘリコプタの振動低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08127397A true JPH08127397A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17412495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26509294A Withdrawn JPH08127397A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | ヘリコプタの振動低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08127397A (ja) |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP26509294A patent/JPH08127397A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |