RU2247344C1 - Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета - Google Patents
Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247344C1 RU2247344C1 RU2003131609/28A RU2003131609A RU2247344C1 RU 2247344 C1 RU2247344 C1 RU 2247344C1 RU 2003131609/28 A RU2003131609/28 A RU 2003131609/28A RU 2003131609 A RU2003131609 A RU 2003131609A RU 2247344 C1 RU2247344 C1 RU 2247344C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helicopter
- rotor
- longitudinal
- axis
- fuselage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике. Сущность: измеряют амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета φ относительно продольной оси вертолета от дисбаланса и продольного пробного дисбаланса ΔSX в двух диаметрально противоположных положениях относительно оси вращения винта по прямой, проходящей через ось вращения винта и расположенной в продольной плоскости симметрии вертолета, поперечного подобного дисбаланса ΔSZ в двух диаметрально противоположных положениях относительно оси вращения винта по прямой, проходящей через ось вращения винта и перпиндикулярной продольной плоскости симметрии вертолета, устанавливаемых поочередно на одном несущем винте при угловом положении ψ одной и той же лопасти невращающегося несущего винта относительно продольной плоскости симметрии вертолета. Вычисляют дисбаланс. Пробные дисбалансы ΔSX и ΔSZ устанавливают так же на другом несущем винте, измеряют дополнительно амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета α относительно поперечной оси вертолета, а дисбалансы продольного одного S , другого S несущих винтов и поперечные одного S , другого S несущих винтов вычисляют по математическим выражениям. Технический результат: повышение достоверности испытаний. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области авиационной техники и касается определения дисбаланса несущих винтов вертолета.
Известен способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета, заключающийся в измерении амплитуд угловых колебаний одного углового перемещения фюзеляжа вертолета и амплитуд линейных колебаний одного линейного перемещения фюзеляжа в центре масс вертолета от дисбаланса винтов и пробных дисбалансов одного винта, вычислении дисбалансов винтов (см. патент России №2194959; 2001 г. - прототип).
При таком способе определяются дисбалансы двух несущих винтов, расположенных только на различных расстояниях по высоте от центра масс вертолета (вертолеты соосной и продольной схем), а в математические выражения для определения дисбалансов винтов в качестве параметров входят эти расстояния, величины которых сами подлежат определению, что снижает достоверность результатов определения дисбалансов.
Задача, решаемая в заявляемом техническом решении, заключается в определении дисбалансов несущих винтов вертолета при осуществлении технического результата - определении дисбалансов несущих винтов при различных и одинаковых расстояниях винтов по высоте от центра масс вертолета (вертолеты соосной, продольной и поперечной схем).
Существенными признаками заявляемого способа определения дисбаланса несущих винтов вертолета, общими с прототипом, являются: измерение амплитуд угловых колебаний фюзеляжа вертолета φ относительно продольной оси вертолета от дисбаланса и продольного пробного дисбаланса ΔSХ в двух диаметрально противоположных положениях относительно оси вращения винта по прямой, проходящей через ось вращения винта и расположенной в продольной плоскости симметрии вертолета, поперечного пробного дисбаланса ΔSZ в двух диаметрально противоположных положениях относительно оси вращения винта по прямой, проходящей через ось вращения винта и перпендикулярной продольной плоскости симметрии вертолета, устанавливаемых поочередно на одном несущем винте при угловом положении Ψ одной и той же лопасти невращающегося несущего винта относительно продольной плоскости симметрии вертолета, вычисление дисбаланса.
Признаками, отличительными от прототипа, являются: пробные дисбалансы ΔSX и ΔSZ устанавливают так же на другом несущем винте, измеряют дополнительно амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета α относительно поперечной оси вертолета, а дисбалансы продольные одного S , другого S несущих винтов и поперечные одного S , другого S несущих винтов вычисляют по математическим выражениям
где обозначено:
αS; φS - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от дисбалансов винтов (24);
αX; φX - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от продольного дополнительного дисбаланса ΔSX винта в первом положении (25);
α-X; φ-X - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от продольного дополнительного дисбаланса -ΔSX винта во втором положении с диаметрально противоположным направлением (26);
αZ φZ - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от продольного дополнительного дисбаланса ΔSZ винта в первом положении (27);
α-Z; φ-Z - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от продольного дополнительного дисбаланса -ΔSZ винта во втором положении с диаметрально противоположным направлением (28).
Совокупность признаков заявляемого изобретения, отличная от прототипа, является необходимой и достаточной для обеспечения технического результата.
Технический результат - определение дисбалансов несущих винтов при различных и одинаковых расстояниях винтов по высоте от центра масс вертолета с применением математических выражений для определения дисбалансов, которые не используют в качестве параметра расстояния по высоте от несущих винтов до центра масс вертолета, реализуется при осуществлении совокупности существенных признаков заявляемого изобретения, причинно-следственная связь между которыми следует из результатов решения дифференциальных уравнений движения (29), представленных математическими выражениями (22), (23).
На Фиг.1 представлен вид сбоку на вертолет. Поперечное сечение вертолета при виде спереди показано на Фиг.2. Вид на вертолет сверху показан на Фиг.3.
На фюзеляже 1 вертолета с центром масс 2 закреплены один и другой несущие винты 3,4. Оси вращения винтов 5. На Фиг.1,2,3 показан соосный вертолет, поэтому оси одного и другого винтов совпали. У вертолета продольной схемы оси одного и другого винтов разнесены по длине фюзеляжа в продольном направлении и не совпадают. У вертолета поперечной схемы оси одного и другого винтов также не совпадают, поскольку разнесены в поперечном направлении. Для заявляемого способа определения дисбаланса несущих винтов, закрепленных на вертолете на любой высоте, их размещение на вертолете не имеет значения. Лопасть 6 с осью 7 невращающегося несущего винта расположена под углом Ψ с продольной плоскостью симметрии 8 вертолета. На фигурах показана система координат OXYZ, связанная с вертолетом с началом в центре масс 2. Ось OY параллельна оси 5. Продольная ось 9 вертолета находится в продольной плоскости симметрии 8 вертолета и совпадает с осью ОХ; поперечная ось 10 вертолета совпадает с осью OZ. Оси чувствительности вибродатчиков 11,12,13 лежат в плоскости XOY, при этом ось чувствительности вибродатчика 12 проходит через центр масс 2. Оси чувствительности вибродатчиков 14,15 лежат в плоскости ZOY. Амплитуды перемещений фюзеляжа по вибродатчикам 11 и 13 обозначены соответственно y1 и y2, а по вибродатчику 12 - y0. Амплитуды перемещений фюзеляжа 14 и 15 обозначены соответственно y3 и y4. Угловые перемещения вертолета вокруг оси OZ обозначены αt, угловые перемещения вертолета вокруг оси ОХ - φt. Расстояния от центра масс 2 до одного и другого винтов 3,4 обозначены соответственно hв и hн. Расстояния от вибродатчиков 11 и 13 до центра масс 2 обозначены соответственно а1 и a2, а расстояние между вибродатчиками 11 и 13 - а. Расстояния от вибродатчиков 14 и 15 до центра масс 2 обозначены соответственно в3 и в4, а расстояние между вибродатчиками 14 и 15 - в.
Прямая 16 проходит через ось вращения винта 5, пенпендикулярна ей и расположена в продольной плоскости симметрии 8 вертолета. Прямая 17 проходит через ось вращения винта 5 и перпендикулярна плоскости симметрии 8 вертолета. Один продольный пробный дисбаланс несущего винта ΔSX устанавливают на прямой 16 в первом положении 18 (ΔSX) и во втором положении с диаметрально противоположным направлением 19 (-ΔSX). Другой поперечный пробный дисбаланс несущего винта ΔSZ устанавливают на прямой 17 в первом положении 20 (ΔSZ) и во втором положении с диаметрально противоположным направлением 21 (-ΔSZ). При виде на вертолет спереди и сбоку прямые 16 и 17, положения пробных дисбалансов 18,19 и 20,21 показаны как на одном, так и на другом несущих винтах.
Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета реализуется следующим образом. Измеряют амплитуды колебаний y0,S; y1,S; y2,S; y3,S; y4,S фюзеляжа 1 вертолета на частоте ω ращения несущих винтов 3 и 4 при дисбалансах: продольных одного S , другого S винтов и поперечных одного S , другого S винтов по вибродатчикам 11,12,13,14 и 15 при полете вертолета в режиме висения. Затем, прервав полет вертолета, устанавливают одну из лопастей одного винта 3 в угловом положении Ψ, закрепляют продольный пробный дисбаланс ΔSX на этом несущем винте в первом положении 18 и измеряют амплитуды колебаний y0,X; у1,X; y2,X; y3,X; y4,X фюзеляжа с частотой ω на режиме висения. Прервав полет, устанавливают ту же лопать в угловое положение Ψ, закрепляют продольный пробный дисбаланс -ΔSX на этом несущем винте во втором положении 19 с диаметрально противоположным направлением и измеряют амплитуды колебаний у0,-X; y1,-X; y2,-X; y3,-X; y4,-X фюзеляжа с частотой ω на режиме висения. Прерывают полет, устанавливают ту же лопасть в угловое положение ψ, закрепляют поперечный пробный дисбаланс ΔSZ на этом несущем винте в первом положении 20 и измеряют амплитуды колебаний y0,Z; y1,Z; y2,Z; y3,Z; y4,Z фюзеляжа с частотой ω на режиме висения. Прервав полет, при угловом положении Ψ той же лопасти закрепляют поперечный пробный дисбаланс -ΔSZ на этом несущем винте во втором положении 21 с диаметрально противоположным направлением и измеряют амплитуды колебаний y0,-Z; y1,-Z; y2,-Z, y3,-Z, y4,-Z фюзеляжа с частотой ω на режиме висения.
Прервав полет вертолета, устанавливают одну из лопастей другого винта 4 в угловом положении ψ и на этом винте производят установку пробных дисбалансов и измерение вибраций в полете в той же последовательности, что и на винте 3.
Вычисление собственно дисбаланса несущих винтов: продольных S , S и поперечных S , S осуществляется с помощью математических выражений (22), (23) и (30).
Возможность осуществления технического решения следует из описания последовательности его реализации и следует из решения дифференциальных уравнений угловых перемещений вертолета вокруг осей OZ и ОХ:
где: Jα - момент инерции вертолета относительно оси OZ;
Jφ - момент инерции вертолета относительно оси ОХ.
Перемещения вертолета являются гармоническими с частотой вращения несущих винтов ω и происходят от дисбалансов винтов S ;S ;S ;S с амплитудами (24), от продольных пробных дисбалансов ΔSX и -ΔSX с амплитудами соответственно (25) и (26), от поперечных пробных дисбалансов ΔSZ и -ΔSZ с амплитудами соответственно (27) и (28). В результате решения уравнений (29) движения вертолета получаем математические выражения (22) и (23) для вычисления дисбалансов несущих винтов вертолета.
В свою очередь, амплитуды угловых колебаний вертолета связаны с амплитудами его линейных колебаний следующим образом:
где: j=s; х; -х; z; -z.
В результате реализации заявляемого технического решения осуществляется определение дисбалансов несущих винтов и последующее их устранение - балансировка несущих винтов вертолета.
Claims (1)
- Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета, заключающийся в измерении амплитуд угловых колебаний фюзеляжа вертолета φ относительно продольной оси вертолета от дисбаланса и продольного пробного дисбаланса ΔSх в двух диаметрально противоположных положениях относительно оси вращения винта по прямой, проходящей через ось вращения винта и расположенной в продольной плоскости симметрии вертолета, поперечного пробного дисбаланса ΔSz в двух диаметрально противоположных положениях относительно оси вращения винта по прямой, проходящей через ось вращения винта и перпендикулярной продольной плоскости симметрии вертолета, устанавливаемых поочередно на одном несущем винте при угловом положении ψ одной и той же лопасти невращающегося несущего винта относительно продольной плоскости симметрии вертолета, вычислении дисбаланса, отличающийся тем, что пробные дисбалансы ΔSx и ΔSz устанавливают также на другом несущем винте, измеряют дополнительно амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета α относительно поперечной оси вертолета, а дисбалансы продольного одного другого несущих винтов и поперечные одного другого несущих винтов вычисляют по математическим выражениямгде αS; φS - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от дисбалансов винтов;αX; φX - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от продольного дополнительного дисбаланса ΔSX винта в первом положении;α-X; φ-X - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от продольного дополнительного дисбаланса -ΔSX винта во втором положении с диаметрально противоположным направлением;αZ; φZ - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от поперечного дополнительного дисбаланса ΔSZ винта в первом положении;α-Z; φ-Z - амплитуды угловых колебаний фюзеляжа вертолета от поперечного дополнительного дисбаланса -ΔSZ винта во втором положении с диаметрально противоположным направлением.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131609/28A RU2247344C1 (ru) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131609/28A RU2247344C1 (ru) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2247344C1 true RU2247344C1 (ru) | 2005-02-27 |
Family
ID=35286362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003131609/28A RU2247344C1 (ru) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2247344C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2804546C1 (ru) * | 2022-08-22 | 2023-10-02 | Федеральное автономное учреждение "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" | Способ определения и устранения индивидуальных различий лопастей несущего винта винтокрылого летательного аппарата |
-
2003
- 2003-10-29 RU RU2003131609/28A patent/RU2247344C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2804546C1 (ru) * | 2022-08-22 | 2023-10-02 | Федеральное автономное учреждение "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" | Способ определения и устранения индивидуальных различий лопастей несущего винта винтокрылого летательного аппарата |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5686669A (en) | Apparatus and method for analyzing the condition and performance of turbomachines by processing signals representing rotor motion | |
CA1212771A (en) | Method of detecting deflections of parts of a rotating mass | |
CN105173111B (zh) | 一种便携式直升机振动监测维护系统 | |
CN209192274U (zh) | 无人机旋翼桨毂-旋翼桨叶静平衡测试系统 | |
US5352090A (en) | System for determining aerodynamic imbalance | |
Wheatley et al. | Full-scale wind-tunnel tests of a PCA-2 autogiro rotor | |
JP3860264B2 (ja) | 回転翼航空機の対気速度を測定する方法及び装置 | |
RU2247344C1 (ru) | Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета | |
Lessing et al. | Experimental determination of the pressure distribution on a rectangular wing oscillating in the first bending mode for Mach numbers from 0.24 to 1.30 | |
US20080034860A1 (en) | Method and a device for measuring the speed of an aircraft, in particular a rotorcraft at low speed | |
RU2628034C1 (ru) | Способ контроля динамической балансировки лопастей несущего и рулевого винтов вертолета | |
US5874673A (en) | Air speed and direction indicating system for rotary winged aircraft | |
RU2194959C1 (ru) | Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета | |
CN106596006B (zh) | 一种利用艇体轴频振速峰值现场动平衡的桨轴激励响应分离系统及方法 | |
RU2241637C1 (ru) | Способ определения положения центра масс вертолета | |
US4041775A (en) | Vibrometer | |
RU2703018C1 (ru) | Способ определения характеристик колебаний поворотной аэродинамической поверхности беспилотного летательного аппарата | |
Zhukov et al. | A noncontact system for monitoring of in-service condition of helicopter main rotor blades | |
RU2034255C1 (ru) | Способ определения положения центра масс конструкции | |
RU2034258C1 (ru) | Способ определения вибрационных сил, возникающих на валу винта вертолета в полете | |
CN109847952A (zh) | 一种基于驱动电流的双轴精密离心机回转台动平衡方法 | |
Tang et al. | Coupling technique of rotor-fuselage dynamic analysis | |
Ammoo et al. | Static and Dynamic Balancing of Helicopter Tail Rotor Blade Using Two-Plane Balancing Method | |
CN113022885A (zh) | 一种无人机机臂的检测装置及检测方法 | |
Miller | Wind-tunnel vibration tests of dual-rotating propellers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |