本文研究變轉速直升機的扭振機理及其與發(fā)動機燃調控制系統(tǒng)耦合的穩(wěn)定分析。該變轉速直升機的結構采用單旋翼且?guī)в袃蓚�發(fā)動機。變轉速直升機的旋翼和尾槳之所以能夠工作,是通過兩個發(fā)動機連接減速器和傳動系統(tǒng)間接驅動的,這些機械聯(lián)系的部分構成了一個旋翼/動力/傳動扭振系統(tǒng)。當激振力的頻率接近或甚至與扭轉振動系統(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,導致結構過早疲勞損壞,有時它也會在直升機上引起強烈的震動。同時,扭振系統(tǒng)與發(fā)動機燃調控制系統(tǒng)相耦合這樣一個動力學系統(tǒng)在直升機上會引起耦合動穩(wěn)定性問題。本文首先介紹了變轉速直升機旋翼/動力/傳動扭振系統(tǒng)動力學模型,建立了不考慮阻尼時,旋翼/動力/傳動扭振系統(tǒng)動力學模型,得到其相關質量和剛度矩陣以及考慮阻尼時,扭振系統(tǒng)與發(fā)動機燃調控制系統(tǒng)耦合動力學模型。接著,介紹了相關的參數(shù)的數(shù)值計算與當量化處理,并進行扭振系統(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)動機燃調控制系統(tǒng)耦合后系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后,利用伯德圖,分析了旋翼轉速對耦合系統(tǒng)... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

扭振系統(tǒng)各布置圖

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

圖 3.4 前九階固有頻率計算結果過計算得出變轉速直升機旋翼/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（由于建立動力學模型，未計入旋翼減擺器和發(fā)動機的阻尼，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變形最大。階模態(tài)的頻率為 ，振型的特點雙發(fā)動機互相耦合所引起的發(fā)動機至 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 點之間的扭轉變形最大。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于無級變速的直升機變旋翼轉速控制模擬方法研究[J]. 姚文榮,寧景濤,張海波.  推進技術. 2017(02)
[2]基于直升機綜合扭振模型的發(fā)動機扭振抑制方法[J]. 繆麗禎,張海波,孫豐勇,居新星.  推進技術. 2017(01)
[3]直升機發(fā)動機控制系統(tǒng)與旋翼/動力傳動扭振系統(tǒng)耦合穩(wěn)定性分析[J]. 王輝,陳華,劉志文.  直升機技術. 2002(04)
[4]采用分枝模態(tài)綜合/慣性耦合法對某直升機動力傳動系統(tǒng)進行扭振動力學研究[J]. 徐敏.  直升機技術. 1996(01)

博士論文
[1]渦軸發(fā)動機/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 2008

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



本文編號：3418653