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直升機全方位講述

時間:2011-04-04 21:08來源:藍天飛行翻譯 作者:航空 點擊:


加速度傳感器(加速度計)是常用的一種用來探測不平衡力矩的的元件。加速度計一般為壓電式,主要原理是當晶體材料被拉伸或者擠壓時,會產生一個電流。將晶體安裝在一個固定基座及一個可移動塊之間,可移動塊材料一般為鎢金屬。將加速度計安裝到探測機體上,當機體發生振動時,加速度計作為一個整體也隨之發生移動,可移動鎢金屬塊就會不斷做出相對于晶體的擠壓和拉伸運動,由于晶體的這種運動,隨著每個振動周期產生的電流就會產生一個交變電壓。
加速度計產生的信號被過濾掉其它振動所引起的部分后,只留下所設定探測振動的信號,并且被記錄下來,其結果顯示于一個儀表上。該顯示只能表明振動的大小,而不能顯示出振動相對于旋翼的位置。如果想要通過加減配重來消除振動,我們還需要清楚不平衡力矩出現的位置。通常會用 “時鐘角度 ”(CLOCK ANGLE)來表達不平衡力矩的位置。為了確定振動相位一般采取與錐體檢查類似的方法,在主槳旋轉及不旋轉傾斜盤上分別安裝傳感器及磁采集器。每當感應片經過磁采集器就產生一個脈沖信號,以此就可以給出槳葉旋轉位置的信息。這樣就可以同時獲得振動強度和振動相位的信息。然后根據維護手冊的說明,就可以進行平衡調整了。圖 3-26所示為垂直及橫向振動的加速度計的安裝示意圖。應該注意的是在將加速度計安裝于支座上之前,應首先檢查確定支座是否被牢固固定,避免安裝后產生錯誤顯示。
動平衡調整主要是指在主槳轂或者槳葉上增加或者減少配重,使不平衡力矩盡量靠近旋轉中心,即旋翼軸中心線,從而減少振動。配重的形式多樣,有些直升機將配重做成墊片裝在安裝螺栓上,在槳轂上形成平衡點,如圖 3-27。另一種方法為在槳葉安裝軸套內形成中空腔,在腔內可以精確添加一些鉛丸作為配重來調整槳葉平衡點,如圖 3-28。

圖 3-26典型的垂直和橫向加速度計的安裝

圖 3-27墊片配重圖 3-28軸套空腔加鉛丸
第 3.5節直升機機載監控系統
許多大型現代直升機已經加裝了直升機應用及監控系統(HUMS)或者綜合直升機應用及監控系統(IHUMS),將其作為一個永久部件安裝在直升機上。該系統是用來監控和顯示一些影響飛行安全的參數。其中的一部分就是探測及記錄槳葉、傳動機構和機體的振動水平,某些型號的 HUMS及 IHUMS系統也會探測及記錄槳葉的錐體。
在一個典型系統中,如圖 3-29所示,有多達 12個加速度計來探測傳動機構振動;3個加速度計探測主槳;2個加速度計探測尾槳。另外有多達 8個加速度計探測機體振動;4個安裝在發動機上。系統還包含有一個光學儀器用來監控主槳葉錐體,根據系統設置的不同,可以在全部或者部分飛行狀態下監控錐體。
傳感器將信息傳遞到 “維護數據記憶卡 ”(CMDR),并儲存在卡內。信息可以顯示在駕駛艙顯示單元(CDU)上,也可以下載到一個地面站。駕駛員可以通過 CDU了解振動水平及錐體狀況。一但超出限制,顯示器給出警告提示。
地面站是一臺裝有配套軟件的電腦,用來下載并分析 CMDR上的數據。并且可以向維護人員給出建議,使一些潛在的故障在發生之初即提醒維修人員處理。同時還可以對每架航空器以及被監控系統的歷史進行數據歸檔。圖 3-30為某種機型的 HUMS流程圖。

圖 3-29 IHUMS系統加速度計安裝示例
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圖 3-30典型的 HUMS方快圖


第 3.6節地面共振
地面共振是發生在地面的一種自激發的振動,當直升機在地面工作或滑跑時受到外界振動后,旋翼會偏離平衡位置,這時槳葉重心偏離旋轉中心,槳葉重心的離心激振力引起機身在起落架上的振動,機身的振動對旋翼起激化振動的作用,形成一閉環系統,使得旋翼擺振運動越來越大。當旋翼擺振頻率與機身在起落架上的某個固有頻率相等或接近時,系統的阻尼又不足以消除它們相互激勵的能量,這時地面共振將逐漸地發展變大,如果地面共振沒有被及時正確地處理,將會導致整個直升機的結構損毀。地面共振多發生于全鉸接槳轂頭結構的直升機上,由于主槳機構幾何上的不平衡而造成的。

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