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直升機(jī)全方位講述

時(shí)間：2011-04-04 21:08來源：藍(lán)天飛行翻譯 作者：航空 點(diǎn)擊：次

加速度傳感器（加速度計(jì)）是常用的一種用來探測不平衡力矩的的元件。加速度計(jì)一般為壓電式，主要原理是當(dāng)晶體材料被拉伸或者擠壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流。將晶體安裝在一個(gè)固定基座及一個(gè)可移動(dòng)塊之間，可移動(dòng)塊材料一般為鎢金屬。將加速度計(jì)安裝到探測機(jī)體上，當(dāng)機(jī)體發(fā)生振動(dòng)時(shí)，加速度計(jì)作為一個(gè)整體也隨之發(fā)生移動(dòng)，可移動(dòng)鎢金屬塊就會(huì)不斷做出相對(duì)于晶體的擠壓和拉伸運(yùn)動(dòng)，由于晶體的這種運(yùn)動(dòng)，隨著每個(gè)振動(dòng)周期產(chǎn)生的電流就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變電壓。
加速度計(jì)產(chǎn)生的信號(hào)被過濾掉其它振動(dòng)所引起的部分后，只留下所設(shè)定探測振動(dòng)的信號(hào)，并且被記錄下來，其結(jié)果顯示于一個(gè)儀表上。該顯示只能表明振動(dòng)的大小，而不能顯示出振動(dòng)相對(duì)于旋翼的位置。如果想要通過加減配重來消除振動(dòng)，我們還需要清楚不平衡力矩出現(xiàn)的位置。通常會(huì)用 “時(shí)鐘角度 ”（CLOCK ANGLE）來表達(dá)不平衡力矩的位置。為了確定振動(dòng)相位一般采取與錐體檢查類似的方法，在主槳旋轉(zhuǎn)及不旋轉(zhuǎn)傾斜盤上分別安裝傳感器及磁采集器。每當(dāng)感應(yīng)片經(jīng)過磁采集器就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，以此就可以給出槳葉旋轉(zhuǎn)位置的信息。這樣就可以同時(shí)獲得振動(dòng)強(qiáng)度和振動(dòng)相位的信息。然后根據(jù)維護(hù)手冊(cè)的說明，就可以進(jìn)行平衡調(diào)整了。圖 3-26所示為垂直及橫向振動(dòng)的加速度計(jì)的安裝示意圖。應(yīng)該注意的是在將加速度計(jì)安裝于支座上之前，應(yīng)首先檢查確定支座是否被牢固固定，避免安裝后產(chǎn)生錯(cuò)誤顯示。
動(dòng)平衡調(diào)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(zhuǎn)中心，即旋翼軸中心線，從而減少振動(dòng)。配重的形式多樣，有些直升機(jī)將配重做成墊片裝在安裝螺栓上，在槳轂上形成平衡點(diǎn)，如圖 3-27。另一種方法為在槳葉安裝軸套內(nèi)形成中空腔，在腔內(nèi)可以精確添加一些鉛丸作為配重來調(diào)整槳葉平衡點(diǎn)，如圖 3-28。

圖 3-26典型的垂直和橫向加速度計(jì)的安裝

圖 3-27墊片配重圖 3-28軸套空腔加鉛丸
第 3.5節(jié)直升機(jī)機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)
許多大型現(xiàn)代直升機(jī)已經(jīng)加裝了直升機(jī)應(yīng)用及監(jiān)控系統(tǒng)（HUMS）或者綜合直升機(jī)應(yīng)用及監(jiān)控系統(tǒng)（IHUMS），將其作為一個(gè)永久部件安裝在直升機(jī)上。該系統(tǒng)是用來監(jiān)控和顯示一些影響飛行安全的參數(shù)。其中的一部分就是探測及記錄槳葉、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)體的振動(dòng)水平，某些型號(hào)的 HUMS及 IHUMS系統(tǒng)也會(huì)探測及記錄槳葉的錐體。
在一個(gè)典型系統(tǒng)中，如圖 3-29所示，有多達(dá) 12個(gè)加速度計(jì)來探測傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)；3個(gè)加速度計(jì)探測主槳；2個(gè)加速度計(jì)探測尾槳。另外有多達(dá) 8個(gè)加速度計(jì)探測機(jī)體振動(dòng)；4個(gè)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上。系統(tǒng)還包含有一個(gè)光學(xué)儀器用來監(jiān)控主槳葉錐體，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的不同，可以在全部或者部分飛行狀態(tài)下監(jiān)控錐體。
傳感器將信息傳遞到 “維護(hù)數(shù)據(jù)記憶卡 ”（CMDR），并儲(chǔ)存在卡內(nèi)。信息可以顯示在駕駛艙顯示單元（CDU）上，也可以下載到一個(gè)地面站。駕駛員可以通過 CDU了解振動(dòng)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(tái)裝有配套軟件的電腦，用來下載并分析 CMDR上的數(shù)據(jù)。并且可以向維護(hù)人員給出建議，使一些潛在的故障在發(fā)生之初即提醒維修人員處理。同時(shí)還可以對(duì)每架航空器以及被監(jiān)控系統(tǒng)的歷史進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔。圖 3-30為某種機(jī)型的 HUMS流程圖。

圖 3-29 IHUMS系統(tǒng)加速度計(jì)安裝示例
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圖 3-30典型的 HUMS方快圖

第 3.6節(jié)地面共振
地面共振是發(fā)生在地面的一種自激發(fā)的振動(dòng)，當(dāng)直升機(jī)在地面工作或滑跑時(shí)受到外界振動(dòng)后，旋翼會(huì)偏離平衡位置，這時(shí)槳葉重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，槳葉重心的離心激振力引起機(jī)身在起落架上的振動(dòng)，機(jī)身的振動(dòng)對(duì)旋翼起激化振動(dòng)的作用，形成一閉環(huán)系統(tǒng)，使得旋翼擺振運(yùn)動(dòng)越來越大。當(dāng)旋翼擺振頻率與機(jī)身在起落架上的某個(gè)固有頻率相等或接近時(shí)，系統(tǒng)的阻尼又不足以消除它們相互激勵(lì)的能量，這時(shí)地面共振將逐漸地發(fā)展變大，如果地面共振沒有被及時(shí)正確地處理，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)直升機(jī)的結(jié)構(gòu)損毀。地面共振多發(fā)生于全鉸接槳轂頭結(jié)構(gòu)的直升機(jī)上，由于主槳機(jī)構(gòu)幾何上的不平衡而造成的。

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