某型直升機(jī)尾槳振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)

摘 要 某型直升機(jī)在試飛期間，一架直升機(jī)在飛行中由于振動(dòng)過大造成尾槳被撕裂，導(dǎo)致迫降，險(xiǎn)些造成重大飛行事故。文章介紹了此型直升機(jī)尾槳振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)處理方法，通過實(shí)際應(yīng)用，保證了在飛行過程中直升機(jī)尾槳的安全。

【關(guān)鍵詞】直升機(jī) 尾槳振動(dòng) 實(shí)時(shí)監(jiān)控 實(shí)時(shí)處理

某型直升機(jī)在試飛期間，一架直升機(jī)在飛行中由于振動(dòng)過大造成尾槳被撕裂，導(dǎo)致迫降，險(xiǎn)些造成重大飛行事故，對(duì)直升機(jī)尾槳振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控在國(guó)內(nèi)試飛行業(yè)中還是首例。因?yàn)檎駝?dòng)環(huán)境專業(yè)要求的采樣率很高，而目前由于我們擁有的遙測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸帶寬的限制，無法對(duì)如此高采樣率的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控，這也是振動(dòng)環(huán)境試飛一直沒有進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的主要原因。在本文中我們關(guān)心的尾槳一次轉(zhuǎn)頻率屬于低頻，目前的遙測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸帶寬能夠滿足本次實(shí)時(shí)監(jiān)控的頻率要求。

1 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該型機(jī)為單旋翼帶尾槳式直升機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)主要由動(dòng)力傳動(dòng)軸、主減速器、尾傳動(dòng)軸、中間減速器、尾減速器和尾槳組成，其中尾傳動(dòng)軸包括尾傳水平軸和尾傳斜軸。發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過動(dòng)力傳動(dòng)軸傳遞給主減速器，主減速器傳送到尾傳水平軸，經(jīng)過中間減速器到尾傳斜軸，再經(jīng)尾減速器傳送給尾槳，傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖見圖1。

2 測(cè)試方案

在直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的尾減速器處安裝了2個(gè)振動(dòng)加速度傳感器和1個(gè)紅外光電傳感器，振動(dòng)加速度傳感器測(cè)量尾槳部位的響應(yīng)，紅外光電傳感器測(cè)量尾槳每次旋轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的處理。

根據(jù)需要，最終決定機(jī)載測(cè)試采用如下方案。將振動(dòng)傳感器感受到的信號(hào)經(jīng)過放大器調(diào)節(jié)后分成兩路：一路振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過抗混濾波器后和紅外光電傳感器的脈沖信號(hào)時(shí)間同步記錄進(jìn)入PCM流，通過遙測(cè)設(shè)備傳回地面，用于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)控；另一路進(jìn)入機(jī)載數(shù)據(jù)記錄器，用于飛行后的數(shù)據(jù)事后處理與分析。

3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理方法

實(shí)時(shí)飛行數(shù)據(jù)通過遙測(cè)設(shè)備傳回到地面，經(jīng)過地面實(shí)時(shí)處理，最終得到尾槳一次轉(zhuǎn)頻率下對(duì)應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)曲線，通過監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)顯示用于實(shí)時(shí)監(jiān)控。

飛行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理首先根據(jù)脈沖信號(hào)對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行截取，然后進(jìn)行多段時(shí)域平均，接著對(duì)平均后的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分析，最后得出尾槳一次轉(zhuǎn)下的振動(dòng)響應(yīng)，具體方法如下：

4 數(shù)據(jù)處理結(jié)果對(duì)比

經(jīng)過計(jì)算，兩種飛行狀態(tài)下的實(shí)時(shí)和事后振動(dòng)幅值的差異均在6%以內(nèi)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和事后數(shù)據(jù)的不同來源路徑、數(shù)據(jù)處理方法上的區(qū)別，是造成兩種數(shù)據(jù)處理結(jié)果存在差異的原因，如圖2、3所示。

5 結(jié)束語

通過對(duì)此型直升機(jī)尾槳振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理結(jié)果對(duì)比分析表明，用本文介紹的方法對(duì)直升機(jī)尾槳振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控是可行的。通過這種方法對(duì)直升機(jī)尾槳一次轉(zhuǎn)頻率下的振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠保證直升機(jī)尾槳在飛行過程中的安全。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

周長(zhǎng)悅（1982-），女。學(xué)士學(xué)位。工程師。主要研究方向?yàn)轱w行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)與聲學(xué)。

秦浩（1983-），男。碩士學(xué)位。工程師。主要研究方向?yàn)轱w行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、航空聲學(xué)。

作者單位

中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院飛機(jī)所 陜西省西安市 710089