直升机旋翼轨迹及平衡的数字模拟化理论[外文翻译].rar

附件C：译文


直升机旋翼轨迹及平衡的数字模拟化理论

A. Rosen and R. Ben-Ari
以色列工程技术学院，航空航天工程系，海法，以色列

直升机旋翼桨叶的非均匀性导致发生低频振动。振动导致增加机组人员的疲劳，乘客的不便以及系统的维护和可靠性问题。非均匀性包括几何学、质量、结构和空气动力等方面。典型的桨叶采用特殊设计，有意识利用这种非均匀性，从而消除桨叶非人工非均匀性的影响。这种非均匀性也导致桨叶出现脱锥现象。多数情况下，这些修改目的在于减少桨叶脱锥现象，基于这些假设，也意在减少从旋翼传递到桨毂的振动。令人遗憾的，运行轨迹未必能使振动减少到理想值。本学术论文介绍旋翼的轨迹及平衡全面的数学定义，以及两者之间的关系。这个数学模型为深入研究旋翼的最佳调整创造了条件。

1、绪论
当今直升机最值得重视的一个问题是振动。振动导致下列问题：(a)机组人员疲劳增加；(b)机械部件疲劳增加导致影响飞行器有效性的维护问题；(c)在航空电子设备或精密系统中较高的失灵概率；(d)多数情况下，高频率的振动限定操作范围；(e)增加乘客在民用中的不便。
通常可以把直升机振动分成三类：(a)高频振动，即振动频率(f)远高于旋翼的转动频率 ( ),( 20 )——这类振动主要起因于引擎或者变速箱；(b)中频振动(20 > 5 )——这类振动主要起因于尾翼和副翼；(c)低频振动 (5 > )——主要起因于旋翼，这类振动对人体耐受度和机械零部件的疲劳度有严格要求。
近期的研究主要致力于低频振动。当低频振动被确定起因于旋翼时，可以分为不同的两类：(a)在飞行中，旋翼固有的非对称性导致存在固有振动，即便所有的桨叶呈现吻合状态。(b)振动归结于桨叶的非均匀性——这种非均匀性可能是生产过程中的偏差的结果，或者是出现和积累于直升机运转期间(因此要求经常维护和检查)。
就第一类振动而言，旋翼起机械滤波器作用，机身上有唯一的特殊的离散的振动频率规律。这个频率等于(mb )，其中b是桨叶数量，m是正整数(1, 2,...)。综上所述，在飞行中旋翼总是存在这类固有的振动。然而，可以利用各种技术降低振动强度[1]。
对于第二类振动，由于桨叶的非均匀性，极少能吸引学术上的兴趣，虽然地面工作人员从事基础理论[2]。这类振动不同于第一类振动，它包括所有旋翼谐函数(m )。就作为参考的最实际的实例说来[3,4]，振动频率( )对人体耐受度有严格的要求。