某型直升机复合材料桨叶振动特性分析

针对某型直升机复合材料桨叶,在对其结构进行简化的情况下,利用ABAQUS有限元软件建立了简化的桨叶六面体有限元模型。用该模型计算了额定旋转速度下的振动频率及模态,在此基础上,通过调整桨叶大梁、蒙皮、抗扭盒形件、大梁内抗扭层和后缘条的材料及几何参数,分析调整前后桨叶各阶固有振动频率的变化情况。结果表明,调整大梁和蒙皮对桨叶挥舞弯曲固有频率的改变较为有效;调整大梁、后缘条和蒙皮对桨叶摆振弯曲固有频率的改变较为有效;调整抗扭盒形件、蒙皮和大梁对桨叶扭转固有频率的改变较为有效。     

NASA进行低噪声桨叶风洞试验

直升机在飞行过程中产生强涡流噪声,这种噪声是前行桨叶在经过前桨叶所造成的涡流区时而产生的,为减少这种涡流噪声,各直升机制造公司曾经做过许多尝试,目前已找到了多种不同的降低噪声的办法,麦道直升机公司采用的方法是将旋翼桨叶后缘一小部分变成可调的活动襟翼,这些襟翼能根据桨叶的各位置产生不同的振幅和速度的挥舞运动,最终达到破坏涡流环境和降低噪声之目的。NASA在美国陆军的支持下,在其兰利试验中心的4.3米×6.7米的亚音速风洞中进行了缩小比例模型试验,襟翼大小     

美国陆军将改型UH-60直升机

美国国防部已同意西科斯基公司开始进行新的UH-60M 直升机低速生产计划,这些直升机将在陆军服役,首批生产22架,在2006财政年度前共生产40架。UH-60M 直升机引进了新的桨叶弦长更长的复合材料大梁旋翼,它将比目前的 UH-60L 桨叶增大227 kg 升力,改进后的通用电气公司 T700-GE-701D 型发动机将提供更大的功率。新的玻璃座舱中包括多功能显示装置,含飞行数据的综合化状态管理系统,座舱语音记录器,惯性导航系统和改进     

航空市场

意陆军接收首架新型A129战斗直升机意大利阿古斯塔·韦斯特兰公司近日向意大利陆军交付了第一架新型A129战斗直升机。1999年意大利陆军同阿古斯塔·韦斯特兰公司签订了一项生产15架新的A129战斗直升机的合同。该型直升机是最后一批生产型，装有一门位于炮塔内的20mm口径航炮，可挂“毒刺”空空导弹，航空电子设备进行了更新，机体以及5桨叶主旋翼均作了相应修改，任务设备重量增加。去年底，意大利陆军同阿古斯塔·韦斯特兰公司又签订了一项合同，要求将现役45架A129战斗直升机，改为上述新型A129战斗直升机。洛·马公司交付首架生产型F/…     

直升机旋翼桨叶气弹优化减振设计方法

从振源着手通过设计参数的最优选择设计直升机旋翼桨叶,使传递到机身的交变载荷最小达到降低振动水平的目的是旋翼桨叶设计思想的进步。本文在简单概述该方法的基础上,以某4桨摆振柔软的无铰复合材料桨叶为研究对象,将其大梁模拟为一单闭室复合材料盒形梁,研究了通过铺层角的优化选择,降低4次/转的桨毂交变力与力矩的情况。数值算例表明方法效果良好。      

声发射技术在直升机桨叶大梁疲劳试验裂纹检测中的应用

本文介绍了声发射技术在直升机桨叶大梁疲劳试验裂纹监测中的应用,并分析了现场试验中遇到的几种干扰及其辨别。这些干扰源包括电磁波、试件与工作台的摩擦、撞击等等。     

直升机旋翼桨叶打尾梁的成因及预防

建立简化的旋翼模型,对旋翼桨叶锥体动力学作近似分析,确定了直升机桨叶尖部与尾梁间距离的主要影响因素。通过一起旋翼桨叶打尾梁事故,分析了直升机使用过程中旋翼桨叶与尾梁危险接近的原因,并对如何预防上述危险现象的出现进行了探讨。     

信息集锦

最近,贝尔公司决定生产430型直升机。该型直升机基本上是在230型基础上研制的,其重大改进包括:换装上新的动力装置;机身加长;桨叶改为4叶型。贝尔430直升机预计于1994年11月首飞,1995年交付。     

直升机在机动状态下的桨叶弹击数值模拟

为了研究直升机旋翼桨叶在机动状态下的弹击损伤,在数模模拟中,预先考虑了桨叶在机动状态下的拉力、挥舞力矩、摆振力矩对弹击损伤的影响。针对某型机旋翼桨叶,采用全尺寸有限元模型进行了弹击数值模拟分析。首先使用自编Fortran程序和VABS软件计算了桨叶剖面特性;之后建立了弹性桨叶结构载荷分析模型,采用CAMRIDII软件计算了机动状态下的桨叶载荷;在此基础上,使用NASTRAN软件对桨叶进行瞬态分析,得到桨叶施加载荷的预应力状态;再使用DYTRAN软件,基于自适应接触法,模拟桨叶弹击损伤。研究表明：桨叶结构损伤程度与弹击速度是非线性关系;除了弹击点,大梁与上下蒙皮的过渡区域是二次损伤部位;桨叶抗弹击设计需要考虑结构件之间的刚度匹配问题,以达到最佳的抗弹击吸能效果与最小损伤面积。     

OH-58D直升机升级

成立AVX飞机公司是计划对贝尔公司OH-58D“基奥瓦勇士”直升机进行升级。升级采用共轴旋翼和涵道风扇以满足美国陆军武装航空侦察(AAS)的需要。公司成立于2005年,员工主要为贝尔直升机公司的前雇员,公司位于沃思堡。公司期望说服陆军出资制造一架概念验证机。AVX计划去除OH-58D的四桨叶旋翼及尾桨,换装三桨叶的共轴式旋翼、一套新的传动系统以及一个更短的安装有两个涵道风扇的尾梁。与单旋翼相比,相同的桨盘加载,共轴旋翼所需功率减少5%;无需尾桨反扭矩,至少可降低10%的功耗。公司总裁兼总工程师特洛伊.盖菲介绍改进计划:“这意味着与单旋翼相比节约15%~20%的功率。”这将在不更换发动机的情况下有效提高OH-58D直升机的高温—高原飞行性能。通过主传动系统机械传动,可变距函道风扇能够在悬停时控制方向并在直线飞行时提供强大推力。OH-58D改进后将实现的性能包括:负载5500磅无地效悬停(最大燃油量以及全武器配置,华氏95度/6000英尺高温高原环境);巡航速度120节(改进前为95节);航程240海里;续航时间3.1小时。盖菲称AVX的OH-58D改进型满足陆军AAS提出的要求,公司于3月18日对此递交了回复。...     

复合材料桨叶设计与制造新技术——赴俄罗斯技术考察简介

1993年10月,笔者随团赴俄罗斯进行技术考察,先后参观了俄罗斯工艺研究院(俄文缩写НИАТ)、米里直升机试制厂和卡莫夫直升机试制厂的复合材料车间,看到了复合材料桨叶制造成形的一些新方法和设备,现将有关情况介绍如下:     

颗粒阻尼对直升机旋翼桨叶减振效果的试验

 为探索直升机减振技术的新方法,研究颗粒阻尼技术在直升机旋翼桨叶减振中的应用,设计了直升机旋翼桨叶模型及其相应的颗粒阻尼器形式,利用试验方法研究了颗粒阻尼对非旋转及旋转桨叶模型的阻尼减振效果。试验结果表明：颗粒阻尼可以有效提高非旋转桨叶模型的前3阶阻尼水平,尤其可使桨叶第3阶模态阻尼比提高一个数量级甚至更多;在较低的转速范围内,颗粒阻尼还可以克服离心力作用,使旋转桨叶模型的挥舞和摆振加速度响应水平均得到有效削减,充分表明了颗粒阻尼作为一种振动控制手段应用于直升机旋翼桨叶的可行性。     

某直升机旋翼采用4片桨叶与5片桨叶的动力学对比分析

旋翼设计包括桨毂构型、旋翼桨叶片数、旋翼直径、旋翼实度、翼型剖面等一系列影响直升机性能的因素。而旋翼桨叶片数的选择,对轻型和中型直升机来讲,4片桨叶旋翼和5片桨叶旋翼具有典型意义。某直升机是5吨级的直升机,在某直升机先期方案中,旋翼设计为4片桨叶,在某直升机旋翼的对法合作中,法方提出将4片桨叶改为5片桨叶。为此,在签订某直升机旋翼对法合作的合同之前,我们对某直升机采用4片桨叶与5片桨叶的动力学性能进行了比较和分析,并得出明确的结论。     

军事动态

西科斯基公司在今年6月宣布将制造并测试一架直升机验证机,称为X2,它是一种共轴反转旋翼直升机,在机尾还有一副推进式螺旋桨。X2既具备直升机的垂直起降性能,又能以460千米/小时的速度飞行。目前直升机通常的速度大约在280～315千米/小时。如果要提高飞行速度,就要破坏直升机的悬停品质,而X2兼顾了这两方面的性能。X2采用的一些技术来自西科斯基公司的XH-59A“先进桨叶概念”验     

复合材料尾桨自动化制造技术研究

无轴承复合材料尾桨作为直升机最重要的关键部件之一,其制造质量直接影响使用寿命,传统手工为主的制造技术已远远不能满足当前要求。研究了复合材料尾桨叶现有的自动化制造技术,在尾桨叶柔性梁成型过程中,使用自加温自加压成型系统,根据树脂黏性变化自主判断加压时机,实现了尾桨叶柔性梁的无故障制造。另外,通过采用胶接自加温工艺和自动化镗孔工艺,保证了尾桨叶制造的稳定性,大大提高了产品的合格率。同时结合当前现状,简述了尾桨叶制造技术的发展方向。     

直8机旋翼大梁疲劳试验方法研究以及与进口大梁对比试验分析

由我国自行设计、制造的直8桨叶部件经过几年不懈努力,已研制生产成功。它采用LD2高强度铝合金材料挤压成型,为空心薄壁管梁结构。为确定国产桨叶性能和疲劳特性,为国产桨叶疲劳寿命提供依据,保障部队正常使用,我们在相同条件下进行了进口大梁与国产大梁样件的疲劳对比试验,最后与法国宇航提供的原准机数据进行对比分析。本文着重阐述了其疲劳试验方法的研究。该试验采用了共振复合加载技术,采用了调频调幅技术,采用了计算机跟踪采集和数据分析软件技术,取得了较好效果。     

直升机旋翼桨叶除冰结构设计

直升机旋翼桨叶除冰技术对保证直升机飞行安全是十分重要的。由于种种原因,我国目前研制的直升机都没有装备旋翼桨叶除冰装置,相关的技术研究也刚刚起步。本文介绍了直升机旋翼桨叶除冰结构设计方法,并在某型直升机旋翼桨叶参考方案的基础上进行了除冰装置的结构优化设计,确定了一个满足除冰要求和旋翼桨叶的静、动特性及强度要求的结构设计方案。     

AH—64更换轴承

在1999年1月AH—64出现事故以后,美国陆军在更换AH—64悬挂轴承时优先考虑部署在海外的AH—64“阿帕奇”直升机。美国陆军743架AH—64中有400架可能需要采用新的纵向悬挂轴承装置。初步看来,在制造过程中采用的热处理工艺引起“氢脆”而造成腐蚀断裂和轴承装置故障。     

A129国际型投放市场

阿古斯塔公司计划于1997年年初将新的国际型A129直升机投放市场。这种新型直升机比现有A129“曼古斯塔”型有所改进,采用了功率为1335轴马力的LHTEC T800发动机和5桨叶的旋翼系统,还在生产工艺方面和节省费用方面都有所进步。阿古斯塔公司宣称,这种新型直升机是同级别机型中最省钱的多用途武装直升机。预计该机售价     

用于直升机振动控制的主动调谐式吸振器研究

振动问题是直升机设计中的难题,会导致机体结构疲劳、舒适性降低和高噪声等问题。通常的单桨叶控制方案由于受压电驱动器机电性能的限制而难以实现。智能弹簧是一种采用单桨叶控制原理的主动调谐式吸振器,它通过压电驱动器自适应控制桨叶根部的结构阻抗,达到振动控制目的。建立了智能弹簧的简化模型,对其谐波响应控制特性进行研究;采用频率分析和数字信号合成技术产生参考信号,在DSP平台上设计自适应陷波算法对智能弹簧驱动器组件进行控制;模拟和风洞实验结果均表明智能弹簧能够在较宽频率范围内对桨叶的谐波响应进行有效控制,验证了通过主动阻抗控制实现直升机桨叶振动控制的可行性。