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第3.1 節(jié)振動(dòng)
3.1.1 直升機(jī)振動(dòng)
一簡(jiǎn)介
直升機(jī)由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件很多，不可避免地存在振動(dòng)。振動(dòng)將影響直升機(jī)的舒適程
度，過(guò)大的振動(dòng)將造成直升機(jī)旋轉(zhuǎn)部件及結(jié)構(gòu)的磨損及失效。飛行員和機(jī)務(wù)維修人
員都必須掌握直升機(jī)振動(dòng)的類型和引起振動(dòng)的原因。
槳葉錐體與平衡以及振動(dòng)分析技術(shù)的目標(biāo)就是將振動(dòng)控制在最小范圍內(nèi)，從而
保證部件及機(jī)體結(jié)構(gòu)的持續(xù)有效性。
了解直升機(jī)振動(dòng)應(yīng)該從振動(dòng)的頻率、振動(dòng)的幅度、振動(dòng)出現(xiàn)的方式和對(duì)直升機(jī)
的影響等方面入手。
駕駛員飛行后的報(bào)告對(duì)分析振動(dòng)產(chǎn)生的原因?qū)⒎浅Ｖ匾麘?yīng)該不僅能指出振
動(dòng)的頻率、幅度，同時(shí)也能指出振動(dòng)出現(xiàn)的方式，即出現(xiàn)在操縱系統(tǒng)上還是在機(jī)身
結(jié)構(gòu)上等；他還可以指出振動(dòng)發(fā)生的階段，如是發(fā)生在懸停時(shí)還是在飛行過(guò)程中等，
以及產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)直升機(jī)的速度等等；還應(yīng)該明確振動(dòng)產(chǎn)生后對(duì)直升機(jī)飛行有無(wú)影響，
如有無(wú)造成直升機(jī)橫向或上下的擺動(dòng)等。
有一種振動(dòng)不常見(jiàn)，但卻危險(xiǎn)性很大，俗話稱尾槳蜂鳴振動(dòng)，這種振動(dòng)一般是
在下列條件的綜合影響下才會(huì)發(fā)生：
1） 旋翼轉(zhuǎn)速太高
2） 飛行速度太小
3） 大氣溫度太低
4） 尾槳槳葉角太大
5） 氣流方向是右前方，而且氣流很不穩(wěn)定
這些條件一般在海上平臺(tái)飛行降落過(guò)程中同時(shí)出現(xiàn)，振動(dòng)產(chǎn)生時(shí)會(huì)在腳蹬上感
覺(jué)到大幅度的抖動(dòng)。駕駛員這時(shí)應(yīng)減小尾槳葉的槳距來(lái)克服這種振動(dòng)，否則振動(dòng)會(huì)
越來(lái)越嚴(yán)重并造成尾槳葉故障。尾槳葉不平衡或者尾槳軸承故障會(huì)使這種振動(dòng)迅速
加劇。
低頻振動(dòng)可能的來(lái)源非常廣泛，全鉸式主槳由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件多，產(chǎn)生振動(dòng)的可能
性尤其復(fù)雜，表現(xiàn)形式主要是“每圈一振”（one per revolution）,例如水平阻尼
器故障將會(huì)引起主槳不平衡從而使直升機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)從一側(cè)開(kāi)始傳到另一側(cè)；
如果這種振動(dòng)主要從周期變距桿上感覺(jué)到，則說(shuō)明變距軸承已故障；如果振動(dòng)發(fā)生
在機(jī)身上，則振動(dòng)一般是垂直或揮舞關(guān)節(jié)、阻尼器、主槳轂固定螺帽松動(dòng)、主減固
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定螺栓松動(dòng)或主減內(nèi)部軸承故障等。
半剛性主槳系統(tǒng)的振動(dòng)由于設(shè)計(jì)思想不同而與全鉸式主槳系統(tǒng)略有不同，但同
樣存在振動(dòng)，不解決振動(dòng)同樣對(duì)直升機(jī)的飛行有影響。半剛性主槳轂屬于靜態(tài)穩(wěn)定，
槳葉在安裝使用前先要平衡，然后整個(gè)系統(tǒng)必須在進(jìn)行動(dòng)態(tài)振動(dòng)測(cè)試后方可使用。
二振動(dòng)
在學(xué)習(xí)如何分析錐體及平衡之前，首先來(lái)介紹什么是振動(dòng)及產(chǎn)生振動(dòng)的原因。
振動(dòng)為一種快速的振蕩運(yùn)動(dòng)，可能是由于旋轉(zhuǎn)部件因?yàn)槭テ胶猓蛘呤怯扇?br />
空氣動(dòng)力這樣的外力作用下產(chǎn)生。這樣的振蕩運(yùn)動(dòng)可以表述為：位移或振幅（大小）、
頻率（快、慢，例如：振動(dòng)次數(shù)/分鐘）
振動(dòng)頻率是指在單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)發(fā)生的次數(shù)，其單位為赫茲（HZ），一赫茲等于
一個(gè)循環(huán)/秒，振動(dòng)周期為振動(dòng)頻率的倒數(shù)，如圖3-1 所示。
圖3-1 振動(dòng)曲線圖
另一種振動(dòng)的表述方法常用來(lái)描述旋翼系統(tǒng)中的振動(dòng)水平，這是由振動(dòng)頻率與
旋翼旋轉(zhuǎn)速率相比較。例如：在旋翼旋轉(zhuǎn)一周發(fā)生振動(dòng)六個(gè)循環(huán)，也就是6R 振動(dòng)或
者比率為6：1。
由于直升機(jī)設(shè)計(jì)及工作特性，直升機(jī)承受的振動(dòng)可能來(lái)自槳葉、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)
動(dòng)機(jī)，這些振動(dòng)可以對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力甚至損壞，縮短部件的使用壽命，并給飛
行員及乘客造成不舒適的乘坐感覺(jué)。在飛行中振動(dòng)的起源主要來(lái)自于主槳及尾槳。
這樣就產(chǎn)生一種內(nèi)在固有的振動(dòng)。舉例說(shuō)明，每片槳葉產(chǎn)生一個(gè)固有的1：1 的振動(dòng)，
如果直升機(jī)有兩片槳葉，就會(huì)產(chǎn)生固有頻率為2：1 或者2R 的振動(dòng)，三片槳葉就會(huì)
產(chǎn)生3：1 或者3R 的振動(dòng)，以此類推。旋翼系統(tǒng)中1：1 或者1R 振動(dòng)叫做“ONE PER”，
就即“每圈一振”，即每轉(zhuǎn)一周振動(dòng)一次，這是由于一片槳葉產(chǎn)生大于其他槳葉升力
造成同軸度不好而引起的振動(dòng)。
三引起振動(dòng)的原因
轉(zhuǎn)動(dòng)部件的振動(dòng)頻率一般與部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度有關(guān)，而直升機(jī)上部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度
各不相同，因此振動(dòng)頻率是識(shí)別振動(dòng)來(lái)源的一個(gè)主要指標(biāo)。振動(dòng)按頻率一般分三類：
低頻振動(dòng)----主要來(lái)自于主槳系統(tǒng)
中頻振動(dòng)----主要來(lái)自于尾槳系統(tǒng)
高頻振動(dòng)----主要來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)和高速傳動(dòng)軸
周期
振幅
一個(gè)循環(huán)
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必須注意，不是所有的直升機(jī)都遵循此模式，對(duì)振動(dòng)如有疑問(wèn)應(yīng)以維護(hù)手冊(cè)為
準(zhǔn)。例如，貝爾飛機(jī)的高頻振動(dòng)來(lái)自于尾槳而中頻振動(dòng)則可能來(lái)自于滑撬的松動(dòng)等。
根據(jù)振動(dòng)的幅度或者說(shuō)振動(dòng)的嚴(yán)重程度，如果再輔助以轉(zhuǎn)動(dòng)速度、飛行速度等
其他因素，可以讓我們準(zhǔn)確地找到振動(dòng)的原因。
1 低頻振動(dòng)
對(duì)各種主槳系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)的振動(dòng)原因是槳葉錐體偏差。所謂錐體是指直升
機(jī)所有槳葉葉尖轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡都在一個(gè)平面內(nèi)，因此首先應(yīng)該在地面進(jìn)行槳葉錐體的檢
查，符合要求后再進(jìn)行懸停狀態(tài)的檢查。一般振動(dòng)可以分為兩種形式：
·垂直振動(dòng)：是由于槳葉產(chǎn)生的升力不相等，即主槳錐體超標(biāo)而引起，與飛行
速度有直接關(guān)系，飛行速度越大，振動(dòng)越大。如果振動(dòng)發(fā)生在低速狀態(tài)下可以通過(guò)
調(diào)節(jié)變距拉桿長(zhǎng)度來(lái)減小振動(dòng)；如果振動(dòng)發(fā)生在高速度狀態(tài)下，則須調(diào)節(jié)槳葉調(diào)整
片角度來(lái)減小振動(dòng)值。
·橫向振動(dòng)：因主槳系統(tǒng)平衡超標(biāo)而引起，與主槳轉(zhuǎn)速有直接關(guān)系。如果振動(dòng)
隨著旋翼轉(zhuǎn)速的增大而增加，一般是展向平衡超標(biāo)，應(yīng)該在輕的一端加配重。如果
振動(dòng)隨著轉(zhuǎn)速減小而增大，一般是弦向平衡超標(biāo)引起槳葉后掠過(guò)大。但注意不能通
過(guò)調(diào)整槳葉后掠角的方法來(lái)修正振動(dòng)，這樣會(huì)引起低頭力矩。
兩種振動(dòng)形式都與發(fā)動(dòng)機(jī)功率有直接關(guān)系，輸出功率增大振動(dòng)增大，尤其是垂
直振動(dòng)更明顯。
低頻振動(dòng)主要由主槳引起，主槳的轉(zhuǎn)速一般為每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)左右。以下列出一
些常見(jiàn)的振動(dòng)起因：
圖3-2 直升機(jī)的振動(dòng)形式
橫向振動(dòng)
· 頻率匹配器（俗稱--減擺器）設(shè)定及相位不正確
· 槳葉不平衡
· 垂直關(guān)節(jié)軸承粘結(jié)或者卡滯
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直升機(jī)全方位講述1(31)
