释义(现象解释 发生原因)

简介(结论 处置措施)

释义

现象解释

直升机地面共振就是直升机在地面工作状态时发生的旋翼——机体耦合自激振动，在直升机研制设计中必须设法避免它。地面运转的直升机收到外界初始扰动（如粗暴着陆、滑跑颠簸、操作过猛等）后，组成旋翼振动系统的各片桨叶绕垂直较不均匀地摆动起来，从而产生回转的不平衡离心力，它激起支持在后起落架上的机体结构系统振动；作为机体上一点的旋翼桨毂中心，在随着机体一起振动时，又以基础震动的方式，反过来对旋翼在旋转平面内激振，加强或削弱各桨叶原有的绕垂直铰的摆振运动。如果旋翼系统产生的离心激振力的频率和机体在起落架上振动的某个固有频率相同或接近，而对应该固有频率的固有振型又能使桨毂中心在旋转平面内发生振动；同时桨叶减摆器的阻尼和起落架缓冲支柱的阻尼在振动一周中消耗的功比上述激振力对系统做的功小，则桨叶的摆振运动和机体后起落架上的振动就会互相加剧，恶性循环数秒钟内就可使振幅增大到毁坏直升机的程度。因此，在直升机设计中，必须合理选择起落架和桨叶减摆器的参数，使用维护时保持各参数的正常值，以避免发生地面共振现象。

发生原因

当直升机在地面工作时(或滑跑时)受到外界振动后， 旋翼桨叶运动偏离平稳位置，如旋翼以后退型摆振运动，这时桨叶重心偏离旋转中心，旋翼重心的离心激振力，激起机身在起落架上的振动；机身振动反馈于旋翼的摆振运动，对旋翼起支持激振的作用，形成一闭环系统，使得旋翼摆振运动越来越大，当旋翼后退型频率与机身在起落架上的某一模型的频率相等或接近时，系统的阻尼又不足以消耗它们相 互激励的能量，这时整个系统的振动就会是不稳定的，振动幅度将越来越大，直到直升机毁 坏才告终，即出现了地面共振。为什么摆振后退型能引起地面共振，摆振前进型就不能引起 地面共振呢?其主要原因是摆振后退型与机身振动形态耦合频率相等或接近时，振动相位关系是相互传输的，而摆振前进型这时的相位关系是耗能的。如果桨叶减振器和起落架缓冲支柱的阻尼足够大，或者旋翼系统产生的离心激振力的频 率和全机在起落架上的摆动频率相差足够大，那么上述两个振动系统因外界干扰而激起的振 动就会彼此消弱直至消失，即不会发生地面共振

简介

直升机在地面运行时因桨叶摆振与机体振动之间的耦合而产生的自激振动。虽然称为地面共振，实际上这种振动并非是起因于外加交变力的强迫振动，而是自激振动。扩大振动的能量来自驱动旋翼的发动机。这种振动一旦发生，振幅在几秒钟内便可达到十分剧烈的程度，常常造成桨叶折断、轮胎破裂、机身翻倒，甚至人身伤亡等严重事故。直升机地面共振曾一度成为阻碍直升机发展的技术难关。铰接式直升机在地面运行时（包括地面试车、滑行、起飞、着陆等），由于初始扰动的作用，各片桨叶产生绕垂直铰相位不同的前后摆振（图中ζ1、ζ2、ζ3 为三片桨叶分别绕摆动轴线a、b、C 的摆振角，它们达到最大幅值的时刻彼此不同），使得旋翼总重心O1偏离旋转中心O，产生不平衡的离心力,激起机体在起落架上的振动。机体是桨叶的支座，因而机体振动又会以支座运动激振的方式反过来激起各片桨叶绕垂直铰的附加摆振。当旋翼达到某一转速，在一定条件下这两种通过惯性力耦合的振动会彼此激励，振幅不断增大，使直升机处于动不稳定状态，这就是直升机所特有的地面共振。直升机地面共振在桨叶一定转速范围内发生，这个范围称为直升机地面共振转速不稳定区。避免地面共振的主要途径是适当选择起落架的刚度、阻尼，并在各桨叶上配置适量阻尼的减摆器。

结论

1．地面共振只可能在摆振柔软旋翼的摆振后退型固有频率与机体固有频率重合或接近重合时发生，而摆振刚硬旋翼的摆振后退型固有频率及任何旋翼的摆振型固有频率，即使与 机体频率重合也不可能发生不稳定运动；

2．不稳定是旋翼后退型摆振与机体正向回转运动之间的激励，而能量来源于旋翼的旋转动能；

3．桨叶摆振固有频率越低、桨叶总质量与直升机质量之比越大，则地面共振不稳定性也就越大；

4．只有同时存在摆振阻尼及机体(起落架)阻尼才能消除地面共振不稳定区严重的后果。

处置措施

直升机在地面开车时如判明直升机进入“地面共振”后，必须采取果断措施进行处置， 办法如下：

(1)减小油门环，同时把桨距放到底。

(2)蹬舵，防止直升机猛烈转动。

(3)如果实施前述两项措施后，振动还没有明显减弱，则应立即关闭发动机，并柔和地 使用旋翼刹车。

(4)在滑行或滑跑情况下，当减小油门、把总距放到底的同时，要向后带杆、点刹机 轮，以减小和最后消除滑行或滑跑速度。

(5)在滑跑情况下，如果地面共振发生时，直升机处于高距、高速度状态，在考虑起飞重量标高、温度、湿度诸因素后确认发动机有足够的剩余功率，同时净空条件允许，则可以采用迅速提距离地的办法改出地面共振状态。如果没有上述有利因素却想采用离地的办法 改出地面共振状态，反而会使直升机受更大的损失。