直升机旋翼锥体与动平衡测量技术

(作者单位:航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司工程技术部)
直升机旋翼锥体与动平衡测量技术
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引言:科学合理的应用旋翼锥体与动平衡测量技术,可以降低直升机的振动频率,并有效改善直升机的振动环境,继而提高直升机的飞行质量。在直升机运行前,需要准确的对直升机旋翼锥体与动平衡值进
行测量,充分掌握测量的数据,从而有效到解决直升机振动的措施。由此看出,直升机旋翼锥体与动平衡测量是直升机设计以及维护工作中重要考虑因素。
一、直升机旋翼锥体与动平衡测量中高精度数据采集技术的具体分析不用充电的手电筒
在对直升机旋翼锥体与动平衡进行测量的过程中,动平衡的振动信号显示是比较微弱的。为了符合直升机中其他振动测量数据的要求,直升机旋翼锥体与动平衡测量的最大范围值可达到20IPS,精准度在0.01IPS,直升机旋翼和尾浆动平衡的幅值超标门限通常在0.20IPS 左右。为了减少传感器对测量仪器造成的影响,并且受到安全空间以及位置的限制,一般情况下,都会选择体积较小以及速度快的振动传感器,导致传感器在运行过程中逐渐降低输出灵敏度。因此,想要满足精准度0.01IPS 的测量要求,传感器的输出仅仅只有200μV。这么微弱的传输信号不能较好的保证采集数据的准确性,极有可能出现数据收集错误的情况。需要应用微弱信号高精度数据采集技术对数据进行收集,继而解决直升机动平衡振动信号微弱加大采集难度的问题。
在振动传感器传输信号的过程中,可以采用查分的形式进行传输,选择双胶屏蔽电缆,极大程度的降低外界因素对电磁进行干扰的可能性。在电路的前端设置射频滤波电路,滤除信号电缆上的共模射频干扰和差模射频干扰,消除放大电路产生直流失调误差的射频干扰。信号的放大采用仪表放大器进行放大,仪表放大器具有超过100dB 的共模抑制比,具有高达10GQ 的输入阻抗,可提高信号的准确获
取能力。采用多级滤波器进行信号的滤波,滤除电缆、导线、电源等各部分引入的高频干扰,利用集成滤波技术减少电路的复杂
度。采用较高分辨率的模数转换器,至少
采用l6位或24位精度的模数转换器,以高精度、准确获取被测信号。
二、直升机旋翼锥体与动平衡测量中动平衡数字信号技术的具体分析
一般情况下,在进行直升机动平衡测量的过程中,振动传感器的输出应该有振动频率谐波的合成信号。在实际工作中,波形可能会受到直升机的运行、外界风力因素、直升机操作等影响,对波形中的随机脉冲进行干扰,最主要是对大幅值低频随机信号的干扰,会导致直升机在运行过程中动平衡的信号数据显示出现比较复杂的情况。采用数字信号技术可以全面分析发生频谱不稳定的因素,准确判断出运用傅里叶变换与引申的方法不能较为准确并且快速的获取直升机在运行中的不平衡值,不能采集到准确的动平衡数据。
数字信号技术经常用到的就是傅里叶变换与引申的方法,而这种方法不能较好的适应直升机在运行过程中的动平衡不稳定信号。通过对大量直升机数据的分析,最合适的方法是时域处理法,利用时域数字跟踪窄带滤波的方法,根据采集到的动平衡信号进行复杂度识别自动选择合适的判定阀值,可以快速并且准确的获得直升机在运行过程中的动平衡值。
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三、直升机旋翼锥体与动平衡测量中高精度跟踪测量技术的具体分析
油田水处理采用频闪仪进行直升机旋翼锥体测量的主要工作原理是:频闪仪根据直升机运行中的桨叶转速与桨叶片数相乘得到的数据进行发光,依靠人眼的视觉延时,根据每片桨叶靶标的反光余晖,继而准确判断直升机中旋翼锥体的运行状态。想要较为清晰的看到每片桨叶的靶标,需要保证频闪仪闪光频率的稳定性,当频闪仪的闪光频率符合要求后,人肉眼看到的桨叶靶标是处于静止状态的。在设计系统的过程中,由于转速数据采集的不及时、下达软件指令超时以及频闪仪启动延误等因素,会导致频闪仪的闪光频率出现不稳定的情况,容易出现波动,一般情况下,波动
范围需要严格控制在纳秒极,如果波动范
围过大,会对确定桨叶靶标的具体位置造成影响。
旋压皮带轮四、直升机旋翼锥体与动平衡测量中椎体数字处理技术的具体分析
目前比较成熟的光学测量直升机旋翼锥体的传感器主要包括UTD、FasTrak 和Optical Tracker。其工作原理是在直升机进行旋转的过程中采用光学的方法被动感知桨叶经过旋翼锥体传感器上方变化的光信号,通过几何运算得出每片桨叶的高度值,进而得到直升机的旋翼锥体。
由于光学传感器设计的特性,其工作时低变化的光信号均认为是直升机椎体信号,会转换为数字信号
传输给采集设备,这就导致在实际的测量中可能会出现严重的干扰情况。甚至可能出现传感器灵敏度或响应速度的问题,导致偶然丢失正常的椎体信号或出现测量结果不准确的现象。针对该特点,为获得准确稳定的数据,经大量研究,目前的主要方式是建立某个型号直升机的椎体信号模型,采集两周及以上的椎体信号,再进行模型匹配,然后采用滤波、平均等技术来处理椎体信号,最终计算出椎体值。
通过转速跟踪,实时分析判断旋翼每一周采集到的椎体数据的有效性,实时剔除采集到的异常数据,这样可以根据测量的需求,当采集到有效周期数据的椎体数据时,即可进行椎体的计算,解决椎体测量时采用的数据提取、分析和滤波方法存在的不足。
五、结语目前,国内的直升机旋翼锥体与动平衡测量技术方面的研究范围较广,但研究理论较为分散。经过多年的积累,已在多个方面有一些尝试,在理论方面有一定的突破,在研究范围上与国外已逐渐接轨,但这些技术绝大部分均停留在单个理论研究层面,未能进一步深入研究转化为成熟、可靠的市场化产品。建议重点在产品设计实践和产品的试验验证等方面开展
研究。
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本文发布于:2024-09-21 00:25:09,感谢您对本站的认可!

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