直升机尾传动系统弯曲振动问题浅析

某新型直升机传动系统弯扭耦合振动特性研究发布时间：2022-11-15T02:59:09.679Z 来源：《中国科技信息》2022年第7月14期作者：崔宇丰高诚石帅明[导读] 随着直升机的发展,直升机弯扭耦合技术也在不断进步崔宇丰高诚石帅明61255部队山西侯马043000摘要：随着直升机的发展,直升机弯扭耦合技术也在不断进步,而由于数据稀疏问题导致系统效率低下、成本较高，因此需要升级管理软件来改善这个现状。

本文针对此现象提出了基于本地数据特征的改进方法和策略以及后续研究工作展望等内容以供参考，同时结合现有文献资料提出一种新类型多传感器融合后可视化弯扭耦合系统模型并对其进行优化改良设计以提高直升机飞行性能,达到降低误报率目的，通过对国内外相关文献进行分析总结后发现国外对于此方面研究起步早且已经较为完善、成熟并且具有一定理论基础与实践经验，国内则更多地关注于其发展现状以及未来趋势,并结合我国实际情况出发,在管道系统弯扭耦合过程中引入新技术以提高工作效率和质量。

关键词：数据特征；直升机；弯扭耦合；工作效率一、引言随着经济的快速发展,全球范围内直升机数量急剧增长,而我国国内对于直升机弯扭耦合技术研究起步较晚,因此在某些领域中仍存在诸多问题。

例如:对国外先进经验缺乏了解、管理水平较低等，本文针对国内外已有研究成果进行了分析和总结并提出改进方法来解决这些问题，同时也将基于本地数据特征的飞行器弯扭耦合系统作为课题研究方向之一，最后利用该系统结合计算机仿真的相关内容进行直升机弯扭耦合业务优化设计与实现,随着信息技术的发展,直升机在军事领域得到了广泛的应用，但是由于科技水平有限以及信息传输手段落后等因素影响,现有数据质量已经不能满足当前社会对高质量安全弯扭耦合要求。

二、关键技术与相关技术（一）图像处理直升机在飞行过程中,会受到各种干扰,比如风、天气等，这些因素的存在使得图像质量很差。

所以改进算法是提高处理结果可靠性和准确性的重要方法之一本文采用了基于粒子滤波去噪后得到比较精确地灰度值作为基础数据特征来进行研究改进Hsu(PZ)优化算法，通过对实验样本进行对比分析发现:在相同情况下,不同类型背景中直升机所获得得图像具有差异性,但是对于同一飞行环境而言其成像质量较差，由于相机和摄像头间存在着大量噪声干扰影响着实验结果精度并且还不能达到预期效果，所以我们需要改进其滤波方法来减小甚至消除这些噪音带来不必要损失。

直升机振动监测分析【摘要】直升机震动较大，不同的部件及位置震动形式不同，通过监控这些震动，可以发现部件功能失效，大大提高直升机的安全水平，节省维护时间。

【关键词】直升机；震动；HUMS；EC2251.直升机振动形式由于直升机设计及工作特性，转动部件很多，不可避免地存在振动。

振动来自各种活动件，桨叶、传动机构、发动机、这些振动对机体结构产生应力，缩短部件的使用寿命，影响直升机的舒适程度，对安全威胁很大.本文主要分析来自于主桨及尾桨振动。

振动为一种快速的振荡运动。

这样的振荡运动可以表述为：如左下图振动曲线，位移或振幅、频率。

直升机描述旋翼系统中的振动水平，常用振动频率与旋翼旋转速率相比较。

每圈一振：在旋翼旋转一周发生振动5个循环，也就是5R 振动或者比率为5：1。

现代直升机通常使用了震动监控系统，可以采集到整机不同部位震动的频谱。

这对于分析全机震动很直观。

如右上图，可以在不同的震动频率看到振幅大小，不同频率通常指向不同的部件，震动值的突变，常可以发现部件的功能损伤失效。

2.引起振动的原因转动部件的振动频率一般与部件的转动速度有关，而直升机上部件的转动速度各不相同，因此振动频率是识别振动来源主要指标。

振动按频率一般分三类：低频振动，主要来自于主桨系统，中频振动，主要来自于尾桨系统，高频振动，主要来自于发动机和高速传动轴，一些固定频率的震动也指向特定转动附件。

根据振动的幅度大小，再辅助以转动速度、飞行速度等其他因素，可以准确地找到振动的原因。

2.1低频振动对各种主桨系统来说，最常见的振动原因是桨叶锥体偏差。

锥体是指直升机所有桨叶叶尖转动轨迹都在一个平面内，首先应该在地面进行桨叶锥体的检查，合格后，再进行悬停状态的检查。

一般振动可以分为两种形式：垂直振动：是由于桨叶产生的升力不相等，即主桨锥体超标而引起，与飞行速度有直接关系，飞行速度越大，振动越大。

如果振动发生在低速状态下可以通过调节变距拉杆长度来减小振动；如果振动发生在高速度状态下，调节桨叶调整片角度来减小振动值。

无人直升机振动与故障分析【摘要】无人直升机的振动对安全飞行有很大影响，无人机产生振动的因素多样，有自身原因产生的振动，如发动振动引起的共振，桨叶切割空气引起的振动，这种振动是正常的；除此之外，还有机机械故障导致的振动，如齿轮、轴承的损坏、轴变形等。

这两种振动对飞行安全有很大的影响，这种振动是有害的，我们需要对振动的状态进行严格的控制，采取措施，减小振动强度，对机械故障进行提前预警，避免飞行事故的发生。

【关键词】直升机；振动检测；故障分析；1.无人直升机的分类。

直升机是依靠旋翼作为升力和操纵机构的飞行器。

根据反扭矩形式，直升机又可分为单旋翼带尾桨，共轴双旋翼，纵列式、横列式、倾转旋翼式。

目前应用比较广泛的是单旋翼带尾桨直升机。

1.无人直升机结构单旋翼带尾桨无人直升机，发动机所提供的动力要经过传动系统才能到达旋翼，从而驱动旋翼旋转。

一般的直升机，其作用是将发动机的功率和转速按一定比例传递到旋翼、尾桨和各附件。

传动系统为单路承载方式，要求传动系统具有很高的可靠性和良好的维修性。

传动系统的结构2.1无人直升机传动系统的典型构成为：主减速器、尾减速器、动力传动轴和尾传动轴。

发动机多为涡轮轴发动机，其输入转速较高，瑞典Apid60输入转速最高为6600r/min，所以要达到旋翼的设计转速必须经过减速器。

减速器一般为3~4 级传动，Apid60的主减速器分3 级传动，第1级减速是同步轮减速、第2级为圆柱斜齿轮传动，第3级螺旋伞齿轮传动。

2.2直升机的发动机直升机的发动机主要是涡轮轴发动机，是涡轮发动机的一种，利用燃烧室产生的气流带动自由涡轮输出轴功率，转速很高。

一般和主减速机集成在地起。

2.3旋翼系统旋翼是直升机的关键部件，为直升机提供升力和操纵。

在直升机的发展中始终处于极为重要的地位。

旋翼系统包括2部分，斜盘、旋翼桨毂、桨叶等。

1 斜盘斜盘常用材质是AL7075-T6，高强合金铝。

位于桨毂下方，斜盘变化平面角度和高度，通过连杆和摆臂来实现飞机前进后退或向开向右飞行。

2019.02科学技术创新 -1 -直升机传动系统装机振动特性综述谭武中"王祁波"（1、中国航发湖南动力机械研究所，湖南株洲412002 2、直升机传动技术重点实验室，湖南株洲412002）摘要：传动系统动力学设计技术是影响直升机飞行安全的关键技术。

传动系统装机后的动力特性与旋翼系统、发动机所组 成的机械扭转系统耦合特性密切相关，应避免旋翼系统与旋翼轴联接后的振动特性的改变影响其工作性能。

动力传动轴和尾传 动轴是易频发振动故障的关键部位，应综合考虑各种因素进行分析;应避免主、中、尾减速器装机后频率发生变化与系统模态频率 重合，通过有效的隔振系统隔开旋翼通过减速器传递到机身、发动机的振动；舰载直升机着舰时工况恶劣，对传动系统的振动影 响也不可忽略。

关键词：直升机;传动系统;动力学；主旋翼;尾旋翼；减速器；传动轴；装机;耦合振动中图分类号:V212.4 文献标识码:A 文章编号:2096-4390（ 2019 ）02-0001 -031概述对于单旋翼带尾桨直升机而言，传动系统一般由主减速器、中 间减速器、尾减速器、动力传动轴组件、尾传动轴组件组成,其功能 是将发动机功率和转速按比例传递给主旋翼、尾桨和直升机附件。

并承受和传递直升机升力系统在各种飞行状态下的载荷，保证直 升机执行各种飞行任务。

传动系统安装后的振动特性对直升机的 性能和可靠性有着关键性的影响。

直升机相对其他飞行器而言,振 动源丰富，为了保证直升机动力传输系统的正常可靠运行，对传动 系统装机的振动特性分析十分必要。

2耦合振动2.1传动系统耦合。

传动系统主要由行星齿轮传动、多级齿轮传动副、传动轴等弹性结构集成系统组成。

对于系统耦合模态，其典型的振型如图1所示。

以单旋翼带尾桨直升机传动为例，主要考虑的激励频率有:主、中、尾减齿轮系统啮合激励及其谐波、轴承滚动的激励及其谐波。

由于结构参数激励引起振动（啮合冈U 度激励、误差激励、齿面摩擦激励和啮合冲击激励等）的影响.还应考虑各啮合频率的l/2、3Z2、5/2……等非整数次谐波。

浅谈直升机传动系统故障诊断研究直升机传动系统的可靠性对直升机安全至关重要。

而直升机传动系统是单通道的，其安全性、可靠性分析及故障诊断处理是保证飞行安全的重要任务。

研究直升机传动系统故障诊断的意义在于准确而迅速地查找出直升机传动系统故障，缩短维修时间，提高出动率，保障飞行安全和任务的圆满完成。

标签：直升机;传动系统;故障检测;诊断研究1直升机传动系统常见故障及诊断方法1.1传动轴及减速器故障诊断在直升机的运转中，传动轴是将发动机动力传送到旋翼和尾桨的传动机构，其自身的运行状态对直升机传动系统和整个直升机的运行状态都会产生影响。

传动轴在运行中可能会产生的故障主要有三种：不平衡、不对中、与静止件摩擦。

对直升机传动轴的故障诊断主要通过地面检查和运转检测。

对传动轴不平衡故障的诊断。

通过直升机地面运转，在特定位置假装传感器，测量传动轴的振动值是否在允许范围内。

存在故障缺陷时，其振动值会明显偏离限制要求，振动随转速变化明显、传动轴转动轨迹为椭圆。

对传动轴不对中故障的诊断一般分为地面检查和飞行员反馈。

地面检查主要在定检中检查轴对中情况。

飞行中存在故障的表现为传动轴处于中档转速时震动最大，在低转速和高转速时震动随转速的变化明显，传动轴的转动轨迹为双椭圆，在1、2倍频率上振动值峰值更加突出。

此时还应判断是角不对中还是平行不对中，需要在地面进一步检测。

传动轴与静止件摩擦故障的诊断。

此类故障主要在地面检查。

更加突出机务人员对检查标准的落实和责任心。

当发现传动轴有划痕甚至出现深度磨损时应及时进行检查排故，消除安全隐患。

1.2主旋翼轴故障及诊断方法主旋翼轴故障主要包括封严皮碗漏油、连接螺栓磨损、碳化钨涂层剥落等故障。

封严皮碗漏油或石墨封严漏油故障发生频率较高，一旦发现不及时，会导致传动系统因滑油缺失导致严重事故。

此故障主要通过目视对连接封接处油迹情况进行检查。

主桨毂碳化钨涂层的主要作用在于优化主旋翼轴性能，脱落涂层达到一定程度后将影响直升机整体性能。

直升机传动系统扭转振动的分析摘要：在直升机的整体系统中，传动系统是其最重要的组成部分之一，而想要了解其扭转振动的相关特性，便需要对其进行必要的计算与分析。

该文以直升机传动系统的基本结构为研究基础，运用模块划分的方式对直升机传统系统的扭转振动进行分析，并得出相关结论。

关键词：直升机；传动系统；扭转震动；分析；前言直升机中传动系统所起到的主要作用是动力传输，将发动机所发出的动力向桨叶与尾桨等装置中传送，在直升机的整体系统中，是必不可少的。

而在进行直升机研制工作的过程中，计算与分析其传统系统的扭转震动是非常重要的，获取其相关特性能够保证研制工作的有效进行。

一、直升机传动系统的基本结构直升机的传动系统从性质上将属于空间传动，整个系统中起主要作用的动力设备是两台发动机，两台发动机分别装置在主减速器的两侧，且偏向后方，呈轴线平行分布。

在主减速器的前方，装置一个风扇，直升机的尾部装置有尾桨。

在整个传动系统工作的过程中，主减速器一侧的发动机通过离合器带动相应齿轮转动，同时也带动相应的液压泵运动，另外一些齿轮负责带动装置中的发电机。

主减速器另一侧的发动机也是同样的工作原理，位于装置中心线上的齿轮会带动相应的系杆、旋翼轴以及桨叶，通过一系列的轴与圆盘带动尾桨运转，还能够通过相应齿轮带动主减速器前方的风扇，从而完成直升机传动系统的工作。

因此，直升机的传动系统中，主减速器两侧的两个发动机是主要的动力输出装置，通过多个分支带动整个系统的运作，并从桨叶、尾桨以及发电机等处进行动力输出，整个系统中的齿轮与轴等传动零件较多。

二、传动系统振动特性1.直升机传动系统包括主减速器、减速器、齿轮减速器、动力传动轴、尾传驱动轴、主减速附件等。

在直升机飞行过程中，高负荷下的传动系统部件，经过长时间的飞行后，出现不平衡、不对中、横向裂纹、静止件摩擦和支撑系统等松散连接故障。

由于没有冗余备份驱动系统组件，在飞行中发生故障或振动时容易发生灾难性的后果。

探讨直升机传动系统故障诊断摘要：要想合理增强直升机运行的可靠程度，还应精准分析传动系统中产生的故障，从而应用合理的优化方式对故障进行处理，从而对飞行质量进行保障。

在具体的故障诊断期间还应与传动系统的实际运行状态相结合选择合理的故障诊断措施，进一步强化故障处理的合理成都。

在此基础上，本文重点介绍了传动系统维护与故障诊断的重要性，针对其中存在的故障提出了相应的优化措施，以供参考。

关键词：直升机；传动系统；故障诊断传动系统是直升机的基本动力传动装置，对机体的安全和操纵性能产生了重大影响。

大部分的直升机故障是由传动造成的，而不是发动机故障，很多人认为传动装置的保养是不必要的，但传动系统与机体的技术性能之间存在着深刻的联系。

基于全球直升机工业的升级和相关技术的发展，直升机行业也正在快速发展，因此了解和管理直升机传动系统故障是非常重要的。

1.传动系统维护与故障诊断的重要性当出现故障或者是维护不当时，在一定程度上也会影响到实际的直升机运行效果。

为了提高直升机运行的科学性与严谨性，一般情况下需要定期去对传动系统进行维护，特别是在其出现故障之后更是需要进行及时的故障诊断与维修。

高效的系统维护与故障诊断，是确保直升机运行设备能够正常发电的必要前提。

可以说，系统维护与故障诊断工作的开展，在一定程度上保障这直升机运行设备的正常使用。

目前，我国的电能来源正在向清洁发电方式倾斜，直升机运行作为主要的清洁发电方式之一，其对于改善我国的电能源来源与电能产业发展趋势有着重要的作用。

在日常生产中，对传动系统进行有效的维护与故障诊断，能够确保我国电能在通过风力产生的过程中有着更加平稳的发电效能。

因此，综合来看，对传动系统进行维护与故障诊断，对于发电设备本身与发电事业整体均有着不可忽视的重要性。

2.直升机传动系统故障诊断2.1传动轴故障诊断传动轴作为直升机运行活动期间把发动机动力输送到旋翼的传动装置，主要的运行状态会给直升机的传动系统以及整体运行状态造成较大影响，而传动轴在工作期间也许会出现的故障包括传动轴的不稳定、不对中、与静止件出现摩擦，同时对直升机传动轴的故障进行判断时借助分析直升机的静止状态下的传动轴运行情况进行参考。

对直升机传动系统故障诊断的探讨1. 引言1.1 背景介绍目前，直升机传动系统故障诊断技术已经取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战和问题。

传统的故障诊断方法往往依赖于经验和专家判断，存在主观性和局限性；而随着直升机技术的不断发展，直升机传动系统的结构和工作原理也日益复杂，使得故障诊断面临更大的挑战。

对直升机传动系统故障诊断方法进行深入研究和探讨，有助于提高故障诊断的准确性和效率，进一步提升直升机的飞行安全性和可靠性。

1.2 问题阐述直升机传动系统作为直升机的重要组成部分，承担着传递引擎动力并驱动旋翼转动的重要功能。

由于复杂的结构和高度集成的特点，直升机传动系统往往容易出现各种故障问题。

这些故障不仅会影响直升机的正常飞行和安全性能，还会对飞行员和乘客的安全构成威胁。

当前，直升机传动系统的故障诊断面临着一些挑战和问题。

直升机传动系统涉及的部件繁多，故障原因复杂多样，因此对故障的检测和诊断难度较大。

由于直升机的特殊性和高度要求，一旦出现故障需要及时准确地进行诊断和处理，以避免事故的发生。

现有的故障诊断技术和工具在某些方面还不够完善，需要进一步提升和完善。

如何有效地识别和排除直升机传动系统故障，提高直升机的可靠性和安全性，是当前直升机领域急需解决的问题之一。

为此，针对直升机传动系统故障诊断进行深入研究和探讨，具有重要的理论和应用意义。

1.3 研究意义直升机传动系统是直升机的重要组成部分，其性能直接影响着直升机的飞行安全和效率。

对直升机传动系统故障诊断的研究具有重要的意义。

直升机传动系统的故障诊断可以提高直升机的飞行安全性。

一旦传动系统出现故障，可能会导致直升机无法正常飞行，甚至发生严重事故。

及时准确地诊断故障可以有效避免这种情况的发生，保障飞行人员和乘客的安全。

对直升机传动系统故障诊断的研究还可以提高飞行效率。

一旦故障发生，飞机将需要停飞进行维修，这将影响飞行任务的完成和航班的正常运行。

通过有效的故障诊断，可以快速找出故障原因并及时修复，减少飞机的停飞时间，提高飞行效率。