机载光电吊舱橡胶减振器的设计与应用_刘家燕

某机载电子吊舱抗振动设计庞利娥;刘继鹏;吕洋【摘要】介绍了某机载电子吊舱的抗振动、抗冲击设计方法.通过合理设计舱体骨架,并对分系统进行加固设计来提高某机载电子吊舱的机械环境适应能力.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2013(042)001【总页数】5页(P107-111)【关键词】抗振动设计;结构刚性化;壳单元;随机振动【作者】庞利娥;刘继鹏;吕洋【作者单位】西安电子工程研究所西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN031 引言某机载电子吊舱在实际工作过程中经常会受到载机发动机机械振动、喷气噪声、吊舱外部气流扰动、飞机的飞行姿态以及起飞、着陆、滑行等因素产生的振动和冲击[1]。

这些振动和冲击的机械环境对电子设备造成的危害主要有以下两种:其一，结构和工艺性破坏，如结构件的疲劳、断裂、磨损，连接件的松动、分离等;其二，功能和性能性破坏，包括工作失灵、性能降低及超出容差范围等[2]。

如果电子设备自身的抗振动、抗冲击能力差，在使用过程中就会因上述振动、冲击作用而产生故障，从而影响整个飞机的作战性能。

为了保障设备的可靠性，使其适应飞机的各种振动、冲击环境，必须对其进行抗振动设计[1]。

2 设计与分析某机载电子吊舱由发射及控制系统、环控系统、天线、舱体、前后向天线支架和天线罩等组成。

拆掉天线罩和舱体顶板，某机载电子吊舱结构示意图见图1。

图1 拆掉天线罩和舱体顶板，某机载电子吊舱结构示意图某机载电子吊舱总重量在37kg，外挂在飞机的右机翼上。

该吊舱随机振动频率范围10 Hz～500 Hz，总均方根加速度39.8 m/s2;冲击波形为半正弦波，持续时间11ms，峰值加速度150 m/s2。

为了确保电子设备在这样的环境条件下正常工作，进行抗振动、抗冲击设计是非常必要的。

常用的抗振动设计主要采取如下两个措施[3]:a.加固设计。

对电子设备结构上的薄弱环节进行加固，提高设备的固有频率，保证电子设备的正常工作。

电子设备机载吊舱强度及模态分析李思潭;鲜章林;颜凯【摘要】针对某型飞机设计了电子设备吊舱,运用有限元软件建立了吊舱的全尺寸有限元模型,在已知载荷下,应用PATRAN/NASTRA软件对吊舱强度进行了分析计算,并对吊舱振动特性进行了分析计算.结果表明,设计的吊舱结构布局合理,建模方法正确,吊舱结构传力合理,各部件强度、刚度满度要求,且不会发生共振.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P141-143)【关键词】电子吊舱;有限元;强度计算;模态分析【作者】李思潭;鲜章林;颜凯【作者单位】中国飞行试验研究院试验机设计改装研究部,西安710089;中国飞行试验研究院试验机设计改装研究部,西安710089;中国飞行试验研究院试验机设计改装研究部,西安710089【正文语种】中文【中图分类】V24;TH1220 引言随着航空工业的发展，军用电子吊舱作为一种新型的机载电子战武器，已经进入了实际应用阶段[1]。

机载光电吊舱是用于航空侦察的一种光电设备，通常安装在战斗机的腹部或机翼下面，用于战斗机对目标的精确搜索、跟踪和锁定，并引导精确制导[2]。

由于机载飞行条件较为复杂，吊舱使用环境较为恶劣，故吊舱对载机的气动、刚强度均会产生不利影响。

机载吊舱与飞机刚性连接，吊舱结构必须具有足够的强度和刚度，以保证舱内设备的测量精度以及飞机的飞行安全。

本文基于CATIA设计了一种电子吊舱典型结构的三维模型，利用HyperMesh软件建立了全尺寸有限元模型，应用MAC.NASTRAN对其进行静力学仿真，获得了该吊舱结构的强度、刚度特性，依据仿真结果给出了吊舱结构设计的建议。

1 吊舱结构吊舱整体分为前整流段、后整流段和等直段3部分，通过吊耳与机翼挂架连接。

吊舱由蒙皮、承力口盖、天线罩、横向构件、纵向构件组成，吊舱长度4620 mm，等直段直径620 mm，框距400 mm至700 mm不等，具体构件数据如下：吊舱蒙皮厚1.5 mm；承力口盖壁板及筋条厚3 mm；框壁板及缘条厚4 mm；框筋条厚3 mm；天线安装框厚度5 mm；挂梁壁厚4 mm。

第41卷第10期红外与激光工程2012年10月Vol.41No.10Infrared and Laser Engineering Oct.2012机载光电吊舱无角位移隔振设计王平1,2，张国玉1，刘家燕2，高玉军2，黄猛2(1.长春理工大学光电工程学院，吉林长春130022；2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033)摘要：为减小振动对机载光电吊舱成像质量和稳定精度的影响，依据平行四边形原理、隔振理论及吊舱模态分析数据设计了无角位移隔振装置，该隔振装置能够将载机振动引起的角位移转化成线位移并有效地抑制线振动。

对无角位移隔振装置进行了动态仿真分析，仿真结果显示最大线位移仅为0.7mm，并能够在较短时间内迅速地衰减。

利用光学测量法测量了无角位移隔振装置的减振效果，测量结果表明无角位移隔振装置最大角位移为10″，与以往采用金属减振器的隔振方式相比减振效果提高了一个数量级，基本实现了无角位移，减振效果非常明显。

外场试飞图像效果也验证了无角位移隔振装置减振的有效性。

关键词：无角位移；光电吊舱；角振动；被动隔振；仿真分析中图分类号：V241.02文献标志码：A文章编号：1007-2276(2012)10-2799-06Irrotational displacement vibration isolation on airborneoptoelectronic podWang Ping1,2,Zhang Guoyu1,Liu Jiayan2,Gao Yujun2,Huang Meng2(1.School of Photo-electronic Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun130022,China;2.Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun130033,China)Abstract:To reduce the airborne vibration influence of airborne optoelectronic pod on quality and stability,the irrotational displacement vibration isolation device was designed according to the parallelogram principle,vibration isolation theory and the analysis data of pod modal.This vibration isolation device can make the angular displacement caused by onboard vibration into line and reject the iinear vibration effectively.The simulation results of dynamic simulation analysis on irrotational displacement vibration isolation device show that the biggest displacement is only0.7mm and it can decay quickly in a short time.The damping effects of irrotational displacement vibration isolation device on the basis of optical measurement indicate that the biggest angular vibration of the device is10″.Compared with past vibration isolation mode adopted for metal vibration damper,this damping effect raises two magnitude orders and basically realize the irrotational displacement,and also improves the收稿日期：2012-02-11；修订日期：2012-03-14基金项目：武器装备预研基金(51460040104ZK1001)作者简介：王平(1982-)，男，助理研究员，博士生，主要从事光电仪器结构设计方面的研究。

金属橡胶减振器在机载光电吊舱复合减振系统中的应用王平;张国玉;高玉军;丁金伟;郎小龙【摘要】为减小载机角振动对光电吊舱成像质量的影响，应用金属橡胶作为隔振元件研制出两种能限制一定自由度的小型金属橡胶减振器，分别嵌入光电吊舱内、外框架减振系统中设计了两级减振系统，从原理上实现了3个方向无角位移隔振。

依据振动理论获取了两种减振器轴向、径向刚度和阻尼比等参数并采取特殊工艺制备了金属橡胶减振器。

应用ADAMS/Vibration模块对光电吊舱减振系统进行了仿真分析，分析结果显示光电吊舱减振系统固有频率为17Hz左右，角振动幅值最大值为0．0011，并且当频率大于25Hz时，角振动幅值趋近于零，分析结果表明该减振系统对25Hz以上的角振动可以起到很好的抑制作用。

最后通过振动试验验证了仿真结果的正确性，与实际测量结果相比，仿真计算结果误差不超过10％，说明光电吊舱减振设计是成功的。

金属橡胶减振器在光电吊舱上的成功应用对于光电吊舱振动隔离技术有着重要的意义。

%In order to reduce the effect of airborne anglular vibration on imaging quality of an electro-optical pod, two types of small metal-rubber damper restricting the motion in directions of certain DOFs were developed using metal-rubber as a vibration isolator.Two metal-rubber dampers were individually embeddedin the inner and outer frames of the vibration reduction system of the electro-optical pod to form a two-grade anti-vibration system realizing three directions of angular vibration isolation in principle.The axial and radial stiffnesses,damping ratio and other parameters of the two dampers were acquired with the vibration theory and a special cessing technique for the preparation of metal-rubber dampers was adopted.The simulationanalysis of the electro-optical pod anti-vibration system was conducted by using ADAMS/Vibration code module.The analysis results showed that the natural vibration frequency of the electro-optical pod is about 17Hz,the maximum amplitude of angular vibration is 0.0011,and when the frequency is more than 25Hz,the angular vibration approaches to zero;the vibration reduction system of the electro-optical pod has a very good inhibitory effect on angular vibration with more than 25 Hz.The correctness of the simulation results was verified with vibration tests. Compared with the actual measurement results,the simulation result error was less than 10%.It was shown that the electro-optical pod damper design is successful.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】7页(P193-199)【关键词】金属橡胶;减振;光电吊舱;无角位移【作者】王平;张国玉;高玉军;丁金伟;郎小龙【作者单位】长春理工大学光电工程学院，长春 130022; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033;长春理工大学光电工程学院，长春 130022;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033【正文语种】中文【中图分类】TH113.25随着现代军事技术飞速发展，航空侦察在战争中的地位显得越来越重要。

金属橡胶光电吊舱的减振器设计研究刘树峰;白鸿柏;李玉龙;李冬伟【摘要】The earlier optoelectronic pods were installed on fixed base, while they have been moved on motive vehicles such as planes, vessels, and armored cars with the intelligence becoming more important. But the inner and outer frameworks of the pod are linked rigidly, which can pass the vibration of motive vehicle to the optoelectronic equipments directly and low down the reconnaissance precision. This paper took airborne optoelectronic pod for example, based on the analysis of image quality influenced by vibration, addressed a two-stage vibration isolation scheme for optoelectronic pod. The scheme isolates harmful vibration effectively, and the stabilization precision of the optoelectronic platform has reached the expecting purpose.%早期的光电吊舱安装在固定基座上,随着信息情报重要性的提高,光电吊舱安装到了飞机、舰艇、战车等动载体上,但光电吊舱的内、外框架之间采用刚性连接方式,动载体的振动直接传至光电平台上的光学负载,使光学负载侦察精度降低.本文以机栽光电吊舱为例,基于振动对成像质量的影响分析,提出了光电吊舱二级减振设计方案,对内框架悬置弹性支撑解耦问题进行了分析,设计了2种新型金属橡胶减振器,有效隔离了有害的振动,使光电平台的稳定精度达到了预期目标,这一研究对信息侦察领域的发展具有重要意义.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】3页(P87-89)【关键词】光电吊舱;减振;解耦;无角位移【作者】刘树峰;白鸿柏;李玉龙;李冬伟【作者单位】军械工程学院,河北,石家庄,050003;军械工程学院,河北,石家庄,050003;军械工程学院,河北,石家庄,050003;军械工程学院,河北,石家庄,050003【正文语种】中文【中图分类】TH113.3光电吊舱是航空侦察系统的重要组成部分,其核心部件是安装有各种探测负载的光电平台。