CN110884682A - 一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验*** - Google Patents

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梁昆
陈新华
汪洋
李明强
张若忱
邓细凤
王国胜
张树帧
赖凌云
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Jiangxi Shenzhou Liuhe Helicopter Co Ltd
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Jiangxi Shenzhou Liuhe Helicopter Co Ltd
China Helicopter Research and Development Institute
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Abstract

本发明属于直升机振动主动控制技术领域，公开了一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，所述试验***包括：动力学相似模型，多向振动加载装置和试验支撑装置；其中，所述动力学相似模型用于模拟直升机的固有频率和模态振型；所述动力学相似模型安装在所述试验支撑装置上；所述多向振动加载装置与所述动力学相似模型进行铰接。通过多自由度振动激励***为直升机动力学相似模型施加多向振动激励，从而为直升机振动主动控制***多向减振提供环境。

Description

一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***
技术领域
本发明属于直升机振动主动控制技术领域，尤其涉及一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***。
背景技术
直升机振动主动控制***多向减振效率地面试验主要是振动主动控制***对直升机机体进行多向减振效果试验、减振鲁棒性试验和适应性试验及研制阶段的科研试验，是背景项目直升机振动主动控制***地面试验的准确性和成败关键。
在直升机振动主动控制***地面试验环境搭建问题上，国内外大都停留在针对振动主动控制***单向减振的试验上采用理论研究方法，进行直升机振动主动控制***地面试验环境模拟。直升机舱内多向减振效率地面试验环境目前主要是通过理论研究与仿真方法完成验证。
发明内容
针对上述背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，通过多自由度振动激励***为直升机动力学相似模型施加多向振动激励，从而为直升机振动主动控制***多向减振提供环境。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，所述试验***包括：动力学相似模型，多向振动加载装置和试验支撑装置；
其中，所述动力学相似模型用于模拟直升机的固有频率和模态振型；
所述动力学相似模型安装在所述试验支撑装置上；
所述多向振动加载装置与所述动力学相似模型进行铰接。
本发明技术方案的特点和进一步的改进为：
(1)所述动力学相似模型的航向、垂向、侧向前三阶固有频率与直升机机体的航向、垂向、侧向对应固有频率相同。
(2)所述动力学相似模型至少包含机身结构，且在所述机身结构上设置有多个载荷加载点，且在每个载荷加载点处安装有一个力传感器，对动力学相似模型所受载荷进行测量。
(3)所述动力学相似模型上还安装有直升机振动主动控制作动装置，进行直升机振动主动控制减振。
(4)多向振动加载装置包括：激振***支架和激振器模组，所述激振器模组安装在所述激振***支架上；
所述激振器模组包含：侧向激振器、航向激振器和垂向激振器；
所述激振器模组的激振输出端与动力学相似模型中载荷加载点通过铰进行连接，从而实现对动力学相似模型进行X、Y、Z三个线性方向和Mx、My、Mz 三个转动方向上振动激励的加载。
(5)所述多向振动加载装置还包括控制器，安装于动力学相似模型多载荷加载点的力传感器的输出端与控制器的输入端连接，将动力学相似模型所受的载荷反馈至控制器，由控制器实现试验所需的桨毂六力素模拟。
(6)所述试验支撑装置包括台面和多个支撑台架；所述多个支撑台架通过螺栓固定在地轨上；
所述多个支撑台架用于支撑所述台面，所述台面用于安装动力学相似模型。
(7)每个支撑台架由空气弹簧和限位支架组成。
本发明技术方案提供的直升机振动主动控制***多向减振效率地面试验环境可用于所有构型的直升机飞行振动环境模拟，特别是需要进行多向减振的直升机飞行振动环境模拟。为直升机振动主动控制***多向减振地面试验提供飞行振动环境，对直升机振动主动控制***多向减振设计指导方向。区别于直升机振动主动控制单向减振试验，该环境能够通过多自由度振动激励***更真实地还原直升机机体振动环境。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的动力学相似模型的三视图；
图3为本发明实施例提供的多向振动加载装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的支撑台架的结构示意图；
其中，1为动力学相似模型、2为多向振动加载装置、3为试验支撑装置， 11为载荷加载点、12为试验平台、13为机身结构，21为激振器(侧向)、22 为激振器(航向)、23为激振器(垂向)、25为激振输出端，31为空气弹簧、 32为限位支架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种用于直升机振动主动控制***多向减振效率地面试验***包括动力学相似模型、试验支撑装置、多向振动加载装置，如图1所示。
(a)动力学相似模型
动力学相似模型采用固有频率和模态振型相似设计，动力学相似模型满足航向、垂向、侧向前三阶固有频率与机体的航向、垂向、侧向对应固有频率相同、模态振型。同时，动力学相似模型结构之上可安装直升机振动主动控制作动装置，进行直升机振动主动控制减振。动力学相似模型的结构如图2所示。
(b)多向振动加载装置
多向振动加载装置由激振器模组(21，22，23)和控制器组成。多向振动加载装置的激振器模组的激振输出端(25)与动力学相似模型中载荷加载点通过铰进行连接，从而实现对试验模型进行X、Y、Z三个线性方向和Mx、My、Mz 三个转动方向上振动激励的加载。通过安装于动力学相似模型载荷加载点(11) 的力传感器对模型所受载荷的测量，并反馈至控制器，由控制器实现试验所需的桨毂六力素模拟。多向振动加载装置的结构如图3所示。
(c)试验支撑装置
试验支撑装置采用可控频率设计，空气弹簧支撑试验相似模型试验台架，通过调节空气弹簧的支撑刚度，从而保证机身相似模型处于较低的安装频率下，以模拟试验相似模型的自由状态。试验支撑装置包含多个支撑台架，每个支撑台架由空气弹簧、限位支架组成。支撑台架通过螺栓固定在地轨上。支撑台架的结构如图4所示。
本发明技术方案用于模拟直升机桨毂六个自由度作用力的多自由度振动激励***。通过多自由度振动激励***为直升机动力学相似模型施加多向振动激励，从而为直升机振动主动控制***多向减振提供环境，并通过在直升机相似模型上搭建闭环的振动控制测试***，进而完成直升机振动主动控制***多向减振效率地面试验。
该直升机振动主动控制***多向减振效率地面试验环境可用于所有构型的直升机飞行振动环境模拟，特别是需要进行多向减振的直升机飞行振动环境模拟。为直升机振动主动控制***多向减振地面试验提供飞行振动环境，对直升机振动主动控制***多向减振设计指导方向。区别于直升机振动主动控制单向减振试验，该环境能够通过多自由度振动激励***更真实地还原直升机机体振动环境。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，所述试验***包括：动力学相似模型，多向振动加载装置和试验支撑装置；
其中，所述动力学相似模型用于模拟直升机的固有频率和模态振型；
所述动力学相似模型安装在所述试验支撑装置上；
所述多向振动加载装置与所述动力学相似模型进行铰接。
2.根据权利要求1所述的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，
所述动力学相似模型的航向、垂向、侧向前三阶固有频率与直升机机体的航向、垂向、侧向对应固有频率相同。
3.根据权利要求1所述的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，所述动力学相似模型至少包含机身结构，且在所述机身结构上设置有多个载荷加载点，且在每个载荷加载点处安装有一个力传感器，对动力学相似模型所受载荷进行测量。
4.根据权利要求1所述的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，所述动力学相似模型上还安装有直升机振动主动控制作动装置，进行直升机振动主动控制减振。
5.根据权利要求3所述的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，
多向振动加载装置包括：激振***支架和激振器模组，所述激振器模组安装在所述激振***支架上；
所述激振器模组包含：侧向激振器、航向激振器和垂向激振器；
所述激振器模组的激振输出端与动力学相似模型中载荷加载点通过铰进行连接，从而实现对动力学相似模型进行X、Y、Z三个线性方向和Mx、My、Mz三个转动方向上振动激励的加载。
6.根据权利要求5所述的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，所述多向振动加载装置还包括控制器，安装于动力学相似模型多载荷加载点的力传感器的输出端与控制器的输入端连接，将动力学相似模型所受的载荷反馈至控制器，由控制器实现试验所需的桨毂六力素模拟。
7.根据权利要求1所述的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，所述试验支撑装置包括台面和多个支撑台架；所述多个支撑台架通过螺栓固定在地轨上；
所述多个支撑台架用于支撑所述台面，所述台面用于安装动力学相似模型。
8.根据权利要求7所述的一种直升机振动主动控制多向减振效率地面试验***，其特征在于，每个支撑台架由空气弹簧和限位支架组成。
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