JPH1172138A - 航空機用振動吸収装置 - Google Patents
航空機用振動吸収装置Info
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Abstract
ることが可能なシステムを提供し、更に特に2つのエン
ジン・スプールの回転速度を検知する機構を提供し、動
的に振動吸収器を調整する速度指示信号を生成する。 【解決手段】航空エンジンは、2つの直交軸に沿った振
動を示す信号を生成する第1及び第2センサを備えた振
動吸収システムを有するマウント構造によって機体に取
り付けられている。加速度計などの第3センサがエンジ
ンの振動を検知するためにマウント構造に結合される。
第3センサに接続された回転計回路はエンジン内の回転
する2つのスプールの速度を示す第1及び第2速度信号
を生成する。4つの振動吸収器がエンジンマウント構造
に取り付けられる。2つの振動信号のうちの1つ及び2
つの速度信号のうちの1つの一意的な組み合せに応じて
各振動吸収器の共振周波数を動的に調整する制御装置が
設けられる。
Description
構造部材の振動を打ち消す装置に関し、特に、振動周波
数の変化に適応するよう動的な調節が可能な装置に関す
る。
す。プロペラ動力の航空機では、プロペラによって外表
面を打つ空気圧パルスが生じ、例えば約100ヘルツ
(Hz)の構造体の時間周期的振動を引起し、その振動
は機体の他の構造部材に伝達される。又、ジェットエン
ジンも支持部材に振動を引起す。もし抑制されなけれ
ば、引起された振動は航空機キャビン内に好ましくない
騒音を生じ、又機体に重大な疲労を生じさせる場合があ
る。
構造部材に取り付けられている。これらの装置は通常、
弾性部材によって機体に取り付けられた質量の振動を許
すばねとして動作する単純な質量/スプリング系(spri
ng-mass system)である。エラストマのパッド及び金属
のカンチレバがスプリングとして用いられてきた。質量
スプリング系は、機体の吸収器が取り付けられた構造部
材の共通振動周波数に共鳴するように固定的に調整さ
れ、その調整周波数で最適に振動エネルギーを吸収す
る。吸収器は、共振周波数で大きなQファクタによる大
きな機械的インピーダンスを有しており、他の周波数で
の吸収(機械的インピーダンス)は、共振周波数からの
偏差の関数として減少する。
に示すようなダグラスDC9−Vシリーズ航空機上の胴
体14の後部にジェットエンジンが接続したパイロン1
2に取り付けられた受動的な振動吸収器10を開示して
いる。4つの質量体16は、スプリングの役割をする個
別のカンチレバ支持されたビーム19によって各ジェッ
トエンジン支持ヨーク18によって保持される。これら
の吸収器10は、エンジンの名目上の巡航推力設定で生
じる2つのエンジンロータN1及びN2によって生成さ
れた振動周波数に調整される。
ジェットエンジンの航空機においてエンジン回転速度に
応じて機体振動の周波数が変るということである。吸収
器は、航空機の名目上の巡航速度で生じる振動周波数に
合せられるかもしれないが、その他の速度での振動吸収
は最適とはならない。更に、エラストマ型吸収器の調整
は弾性材料の古さとともに変化し、エラストマ及び金属
型吸収器の調整は温度ともに変化することである。
動的に適応することが可能な吸収システムを提供するこ
とが望ましい。
る振動周波数に自主的に適合させることができる、構造
部材の時間周期振動のエネルギーを吸収することが可能
なシステムを提供することである。他の目的は間接的に
エンジンの、更に特に2つのエンジン・スプールの回転
速度を検知する機構を提供することであり、動的に振動
吸収器を調整する速度指示信号を生成することである。
に取り付けるベースを有する振動吸収器によって達成さ
れる。質量体が、好ましい実施例では1つあるいは複数
の帯あるいはロッドのスプリングによってベースに結合
される。機構は、制御信号に応じてスプリングのスティ
フネスを調節する。特に、機構は、ロッドに作用する張
力又は圧縮力を変化させる。好ましい実施例では、質量
体が、2組のそのようなロッド間のマウントベースから
つるされ、各組はたわみ体型スプリング・アセンブリを
構成する。チューニング機構は、これらのロッド中の張
力及び圧縮の調節によりスプリングのスティフネス、従
って振動吸収器の共振周波数を変更する。
別することができる信号を生成する振動センサを有して
いる。コントロール回路は、振動センサからの信号及び
エンジン回転速度を表す他の信号を受取る。コントロー
ル回路はこれらの信号に対し、スプリング・スティフネ
スを調整し、スプリング及び質量体が構造部材の振動を
最適に吸収するように共振する制御信号を生成する。
速度を検知するための斬新なサブシステムを有してお
り、直接の速度検知が用いる場合の規制当局のエンジン
回転計の証明更新を回避できる。サブシステムは、エン
ジンに結合された加速度計を有している。このセンサは
関連するエンジンによって支配され、回転速度計論理は
ほぼ同一の周波数で動作する他のエンジンによって混乱
させられることはない。
ンマウント構造20は前述の航空エンジン・マウントに
同様である。特に、マウント構造20は航空機胴体から
伸びたパイロン24の外部端に固定された支持ヨーク2
5によって形成されている。ダグラス航空機会社(Doug
las Aircraft Company)のDC−9シリーズ航空機で
は、支持ヨーク25が支持ヨークから外へ伸びる両端の
ある1対のボルト(見えない)によってパイロン24に
固定される鍛造物である。支持ヨーク25の両端は、エ
ンジンを付けるためのボルトが通り抜ける弾性マウント
を収容する環状カップ23を有している。他の航空機で
は、エンジン支持ヨークは異なった構成をしている。個
々の振動吸収器26、27、28あるいは29は、ヨー
ク交差ロッド22の露出した両端に接続され、振動吸収
器26及び27は支持ヨーク25の前方側に、振動吸収
器28及び29は支持ヨーク25の後方側にある。
す。この振動吸収器26は、エンジンマウント構造20
の交差ロッド22の両端に接続する埋め込みボルト33
を有し、一端が閉じた端部の円形のカップ状外部ハウジ
ング31を有している。振動吸収器26は、振動吸収器
の縦軸35に垂直方向の飛行機内の直交する2つの軸に
沿って生じる振動を打ち消す。
s)32は、外部ハウジング31の空胴34内に位置
し、第1のたわみ体アセンブリ36によってハウジング
の閉じた端部から一定間隔で配置される。第1のたわみ
体アセンブリ36は、その間に伸びる複数のロッド40
を有し、互いに平行な円形の2つのリング37、38を
有する。この構成によってロッド40はスプリングとし
て作用したわむことができる。環状レバー42は、第1
のたわみ体アセンブリ36から離れた耐久質量体32の
側方に接する。傾斜したスラストベアリング44は、環
状レバー42の反対側の中央部分と噛み合い、2つのレ
ース46及び47を有する。
リング44を囲み、環状レバー42の外部の周辺領域と
接触する管状部48を有している。モータ・アセンブリ
50には双方向DCステップモータ52、例えば米国カ
リフォルニア州サンタクララのリン・エンジニアリング
(LIN Engineering)社によって製造されたモデル42
1817−01−HT1等が固定され、印加電気信号に
よって回転方向が確定される。又その代わりにDCモー
タを用いてもよい。モータは、傾斜したスラストベアリ
ング44の上部レース47を回転駆動する100:1調
和駆動(harmonic drive)ギアボックス53に接続され
た出力軸54を有している。スラストベアリングの下部
レース46は外径部に溝(スプライン)を有し、モータ
・アセンブリ50の管状部48と連結し、それによりハ
ウジング48内の縦軸に沿って動くが、一方回転しない
ようになっている。
50の管状体48から外側に伸びるフランジ56の所で
止まるが、ハウジング30の内部表面とはまだ間隔が空
いている。第2のたわみ体55は第1のたわみ体36と
同様に、複数の柔軟な円形断面ロッド59と平行な円形
リング57及び58によって形成されている。ロッド5
9は又柔軟であり、スプリングの役割をする。リングナ
ット51は、ハウジング31の開いた端部に入り、第2
のたわみ体55のリング58に接している。リングナッ
ト51は第1及び第2たわみ体アセンブリ36,55に
予め圧縮力を与える。
の結合質量は、第1と第2のたわみ体アセンブリ36及
び55によってハウジング31内に自由に保持される。
第1と第2のたわみ体アセンブリ36及び55は、この
結合体が振動吸収器26の縦軸35に垂直な、飛行機内
の2つの直交軸X及びY方向に振動できるように作用す
るスプリングの役割をする。スプリングと質量体の結合
は、第1及び第2のたわみ体アセンブリ36,55によ
って形成される結合質量及びスプリングのスティフネス
の関数である共振周波数を有している。この共振周波数
がエンジンのマウント構造20の振動周波数と一致した
とき、その振動エネルギーは、耐久質量体32の振動に
より最適に吸収される。
に作用する圧縮力を変更することによってスプリングの
スティフネスを変え、共振周波数を変化させることがで
き、振動吸収器26の最適な調整を維持することができ
る。モータ・アセンブリ50の起動は、スラストベアリ
ング44の上部レース47を下部レース46に関して回
転させるモータ出力軸54の回転を生じる。その回転方
向によって、振動吸収器26の縦軸35に沿った方向
に、より大きい又はより小さい力が環状レバー42に印
加される。この力の変化は環状レバー42を、耐久質量
体32とモータ・アセンブリ50の管状部48との間で
たわませ、それらの間の間隔を変化させる。この間隔の
変化は、第1及び第2のたわみ体アセンブリ36,55
のロッド40及び59の圧縮力をそれぞれ変化させ、従
って振動吸収器26のスティフネスを変化させる。
って検知される構造振動の変化に応じて各振動吸収器2
6乃至29のスプリングのスティフネスを変化するよう
に制御装置60によって駆動される。図2を再び参照す
ると、構造振動はパイロン24に取り付けられた2つの
機体加速度計61及び62によって検知される。機体加
速度計61及び62は、各吸収器26乃至29の中の耐
久質量体32が振動できる軸と平行な直交軸に沿った振
動を検知するように正しく置かれる。第1の機体加速度
計61は垂直方向の加速度を検知し、エンジンマウント
構造20上の2つの前方振動吸収器26及び27を制御
するために用いられ、第2の機体加速度計62は水平方
向の加速度を検知し、後部にマウントされた2つの振動
吸収器28及び29を制御するために用いられる。
29はモータ・アセンブリ50に固定された加速度計6
3を有し、縦軸35に垂直な軸に沿った耐久質量体の振
動を示す信号を提供する。この所定の振動吸収器26、
27、28又は29の耐久質量体加速度計63は、所定
の振動吸収器に連結された機体加速度計61又は62の
検知軸と平行な軸に沿った動きを検知するような方向に
配置される。例えば、振動吸収器26の耐久質量体加速
度計63、及び関連する機体加速度計61は両方とも垂
直方向の振動を検知する。
ンジン回転速度を検知するために支持ヨーク25の上方
環状カップ23内のエンジンマウント支持に取り付けら
れ、エンジンケースに堅固に固定されている。通常、使
用されるジェットエンジンはN1及びN2で示す、異な
る速度で回転する2つのスプールを有している。スプー
ルN1及びN2の速度は、後述するように、速度加速度
計64によって生成された信号から得られる。
乃至29の各々は適切な機体加速度計61又は62が接
続された個々の制御装置60を有する場合がある。ある
いは、1つのデジタル信号プロセサが制御装置60と同
様に加速度計の信号を処理するソフトウェア・プログラ
ムを実行して、1台のエンジンに関連した4つの振動吸
収器26乃至29の1つ又は全部を制御することができ
る。制御装置を多重して用いる場合では、垂直方向の加
速を検知する機体加速度計61は、エンジンマウント構
造20上の2つの前方振動吸収器26及び27の制御装
置60に接続され、水平方向の加速を検知する他の機体
加速度計62は、2つの後部にマウントされた振動吸収
器28及び29の制御装置60に接続される。
26の制御装置60について述べる。他の機体加速度計
又は他のスプール速度信号から信号を受取るその他の振
動吸収器27、28及び29の制御装置についても同一
の機能が当てはまることは理解されるであろう。図5の
回路ブロック図の詳細は図6に示されている。関連する
機体加速度計61からの信号A1は前置増幅器及びフィ
ルタ回路65に接続され、対応する振動吸収器26の耐
久質量体加速度計63からの信号A2は他の前置増幅器
及びフィルタ回路66に接続される。前置増幅器及びフ
ィルタ回路65及び66は同じ方法で加速度計信号A1
及びA2を処理する。2つの加速度計信号A1及びA2
は、個々の信号調整段100及び101に印加され、そ
の出力は異なるカスケード接続の3段フィルタ102又
は104にそれぞれ供給され、加速度計信号から外来の
周波数成分を積極的に除去し、フィルタリングした信号
FAl及びFA2を出力する。
される理由の1つは、エンジン・スプール回転数に追随
するためにフィルタは互いに緊密に一致し、調節される
必要があるということである。フィルタ段104乃至1
07は、エンジン・スプールN1あるいはN2のうちの
1つの速度に電気的に合せられる。これらのフィルタ段
102及び104は、選択されたエンジン・スプールの
1つの速度に合せられた中心周波数を有するバンドパス
型である。アナログの実施例では、フィルタ段は好まし
くは、中心バンドパス周波数が1つのエンジン・スプー
ル(N1EST又はN2EST)の速度に対応するクロ
ック(CLOCK)信号の周波数によってセットされ
た、例えばリニア・テクノロジー社(Linear Technolog
y Corporation)によって製造されたLTC1060集
積回路などのスイッチド・キャパシタ・フィルタ・ネッ
トワークを用いて実施される。頂部の振動吸収器26及
び28の制御装置はN1スプールの速度を示す信号N1
ESTを受信し、一方底部の振動吸収器27及び29の
制御装置はN2スプールの速度を示す信号N2ESTを
受信する。
2ESTは、同じエンジンマウント構造20に結合され
た、4つの振動吸収器26全てのための共通の回転計回
路67から得られる。回転計回路67は図7の中で示さ
れる入力において速度加速度計64からの出力信号Sを
受信する。この信号Sは、エンジン・スプールN1又は
N2のうちの1つから生じることがない80乃至200
Hzの周波数帯の外側の周波数成分を減ずるためにアナ
ログ・バンドパス・フィルタ200に印加される。デジ
タル信号の場合では、フィルタリングされた信号は4k
Hzで動作する12ビットのアナログ・デジタル変換器
(ADC)202によってデジタル化される。
プールN1又はN2の速度を表す周波数を分離する分岐
を有するエンジン・センサ信号調整論理回路204に供
給される。これらの分岐は同一のフィルタ・チェーンを
有しているが、それぞれのエンジン・スプールの周波数
を選択するように異なって調整されており、例えば、図
6の上部及び下部の分岐がN1及びN2スプール速度の
ためにそれぞれ構成される。後述するように、各分岐は
回転計回路67で得られた調整信号N1ESTあるいは
N2ESTによって設定される中心バンドを備えた2極
デジタル・バンドパスフィルタ206を有している。次
に、加速度計信号は、そのエンジンの他方のスプールの
信号N2ESTあるいはN1ESTによって調整される
ノッチを有する2極ノッチフィルタ208によって処理
され、所定のスプールの分岐中の信号から他方のスプー
ル周波数を取除く。得られた信号は、所定のスプールの
調整信号N1ESTあるいはN2ESTによってセット
された周波数でピーク利得を有する2極の第1のローパ
スフィルタ210を通って送られる。第1のローパスフ
ィルタ210の出力はそれぞれ対応するエンジン・スプ
ールN1あるいはN2の速度の周波数を有する正弦波
(sinusoid)のENGN1あるいはNGN2で示される
信号である。ノッチフィルタ208及び第1のローパス
フィルタ210からの出力信号は各分岐の装置212で
乗算されその積の符号が確定される。これらの動作は、
関連するスプール速度の2倍の周波数を有する可変デュ
ーティサイクルのパルス列であるPTN1あるいはPT
N2で示される出力信号を生成する。
サ信号調整論理回路204から供給され、N1チャネル
214あるいはN2チャネル216によって、更に処理
される。2つのチャネル214及び216の装置の構成
は同一であり、図7にN1チャネル214の機能につい
て示しており、以下に詳細に説明する。PTN1信号は
利得が1で、およそ0.1Hzの遮断周波数を有するロ
ーパス・フィルタ218に印加され、入力信号のデュー
ティサイクルの表示(indicative)、すなわちエンジン
・センサ信号調整論理回路204のフィルタを調整する
平均出力を生成する。第1のローパス・フィルタ210
が適切に合せられた場合、入出力の信号間の位相差は9
0度である。従って、信号PTN1のデューティサイク
ルは50%であり、第2のローパス・フィルタ218の
出力はPTN1信号のピーク値の50%である。第2の
ローパス・フィルタ218の出力は、フィルタされたP
TN1信号がフィルタのチューニング調整可能な所定の
範囲内にあるかを示すバイナリ出力を生成するコンパレ
ータに印加される。バイナリ論理レベルが高いことは不
適当なチューニングであることを示す。コンパレータ2
20の出力は調整インジケータ222によって反転さ
れ、高いバイナリ論理レベルが適切なフィルタ・チュー
ニングを示すLOCKN1と及びば呼ばれる信号を生成
する。
4への入力を制御するスイッチ233を動作させる。適
応性フィルタ210が適切に合せられない場合、スイッ
チ233は積分器234にPTN1信号を与え、結果は
レンジリミッタ236の入力に印加される。後者の装置
236は、積分器出力が予め定められた最小値及び最大
値を超えるのを防ぎ、その場合、積分器出力は対応する
最小値又は最大値にクランプされる。得られた制限され
た信号は、フィルタ・チューニング信号N1ESTとし
て用いられ、エンジン・センサ信号調整論理回路204
中のフィルタのチューニング入力に接続される。この接
続により、エンジン・スプールの速度に合ったフィルタ
206乃至210を維持する周波数ロックド・ループ回
路が構成される。
222からのLOCKN1信号は強度推定回路224に
印加され、ブロック226がLOCKN1及びENGN
1信号の積の絶対値を計算する。その結果はおよそ10
Hzの遮断周波数を有する第3のローパス・フィルタ2
28に印加される。第3のローパス・フィルタ228か
らのフィルタリングされた信号はコンパレータ230に
供給され、速度加速度計64からの信号強度は小さす
ぎ、制御装置内のフィルタの信頼できる調整ができない
か判別する。コンパレータ230は受理可能な強度であ
ることを示すANPN1で示されるバイナリ出力信号を
有する。強度信号AMPN1は、LOCKN1信号が印
加される入力を有するアンド(AND)ゲート232の
他の入力に印加される。ANDゲート232は、回転計
回路67によって生成されるエンジン・スプールN1の
速度指示が有効な場合に高い論理レベルを有する出力信
号VALIDN1を生成する。
は、振動吸収器26乃至29の制御装置60に印加され
る。特に、N1エンジン・スプール速度信号N1ES
T、及びVALIDN1信号は、図5に示すように振動
吸収器26の制御装置60に印加される。図6はそのよ
うな制御装置のアナログ信号での実行について示してい
るが、デジタル・プロセッサ上でのソフトウェアの実現
も可能である。エンジン・スプール速度信号N1EST
は質量体と機体の加速度計信号フィルタ102及び10
3のカスケード段を調整するために用いられる。
タ回路65、66によりフィルタされた加速度計信号F
A1及びFA2は位相測定回路68に印加される。これ
らの信号は、フィルタ出力がクランプされた正弦波成分
をもたない方形波信号に確実に変換されるように、各々
が直列に接続された1対のコンパレータからなる、個別
の精密コンパレータ段150又は152を通り抜ける。
得られた方形波信号は、モデル4583集積回路などの
入力にシュミット(Schmitt)トリガを備えた排他的論
理和(XOR)ゲート154の入力に印加される。XO
Rゲート154は、2つの処理された加速度計信号間の
位相差の関数である可変デューティサイクルを有する、
PHASEと示されたパルス信号を供給する。90度の
位相差ではデューティサイクルは50%である。XOR
ゲート154の出力でのPHASE信号の周波数は振動
周波数の2倍である。PHASE信号は、調整可能な利
得を備えた非反転増幅段156によって増幅される。増
幅段156内のコンデンサ155はパルスPHASE信
号を、パルスのデューティサイクルに対応する平均電圧
レベルの信号に積分する。その信号はコンデンサ・ネッ
トワークのRC時定数に依存するリップルの大きさと平
均レベルとの間で振動する。従って、振動吸収器26が
適切に調整できる場合でさえ、増幅段156の出力の電
圧レベルはわずかに変動する場合がある。
1の軸に沿う機体内の振動周波数に一致する場合、フィ
ルタされた2つの加速度計信号FA1及びFA2は直角
位相、つまり90度の位相ずれにある。その場合、位相
測定回路68は直角位相関係のV90表示(indicative)
と示された出力電圧レベルを生成する。例えば、V90の
名目上のレベルは位相測定回路68への供給電圧の2分
の1であり得る。上記したように、それがパルス列信号
の積分に対応するので実際の電圧は変動する。
FA1及びFA2の直角位相からの位相偏差は、位相測
定回路68からの出力電圧を変化させ、それによって出
力電圧と直角位相電圧レベルV90との差の大きさが直角
位相からの位相差の大きさを示し、電圧差の方向は加速
度計信号A1及びA2間の位相シフトの方向を示してい
る。
が直角位相電圧レベルV90を中心とした電圧範囲を画定
する1対のシュミット・トリガ160及び162に接続
された入力を有する制御論理回路70に印加される。例
えば、1つのシュミット・トリガ160は直角位相電圧
レベルV90の1ボルト上にセットされた正のヒステリシ
スを与え、他のシュミット・トリガ162は直角位相電
圧レベルV90の1ボルト下にセットされた負のヒステリ
シスを与える場合がある。抵抗器網164及び166は
この電圧範囲を画定する。
2からの出力信号はオア(OR)ゲート159の入力に
印加される。位相測定回路の出力電圧が直角位相電圧レ
ベルV90中心の2ボルトの範囲外にある場合、ORゲー
ト159は制御論理回路70の出力ゲート169に低い
DISABLE信号を生成させ、範囲内の場合は高いD
ISABLE信号が生成される。後述するように、高い
DISABLE信号はモータ・アセンブリ50の動作を
禁止し、従って振動吸収器のスプリング・スティフネス
の変更を禁止する。従って、加速度計61及び63から
の信号間に位相差が生じた場合、位相測定出力信号PH
ASEは、モータ・アセンブリ50を起動させるORゲ
ート159の不感帯範囲の外にある。回路セクション1
58は、直角位相電圧レベルV90に関する位相測定出
力信号中の正常なリップルが、振動吸収器26のチュー
ニングを変更するのを妨げる。
リガ160のうちの1つからの出力は、振動吸収器の共
振周波数を調整するためにモータ・アセンブリ50が動
く方向を示すDIRECTION信号として用いられ
る。制御論理回路70は、更に機体加速度計の前置増幅
器及びフィルタ回路65によって生成された信号FA1
を受信する強度モニタ74からの信号に応じて高いDI
SABLE信号を生成する。FA1信号は、正の信号レ
ベルに正の利得を印加し、負の信号レベルにゼロの利得
を印加するバッファ段170及び増幅段172を通過す
る。コンデンサ173は増幅段172の出力信号を積分
する。積分された信号は、DISABLE信号を生成す
るためにORゲート169に印加されるAMPLITU
DE ABORT信号を生成するコンパレータ段174
に供給される。従って、機体加速度計の信号A1強度が
あまりに小さく振動吸収装置26を高い信頼度でチュー
ニングすることができない場合、強度モニタ74からの
AMPLITUDE ABORT信号によって制御論理
回路70には高いDISABLE信号が生成される。こ
の動作によって、このような条件の下で振動吸収器のチ
ューニングを変更することは禁じられる。
号及びDIRECTION信号をは従来のステップモー
タ駆動回路76に供給される。モータ駆動回路76は、
ステップモータ52を動作させる電力信号を生成するこ
とによってこれらの信号に応答し、振動吸収器26の共
振周波数を変更する。振動吸収器26が機体振動の周波
数に適切に合せられる場合、加速度計61及び63から
の信号A1およびA2は直角位相の関係にある。この信
号状態によって、制御装置60はモータ駆動回路76が
モータ・アセンブリ50を動作させないようにする高い
DISABLE信号を生成する。振動吸収器26が適切
に合せられなかった場合、機体及び耐久質量体加速度計
61及び63からの信号A1およびA2は直角位相から
外れる。この条件は、位相測定回路の出力信号を制御論
理回路70のシュミット・トリガ160及び162によ
ってセットされた不感帯範囲外にする。結果として、制
御論理70はモータ駆動回路76がモータ・アセンブリ
50内のステップ・モータの駆動信号を生成することが
可能な低いDISABLE信号を生成する。その駆動信
号はステップ・モータを制御論理回路70からのDIR
ECTION信号によって指定された方向へ動くように
させる。
リング44を駆動する出力シャフト54を回転させ、図
4に示す耐久質量体32とモータ・アセンブリ50の管
状部48との間の間隔を変化させる。この動きは、たわ
み体ロッド40及び59の圧縮を変えて、そのために、
振動吸収器26の中のスプリングのスティフネスを変更
する。スプリング・スティフネスのこの変化は、エンジ
ン・スプールN1による機体パイロン24の垂直方向の
振動周波数と一致するまで、振動吸収器26の共振周波
数を変更する。その一致が生じた場合、2つの加速度計
61及び63からの信号は、制御装置60にモータ・ア
センブリ50の動作を終了させる高いDISABLE信
号を生成させる直角位相内にある。他の振動吸収器27
乃至29にも振動変化を調整する、同様なチューニング
が生じる。
収器26の共振周波数を動的に調整するようモータ・ア
センブリ50を動作させ、航空機のエンジン速度の変化
に起因する振動周波数の変化に追随する。それに加えて
このシステムは、温度又は材料の経年変化に起因する共
振周波数の変化を補償する。この適応性のあるチューニ
ングによって、振動吸収器26の質量スプリング系は正
確な外乱周波数での高性能な共振を提供する。
及びコンパレータなどのディスクリート回路要素により
説明したが、熟練した当業者であればそのような回路要
素によって実行されている信号処理機能はデジタル信号
プロセサのソフトウェアによって実行することができる
ことがわかるであろう。
に取り付けた飛行機胴体の破断図である。
ジンマウント構造の斜視図である。
ある。
路のブロック図である。
である。
らエンジン速度を得るための回路の機能ブロック図であ
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 マウント構造によってフレームに取り付
けたエンジンを有する乗物の振動吸収装置であって、 前記乗物に取り付けるマウント部材と、 質量体と、 前記マウント部材と質量体の間で接続され、前記質量体
が振動する共振周波数を画定するスティフネスを有する
スプリングと、 前記スプリングのスティフネスを調節して前記共振周波
数を変更する機構と、 前記フレームの振動を示す第1信号を生成する第1セン
サと、 前記質量体の振動を示す第2信号を生成する第2センサ
と、 前記エンジンの振動を検知するため前記マウント構造に
作動的に結合され、エンジン振動を表示する第3信号を
生成する第3センサと、 前記第3センサに接続され、前記第3信号に応答して、
前記エンジンの速度を表す速度信号を生成する回転計回
路と、 前記第1、第2及び第3センサに接続され、前記第1信
号、前記第2信号及び前記速度信号に応答して、前記ス
プリング及び前記質量体が前記フレームの振動を吸収す
るように前記共振周波数の調節機構を動作させるコント
ローラと、からなることを特徴とする振動吸収装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の振動吸収装置であって、 前記第1センサが前記フレームに結合されていることを
特徴とする振動吸収装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の振動吸収装置であって、 前記コントローラは、前記第1信号及び前記第2信号を
処理し前記速度信号に応じて調整された調整可能なフィ
ルタを有することを特徴とする振動吸収装置。 - 【請求項4】 マウント構造によってエンジンを取り付
けた機体を有する航空機の振動吸収システムであって、 第1軸に沿った前記機体の振動を示す第1信号を生成す
る第1センサと、 第2軸に沿った前記機体の振動を示す第2信号を生成す
る第2センサと、 各々が前記マウント構造に取り付けられたマウント部材
と、振動する際の共振周波数を画定するスティフネスを
有するスプリングにより結合された質量体とを有する第
1及び第2振動吸収器と、 前記エンジンの振動を検知するため前記マウント構造に
結合され、エンジン振動を表示する第3信号を生成する
第3センサと、 前記第3センサに接続され、前記第3信号に応答して、
前記エンジンの速度を表す速度信号を生成する回転計回
路と、 前記第1センサに接続され、前記第1信号を処理する第
1適応性(adaptive)フィルタを備えた第1コントロー
ラと、 前記第2センサに接続され、前記第2信号を処理する第
2適応性フィルタを備えた第2コントローラと、からな
り、 前記第1及び第2振動吸収器の各々は、前記スプリング
のスティフネスを調節し前記共振周波数を変更する機構
を有し、 前記第1適応性フィルタは前記速度信号に応答して調整
され、第1コントローラは前記第1信号に応答して前記
第1振動吸収器を動作させ、 前記第2適応性フィルタは前記速度信号に応答して調整
され、第2コントローラは前記第2信号に応答して前記
第2振動吸収器を動作させる、ことを特徴とする振動吸
収システム。 - 【請求項5】 請求項4記載の振動吸収システムであっ
て、 前記第1軸が前記第2軸に直交していることを特徴とす
る振動吸収システム。 - 【請求項6】 マウント構造によってエンジンを取り付
けた機体を有し、前記エンジンが第1速度で動く第1装
置及び第2速度で動く第2装置を有する航空機の振動吸
収システムであって、 第1軸に沿った前記機体の振動を示す第1信号を生成す
る第1センサと、 第2軸に沿った前記機体の振動を示す第2信号を生成す
る第2センサと、 各々が制御信号により変えられる共振周波数を有する第
1、第2、第3及び第4振動吸収器と、 前記エンジンの振動を検知するため前記マウント構造に
結合され、エンジン振動を表示する第3信号を生成する
第3センサと、 前記第3センサに接続され、前記第3信号に応答して、
第1速度を示す第1速度信号及び第2速度を示す第2速
度信号を生成する回転計回路と、 前記第1信号及び前記第1速度信号に応答して、前記第
1軸に沿った前記第1装置からの振動に前記第1振動吸
収器の前記共振周波数を適合させる第1制御信号を生成
する第1コントローラと、 前記第1信号及び前記第2速度信号に応答して、前記第
1軸に沿った前記第2装置からの振動に前記第2振動吸
収器の前記共振周波数を適合させる第2制御信号を生成
する第2コントローラと、 前記第2信号及び前記第1速度信号に応答して、前記第
2軸に沿った前記第1装置からの振動に前記第3振動吸
収器の前記共振周波数を適合させる第3制御信号を生成
する第3コントローラと、 前記第2信号及び前記第2速度信号に応答して、前記第
2軸に沿った前記第2装置からの振動に前記第4振動吸
収器の前記共振周波数を適合させる第4制御信号を生成
する第4コントローラと、からなることを特徴とする振
動吸収システム。 - 【請求項7】 請求項6記載の振動吸収システムであっ
て、 前記第1、第2、第3及び第4振動吸収器の各々が前記
第1及び第2信号のうちの1つを処理し、前記第1、第
2、第3及び第4制御信号によってそれぞれ調整される
ことを特徴とする振動吸収システム。 - 【請求項8】 請求項6記載の振動吸収システムであっ
て、 前記第1、第2、第3及び第4振動吸収器の各々が、 前記マウント構造に取り付けられたマウント部材と、 前記共振周波数を画定するスティフネスを有するスプリ
ングによってマウント部材に結合された質量体と、 前記第1、第2、第3及び第4制御信号の1つに応答し
て前記スプリングのスティフネスを調整して前記共振周
波数に変更する機構と、を有することを特徴とする振動
吸収システム。 - 【請求項9】 請求項6記載の振動吸収システムであっ
て、 前記回転計回路が、 前記第3信号を印加する入力及び第1出力を備え、前記
第1速度信号に応じて周波数帯を調整できる第1バンド
パス・フィルタと、 前記第1出力に接続された入力及び第2出力を備え、前
記第2速度信号に応じて調整される第1チューナブル・
ノッチフィルタと、 前記第2出力に接続された入力及び前記第1速度信号が
生成される出力を備え、前記第1速度信号に応じて変え
られる遮断周波数を有する第1ローパス・フィルタと、
を有することを特徴とする振動吸収システム。 - 【請求項10】 請求項9記載の振動吸収システムであ
って、 前記回転計回路が更に、 前記第3信号を印加する入力及び第4出力を備え、前記
第2速度信号に応じて周波数帯を調整できる第2バンド
パス・フィルタと、 前記第4出力に接続された入力及び第5出力を備え、前
記第1速度信号に応じて調整される第2チューナブル・
ノッチフィルタと、 前記第5出力に接続された入力及び前記第2速度信号が
生成される第6出力を備え、前記第2速度信号に応じて
変えられる遮断周波数を有する第2ローパス・フィルタ
と、を有することを特徴とする振動吸収システム。
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