文档介绍：第一节阻尼器系统
阻尼器按其所阻尼的运动不同,分为俯仰阻尼器,滚转阻尼器和偏航阻尼器.
(一)俯仰阻尼器
俯仰阻尼器用来提高直升机纵向短周期运动的阻尼,以稳定直升机相对机体坐标系横轴的角运动.
直升机的自然安定性:
直升机在俯仰转动过程中受到阻尼力矩,主要是旋翼产生。直升机突然受扰,机头上仰的瞬间,由于旋翼具有陀螺的定轴性,旋翼锥体瞬间不变。当机头已上仰角度后,旋翼锥体才以角速度开始随机头上仰而向后倾斜,,直到转动停止。
俯仰转动过程受阻情况
桨盘落后角为:
旋翼拉力对直升机重心构成一个阻止机头上仰的阻尼力矩
直升机俯仰角速度
旋翼转动角速度
桨叶质量特性系数
桨叶绕水平铰的质量惯性矩
旋翼拉力一定时,旋翼产生的阻尼力矩与俯仰角速度成正比。显然,增大俯仰角速度对增加旋翼的阻尼有益。可提高直升机遇到外干扰时纵向运动的稳定性。但是直升机运动具有惯性,当遇到外作用时,不能立即产生,也就不能立即产生应有的阻尼力矩,故需要采取措施。
受外作用(干扰或控制)M作用下满足的力矩平衡方程
拉氏变换:
典型的一阶惯性环节,阶跃输入和响应
引入负反馈后结构方框图, 阶跃响应近似于比例环节
当直升机受到外扰M后,就可立即产生俯仰角速度,也就使阻尼力矩立刻产生,来抑制外扰,从而提高直升机的纵向稳定性。
等效传递函数:
引入俯仰角速度到纵向通道构成的直升机俯仰阻尼器
对应控制规律为:
当直升机稳定转弯时,由于直升机绕X轴滚转角度,沿z轴有分量,此时尽管直升机没有绕Z轴俯仰,角速度陀螺仍能感受此分量,导致自动倾斜器纵向偏转一个角度。
解决办法:高通滤波器即洗出电路
传递函数为:
控制规律为:
为高通滤波器时间常数。
(二)滚转阻尼器
用于提高直升机绕纵轴滚转运动的阻尼。
旋翼产生阻尼力矩源于旋翼的陀螺定轴性,当直升机机体绕纵轴滚转时, 旋翼锥体落后于机身横向转动的角度。
直升机的滚转阻尼力矩来自旋翼和尾桨。
旋翼产生的阻尼力矩原因仍为具有陀螺定轴性,旋翼锥体落后于机身横向转动一个角度,旋翼拉力对重心构成一力矩,形成滚转阻尼力矩。
尾桨产生阻尼力矩直升机右滚时,辅加相对气流会使尾桨桨叶迎角增大,拉力增大,形成阻止向右滚转的阻尼力矩
当直升机左滚时,尾桨桨叶迎角减小,拉力减小,形成阻止向左滚转的阻尼力矩。