海军航空大年夜学飞机教研室刘旭讲解：直升机若何预防共振现象

直升机如何预防共振征象

刘任丰 段东升

安装有摆动减震器的旋翼桨毂。
资料照片

历史上，有这样一则故事：19世纪初，法国拿破仑的军队在通过铁链悬桥时，士兵们采纳“齐步走”办法提高，导致悬桥剧烈振动、铁链断裂，士兵们纷纭落水，伤亡惨重。
事后，科学家研究创造，这场悲剧是由共振征象引起的。

共振征象，在直升机着陆阶段同样也会涌现。
2012年2月，巴西一架AS350B接济直升机在帕拉州着陆时，由于机身振幅过大发生断裂事件。

那么，直升机机身为什么会发生断裂事件？原来当旋翼旋转时，受到外部强风等成分影响，桨叶会绕垂直铰做前后摇摆运动。
如果起落架或机身的振动频率和旋翼摆动频率附近，直升机上各个部件就会“齐步走”，从而发生共振征象。
这个过程就像微风吹树叶，几片树叶的震撼能带动起树林的摇动，如果振幅过大，树叶就会分开枝干，飘落下来。

实在，翱翔员破解直升机地面共振难题的操作方法很大略——果断拉起总距杆起飞或者将总距压到底履行紧急刹车。
但共振征象的发生毫无征兆，且振幅增幅极快，短短几秒钟就可以涌现桨叶折断、轮胎分裂、机身翻倒等严重事件。
这对翱翔员的生理本色和反应能力是极大磨练。
为了减轻直升机翱翔员降落时的精神压力，直升机设计职员想出了3种妙招，预防直升机地面共振征象的发生。

妙招一：“一个巴掌”拍不响。
在直升机设计过程中，频率规避法是最常用的预防直升机地面共振方法。
在设计直升机旋翼和起落架的构造形状时，设计职员会避免旋翼和起落架的振动频率过于靠近，从而确保直升机着陆时旋翼与起落架不会同频共振。

妙招二：千里之行始于“足下”。
起落架阻尼减震系统，就像给直升机穿上一双“减震鞋”，通过阻滞或花费机身的侧向晃动来防止共振征象发生。
直升机的起落架设计不同，阻尼减震的办法也不同。
滑橇式起落架可以通过调度刚度的办法增加阻尼，错开共振频率，降落共振征象的发生概率。
比较之下，轮式起落架设置有像“减震气垫”一样的缓冲机构，可以接管大部分由起落架振动而产生的能量，从而降落振动频率，预防共振征象发生。

妙招三：桨叶末端装“紧箍”。
“紧箍”便是旋翼桨叶和桨毂连接处设置的摆振阻尼器。
设计职员通过这个“紧箍”来阻滞直升机前后桨叶的摆动，从而限定桨叶的摆动幅度，确保桨叶摆动的范围安全可控。
目前，直升机螺旋桨系统安装有弹簧和液压两种阻尼器，别看这两种桨叶上的“紧箍”还没有拳头大，但能确保整架直升机平稳降落，堪称直升机安全翱翔的“守护神”。

来源： 解放军报