附件C：譯文


直升機(jī)旋翼軌跡及平衡的數(shù)字模擬化理論

A. Rosen and R. Ben-Ari
以色列工程技術(shù)學(xué)院，航空航天工程系，海法，以色列

直升機(jī)旋翼槳葉的非均勻性導(dǎo)致發(fā)生低頻振動。振動導(dǎo)致增加機(jī)組人員的疲勞，乘客的不便以及系統(tǒng)的維護(hù)和可靠性問題。非均勻性包括幾何學(xué)、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和空氣動力等方面。典型的槳葉采用特殊設(shè)計(jì)，有意識利用這種非均勻性，從而消除槳葉非人工非均勻性的影響。這種非均勻性也導(dǎo)致槳葉出現(xiàn)脫錐現(xiàn)象。多數(shù)情況下，這些修改目的在于減少槳葉脫錐現(xiàn)象，基于這些假設(shè)，也意在減少從旋翼傳遞到槳轂的振動。令人遺憾的，運(yùn)行軌跡未必能使振動減少到理想值。本學(xué)術(shù)論文介紹旋翼的軌跡及平衡全面的數(shù)學(xué)定義，以及兩者之間的關(guān)系。這個數(shù)學(xué)模型為深入研究旋翼的最佳調(diào)整創(chuàng)造了條件。

1、緒論
當(dāng)今直升機(jī)最值得重視的一個問題是振動。振動導(dǎo)致下列問題：(a)機(jī)組人員疲勞增加；(b)機(jī)械部件疲勞增加導(dǎo)致影響飛行器有效性的維護(hù)問題；(c)在航空電子設(shè)備或精密系統(tǒng)中較高的失靈概率；(d)多數(shù)情況下，高頻率的振動限定操作范圍；(e)增加乘客在民用中的不便。
通常可以把直升機(jī)振動分成三類：(a)高頻振動，即振動頻率(f)遠(yuǎn)高于旋翼的轉(zhuǎn)動頻率 ( ),( 20 )——這類振動主要起因于引擎或者變速箱；(b)中頻振動(20 > 5 )——這類振動主要起因于尾翼和副翼；(c)低頻振動 (5 > )——主要起因于旋翼，這類振動對人體耐受度和機(jī)械零部件的疲勞度有嚴(yán)格要求。
近期的研究主要致力于低頻振動。當(dāng)?shù)皖l振動被確定起因于旋翼時，可以分為不同的兩類：(a)在飛行中，旋翼固有的非對稱性導(dǎo)致存在固有振動，即便所有的槳葉呈現(xiàn)吻合狀態(tài)。(b)振動歸結(jié)于槳葉的非均勻性——這種非均勻性可能是生產(chǎn)過程中的偏差的結(jié)果，或者是出現(xiàn)和積累于直升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間(因此要求經(jīng)常維護(hù)和檢查)。
就第一類振動而言，旋翼起機(jī)械濾波器作用，機(jī)身上有唯一的特殊的離散的振動頻率規(guī)律。這個頻率等于(mb )，其中b是槳葉數(shù)量，m是正整數(shù)(1, 2,...)。綜上所述，在飛行中旋翼總是存在這類固有的振動。然而，可以利用各種技術(shù)降低振動強(qiáng)度[1]。
對于第二類振動，由于槳葉的非均勻性，極少能吸引學(xué)術(shù)上的興趣，雖然地面工作人員從事基礎(chǔ)理論[2]。這類振動不同于第一類振動，它包括所有旋翼諧函數(shù)(m )。就作為參考的最實(shí)際的實(shí)例說來[3,4]，振動頻率( )對人體耐受度有嚴(yán)格的要求。