一种共轴双旋翼的动平衡调整方法

技术领域

本发明属于航空测试技术，涉及一种共轴双旋翼的动平衡调整方法。

背景技术

共轴双旋翼系统表面上由两层桨叶长度相同、转速相同、旋转方向相反的单旋翼组合而成，但整个旋翼系统却是一个不可分割的整体。共轴双旋翼系统旋转一周，上层旋翼与下层旋翼各自不平衡点在的运动轨迹上每一点的耦合结果都各不相同，这对共轴双旋翼振动的测量造成了极大困难，也对后续共轴双旋翼平衡调整带来直接影响，进而导致共轴双旋翼直升机旋翼系统维护保保障效率低下。为了提高共轴双旋翼直升机旋翼系统的维护保障效率，必须研究高效的平衡测量和调整方法。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种共轴双旋翼的动平衡测量和调整方法，该调整方法与测量方法配合使用，可以通过最少的调整次数，有效改善共轴双旋翼系统的振动水平。

通过分析共轴双旋翼系统上层旋翼与下层旋翼不平衡点的运动轨迹，旋翼旋转一周，上下两层旋翼的不平衡点会出现两次重合和背离。为了尽可能测量到共轴双旋翼系统振动最大值，同时避免大规模布局振动传感器，本发明采用测量四个振动振动，四个传感器之间的夹角为45度，可以使用两个三轴振动传感器，也可以使用四个单轴振动传感器。

在共轴双旋翼系统主减速器上端面水平安装1号、2号、3号、4号振动传感器，传感器间夹角为45度，测量同一时刻共轴双旋翼系统当前状态的振动水平。在上层旋翼任意加载点安装配重，然后再次测量同一时刻共轴双旋翼系统的振动水平。对比1号、2号、3号、4号振动传感器在共轴双旋翼两个状态的振动变化情况，选择振动幅值变化较大的两个振动传感器为基准传感器，编号为Ⅰ和Ⅱ。

假设基准振动传感器Ⅰ在共轴双旋翼状态1的测得的振动幅值是a，相位是α。则状态1的振动x

x

假设基准振动传感器在状态2的振动幅值是b，相位是β。则状态2的振动x

x

由此可知安装配重产生的振动

x＝x

进而得到

其中|x|为安装配重产生的振动幅值，θ为测量转化相位。

根据以上结果可以计算得到平衡配重的重量p

ω

加载平衡配重后，测量同一时刻共轴双旋翼系统的振动水平，如果两个基准振动传感器测量的振动幅值都有所减小，则调整有效，本次动平衡测量与调整工作结束；如果基准振动传感器Ⅰ振动幅值明显减小，而基准振动传感器Ⅱ动幅值有所升高，则需按上面的方法以基准振动传感器Ⅱ重新计算|x|和θ后，再次加载平衡配重配平。

试验证明，通过以上测量和调整方法，由有效改善共轴双旋翼的振动水平，使多个方向的振动幅值降低到0.2ips以下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请其中一个实施例提供的共轴双旋翼系统及传感器示例；

图2为本申请其中一个实施例提供的一种共轴双旋翼的动平衡调整方法的步骤流程图。

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，而不是全部的实施例。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。

实施例1：

试验证明，共轴双旋翼系统上层旋翼的不平衡对共轴双旋翼系统平衡影响贡献比相较于下层旋翼更高，所以先从上层旋翼平衡调整开始实施。主要包含以下步骤：

步骤1：在共轴双旋翼系统主减速器上端面上安装1号、2号、3号、4号振动传感器，可以安装在同一位置，也可以安装在不同位置，只要四个单轴振动传感器夹角为45度即可，请参考图1；

步骤2：通过四个振动传感器测量同一时刻共轴双旋翼系统当前状态的振动水平，得到四组测量的振动幅值和相位值；

步骤3：在上层旋翼任意加载点安装配重，记录配重质量m和位置φ。将该安装配重前的状态定为状态1，安装配重后的状态定为状态2；

步骤4：再次通过四个振动传感器测量共轴系统同一时刻共轴双旋翼系统状态2的振动水平，得到四组测量结果；

步骤5：对比1号、2号、3号、4号振动传感器在共轴双旋翼状态1和状态2的测量振动变化情况，选择两个状态振动幅值变化最大的振动传感器为基准传感器；

步骤6：对基准振动传感器Ⅰ在共轴双旋翼状态1的测得的振动幅值是a，相位是α，状态2的振动幅值是b，相位是β代入表达式。得到安装配重产生的振动幅值|x|和转化相位θ。

步骤7：利用公式得到平衡配重的重量p

步骤8：按照步骤7加载平衡配重后，测量同一时刻共轴双旋翼系统的振动水平，如果两个基准振动传感器测量的振动幅值都有所减小，则调整有效，本次动平衡测量与调整工作结束；如果基准振动传感器Ⅰ振动幅值明显减小，而基准振动传感器Ⅱ动幅值有所升高，则需按步骤6和步骤7的方法以基准振动传感器Ⅱ重新计算|x|和θ后，再次加载平衡配重配平。

采用以上执行步骤，通常可以有效改善共轴双旋翼系统的振动水平。如果执行上述步骤后，共轴双旋翼系统的振动仍然大于0.20ips或阈值，就需要在使用上面的步骤后对下层旋翼进行操作，通过对上下两层旋翼的动平衡调整来降低共轴双旋翼系统振动水平。

实施例2

请参考图2，一种共轴双旋翼的动平衡调整方法，包括以下步骤：

S100:通过多个振动传感器获取空载状态下以及配重状态下共轴双旋翼系统的振动水平；

在共轴双旋翼系统主减速器上端面安装多个探测不同方向的振动传感器；

通过多个振动传感器获取空载状态下共轴双旋翼系统的振动水平；

在上层旋翼加载点增加配重以使得共轴双旋翼系统进入配重状态；

通过多个振动传感器获取配重状态下共轴双旋翼系统的振动水平。

S200:选取自空载状态至配重状态后振动幅值变化最大的两个振动传感器为第一基准传感器和第二基准传感器；

S300:由第一基准传感器和第二基准传感器的振动水平获取安装配重产生的振动幅值以及测量转化相位；

S400:由振动幅值以及测量转化相位获取平衡配重的位置与重量；

S500:根据平衡配重的位置与重量安装平衡配重；

当第一基准传感器和第二基准传感器测量的振动幅值均减小时，调整结束；当第一基准传感器和第二基准传感器中任意一个传感器振动幅值变大时，以振动幅值变大的传感器为目标传感器，重新测量振动幅值以及测量转化相位，并进行平衡配重。

对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求和保护范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，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。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为。