СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС КОНСТРУКЦИИ Российский патент 1995 года по МПК G01M1/12 

Описание патента на изобретение RU2034255C1

Изобретение относится к авиационной технике и касается способа определения положения центра масс вертолета с соосными несущими винтами.

Известен способ определения положения центра масс конструкции, заключающийся в возбуждении колебаний конструкции последовательным приложением к конструкции нагрузок, измерении параметров колебаний и определении положения центра масс по математическому выражению (авт.св. СССР N 1170302, кл. G 01 М 1/12, 1983).

При таком способе испытаний не учитывается то, что силы передаются на фюзеляж вертолета через валы винтов, различающихся своими упругими характеристиками, жесткостями и люфтами их опор. Вследствие этого дисбалансные силы винтов передаются на фюзеляж не одинаково и оказывают на него различные воздействия, что снижает достоверность определения положения центра масс вертолета.

Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности определения центра масс вертолета за счет учета влияния установки валов несущей системы.

Цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в возбуждении колебаний конструкции последовательным приложением к конструкции нагрузок, измерении параметров колебаний и определении положения центра масс по математическому выражению, приложение нагрузок осуществляют на режиме висения поочередной установкой на каждом несущем винте дисбалансного груза, затем измеряют вибродатчиками в верхней и нижней относительно центра масс точках фюзеляжа приращения виброперемещений относительно виброперемещений для вертолета со сбалансированными несущими винтами, а положение центра масс определяют по математическому выражению
a где ZВ=
ZН=
а расстояние по вертикали от верхнего относительно центра масс вибродатчика до центра масс вертолета с соосными несущими винтами;
Δ Z1B, Δ Z2B приращения виброперемещений в верхней и нижней точках фюзеляжа от установки дисбалансного груза на верхнем винте относительно виброперемещения для вертолета со сбалансированными несущими винтами;
Δ Z1H; Δ Z2H приращения виброперемещений в верхней и нижней точках фюзеляжа от установки дисбалансного груза на нижнем винте относительно виброперемещений для вертолета со сбалансированными несущими винтами;
с расстояние по вертикали от верхнего относительно центра масс вибродатчика до нижнего винта;
b расстояние по вертикали между верхним и нижним относительно центра масс вибродатчиками;
h расстояние между винтами.

На чертеже показан вертолет, поперечное сечение.

На лопасти верхнего 1 и нижнего 2 винтов поочередно устанавливают дисбалансные грузы 3 и 4. В фюзеляже 5 вертолета устанавливают вибродатчики 6 и 7 на расстоянии b между ними для измерения виброперемещений в поперечном направлении Z1 и Z2 соответственно, действующих с оборотной частотой на режиме висения. Расстояние между центром масс 8 вертолета и вибродатчиком 6 обозначено а. Расстояние от вибродатчика 6 до нижнего винта обозначено с, а между соосными винтами h.

Предлагаемый способ основан на том, что амплитуды линейного перемещения центра масс вертолета Zо и углового перемещения ϕ относительно продольной оси от действия дисбаланса S(S=mr, где m масса дисбалансного груза; r расстояние дисбалансного груза от оси вращения винта) несущего винта, расположенного относи- тельно центра масс вертолета на расстоянии Y, связаны с массой М вертолета и его моментом инерции I относительно продольной оси соотношениями
-МZo S, I ϕo SY.

Поделив одно выражение на другое, получаем
· (1)
Из выражения (1) следует, что отношение амплитуд не зависит от величины дисбаланса на винтах. Поочередно устанавливая дисбаланс на винтах (верхнем (в) и нижнем (н)) и выражая расстояния от центра масс вертолета до винтов в соответствии с принятыми обозначениями (см. чертеж), получаем соотношение
:= (2)
Таким образом, если измерить амплитуды перемещений от дисбалансов, раздельно установленных на винтах, то можно определить из выражения (2) положение центра масс вертолета.

При испытаниях измеряют виброперемещения Z1 (вибродатчик 6) и Z2 (вибродатчик 7), с помощью которых определяют
b-a (3)
Подставляя выражение (3) в выражение (2) и выполняя преобразования, получаем соотношения
; (4) где Δ Z и Δ Z, Δ Z1H и Δ Z2H приращения перемещений по датчикам виброперемещений от дисбалансного груза одного винта: верхнего и нижнего соответственно.

П р и м е р. На вертолете устанавливают виброизмерительную аппаратуру ВИ-6 и два вибродатчика ДВ-1. Геометрические параметры (см. чертеж): h=1,5 м, с=0,365 м, b=2,865 м. На вертолете со сбалансированными несущими винтами на лопасть верхнего винта устанавливают груз 0,2 кг на расстоянии 7,995 м от оси вращения винта. Выводят вертолет на режим висения и определяют приращения вибраций по сравнению со сбалансированными несущими винтами Δ Z= 0,69 мм, Δ Z= -0,33 мм. Снимают груз с верхнего винта и устанавливают его на нижний. Определяют приращения вибраций Δ Z1H= 0,45 мм, Δ Z -0,12 мм. По математическим формулам (4) определяют расстояние от вибродатчика (расстояние которого от нижнего винта обозначено с) до центра масс соосного вертолета а=1,523 м. При испытаниях по методу, изложенному в прототипе, это расстояние составило 1,752 м. Таким образом, различие между результатами, полученными при использовании способа-прототипа и предлагаемого способа составляет (1,752-1,523)/1,523 15%
В результате осуществления предлагаемого способа по сравнению с прототипом повышаются точность и достоверность при определении положения центра масс соосного вертолета в его рабочем состоянии.

Похожие патенты RU2034255C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ТОЧКИ ПРИЛОЖЕНИЯ ВНЕШНИХ СИЛ ВЕРТОЛЕТА 1991
  • Воронков А.З.
  • Соболь Б.П.
RU2033941C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИБРАЦИОННЫХ СИЛ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ВАЛУ ВИНТА ВЕРТОЛЕТА В ПОЛЕТЕ 1991
  • Воронков А.З.
  • Дербин А.Н.
RU2034258C1
ГЛАВНЫЙ РЕДУКТОР ВЕРТОЛЕТА 1993
  • Бушмарин Л.Б.
  • Колмаков В.В.
RU2065381C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ВИБРАЦИЙ ЛОПАСТЕЙ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА 1992
  • Воронков А.З.
  • Ганюшкин Ю.П.
  • Соболь Б.П.
RU2077454C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС ВЕРТОЛЕТА 2003
  • Воронков А.З.
RU2241637C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ВИБРАЦИЙ ЛОПАСТЕЙ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА 1994
  • Воронков А.З.
  • Ганюшкин Ю.П.
RU2078008C1
СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ 1991
  • Воронков А.З.
  • Ляхин В.В.
RU2034256C1
СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА "ЗЕМНОЙ РЕЗОНАНС" ЭЛЕМЕНТОВ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА И СТЕНД ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Воронков А.З.
  • Соболь С.Б.
RU2034257C1
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ГЛАВНОГО РЕДУКТОРА ВЕРТОЛЕТА 1992
  • Бушмарин Л.Б.
  • Колмаков В.В.
RU2089454C1
СТЕНД ДЛЯ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ВЕРТОЛЕТА С СООСНЫМИ ВИНТАМИ 1993
  • Воронков А.З.
  • Колмаков В.В.
  • Трифонова Н.А.
RU2091739C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС КОНСТРУКЦИИ

Изобретение относится к авиационной технике и касается способа определения положения центра масс вертолета с соосными несущими винтами. Цель изобретения - повышение достоверности определения центра масс вертолета за счет учета влияния установки валов несущей системы. Способ определения центра масс вертолета с соосными несущими винтами заключается в возбуждении колебаний конструкции последовательным приложением нагрузок на режиме висения, которое осуществляют поочередной установкой на каждом несущем винте 1 и 2 дисбалансных грузов 3 и 4. Затем измеряют вибродатчиками 6 и 7 в двух точках фюзеляжа 5 приращение виброперемещений относительно виброперемещений для вертолета со сбалансированными несущими винтами, а положение центра массы определяют по математическому выражению. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 034 255 C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС КОНСТРУКЦИИ, преимущественно вертолета с соосными несущими винтами, заключающийся в возбуждении колебаний конструкции последовательным приложением к конструкции нагрузок, измерении параметров колебаний и определении положения центра масс по математическому выражению, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения центра масс вертолета с соосными несущими винтами за счет учета влияния установки валов несущих винтов, приложение нагрузок осуществляют на режиме висения поочередной установкой на каждом несущем винте дисбалансного груза, измеряют вибродатчиками в верхней и нижней относительно центра масс точках фюзеляжа приращение виброперемещений относительно виброперемещений для вертолета со сбалансированными несущими винтами, а положение центра масс определяют по математическому выражению



где a расстояние по вертикали от верхнего относительно центра масс вибродатчика до центра масс вертолета;
Δz, Δz приращения виброперемещений в верхней и нижней точках фюзеляжа от установки дисбалансного груза на верхнем винте относительно виброперемещений для вертолета со сбалансированными несущими винтами;
Δz, Δz приращения виброперемещений в верхней и нижней точках фюзеляжа от установки дисбалансного груза на нижнем винте относительно виброперемещений для вертолета со сбалансированными несущими винтами;
c расстояние по вертикали от верхнего относительно центра масс вибродатчика до нижнего винта;
b расстояние по вертикали между верхним и нижним относительно центра масс вибродатчиками;
h расстояние между винтами.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2034255C1

Способ определения координаты центра тяжести тела 1983
  • Диков Виктор Абрамович
  • Котенев Геннадий Яковлевич
SU1170302A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 034 255 C1

Авторы

Воронков А.З.

Соболь Б.П.

Даты

1995-04-30Публикация

1991-06-24Подача