[实用新型]惯性质量蓄能式直升机机身反共振隔振装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及直升机振动控制技术领域，具体的讲一种直升机主减速器与机身之间的隔振装置。

背景技术

在航空工程领域内直升机的振动问题是非常突出的。这些振动问题使得直升机动力学环境比较恶劣，导致了乘员和驾驶员乘坐舒适性差、零部件易疲劳损坏，影响机载设备的功能，降低直升机部件和设备的可靠性，增加使用维护费用。其中旋翼交变气动环境引起的激振力是决定直升机振动水平的最主要因素，降低旋翼动载荷向机身的传递也是直升机隔振的主要目标。旋翼的扰力大，激振频率低，激振力与力矩同时存在，由弹簧和阻尼器组成的传统隔振装置难以减小直升机飞行当中的振动水平。

为了解决直升机旋翼系统中激振频率低与隔振系统静变形不能大这一主要矛盾，美国专利US3322379公开了一种动力反共振隔振器（DAVI，Dynamic Anti-vibration Isolator），这种隔振器包括弹簧、阻尼器和杠杆质量系，弹簧和阻尼器的两端分别铰接于主减速器和机身，杠杆质量系中杠杆的一端通过铰链水平铰接于主减速器，另一端与质量块刚性相联，机身通过铰链铰接于杠杆中间远离质量块的一端，通过调节杠杆力臂长度和质量块的大小，使杠杆质量系产生特定频率下的反共振峰，这个特定频率就是反共振频率，在反共振频率附近隔振器具有很高的隔振效率，能有效地削减周期性旋翼激振力，从而达到隔除机身低频振动的目的。然而，这种隔振器使用了杠杆质量系，在振动过程中质量块会随杠杆大幅摆动占用大量空间，布置困难；此外，在隔振机身垂直振动的同时，却带来机身水平振动问题。

美国专利US5052510公开了一种主动隔振器，这种隔振器用制动器代替了上述专利中的杠杆质量系，解决了布置困难与带来的水平振动的问题，但该专利为主动控制，需要输入的能量大，成本高，可靠性低，会导致系统不稳定，需要复杂的控制策略和元器件，控制系统出现故障时根本不能隔除振动。

发明内容

本实用新型的目的是：解决直升机旋翼系统中周期性激励频率低与隔振系统静变形不能太大这一主要矛盾，降低旋翼动载荷向机身的传递，同时解决动力反共振隔振器（DAVI）中杠杆质量系所带来的水平振动和布置困难的技术问题。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：将弹簧、阻尼器和惯性质量蓄能器并联竖直安装于主减速器与机身之间，旋翼产生的周期性低频激振力由弹簧来缓冲，由阻尼来消耗其振动能量，由惯性质量蓄能器以反共振方式来吸收其振动能量，结合缓冲隔振、阻尼减振和动力吸振三种方式来降低旋翼载荷向机身的传递；所述的惯性质量蓄能器采用滚珠丝杠惯性质量蓄能器，以解决动力反共振隔振器（DAVI）中杠杆质量系所带来的水平振动和布置困难的技术问题。

本实用新型的具体方案为，包括弹簧、阻尼器和惯性质量蓄能器。

弹簧为螺旋压缩弹簧，阻尼器为筒式液压阻尼器，弹簧套在阻尼器的外筒外，弹簧与阻尼器同轴固定连接，弹簧的一端与阻尼器的活塞杆固定连接，另一端与阻尼器的外筒固定连接，阻尼器活塞杆通过铰链铰接于主减速器，阻尼器外筒通过铰链铰接于机身。

惯性质量蓄能器为滚珠丝杠惯性质量蓄能器，包括吊耳A、行程室、螺母、丝杠、橡胶防尘罩、丝杠支撑座、飞轮、飞轮室和吊耳B。丝杠包括光杆部分和螺纹滚道部分；飞轮与丝杆同轴固定于丝杠的光杆部分；丝杠支撑座内安装有轴承，轴承外圈与丝杠支撑座的内孔配合，轴承内圈与丝杠靠近滚道一侧的光杆部分配合，以保证丝杠相对于丝杠支撑座旋转时，丝杠支撑座对丝杠在轴向和径向上的位置保持不变；螺母同丝杠上的螺纹滚道相啮合；行程室为一端开口一端封闭的长筒状，开口端固定套装在螺母的外圆上，以保证行程室与螺母同轴，封闭端与吊耳A的螺杆部分相连；飞轮室也为一端开口一端封闭的长筒状，开口端固定套装在丝杠支撑座的外圆上，以保证飞轮室与丝杠支撑座同轴，封闭端与吊耳B的螺杆部分相连；橡胶防尘罩为风琴式防尘罩，一端套装于行程室外筒，另一端套装于飞轮室外筒；吊耳A和吊耳B的螺杆部分，分别与行程室和飞轮室封闭端中心孔上的螺纹相旋合，以保证两吊耳中心点在丝杠轴线上。惯性质量蓄能器竖直安装于机身与主减速器之间，吊耳A与机身铰接，吊耳B与主减速器铰接。

与动力反共振隔振器（DAVI）相比，本实用新型具有以下优点：1、消除了由于质量杠杆系的存在而带的水平振动问题；2、惯性质量蓄能器工作时占用的空间小，易于布置；3、安全可靠、重量轻、体积小、成本低、拆装方便、易于维护。

附图说明

图1为惯性质量蓄能式直升机反共振隔振装置结构示意图。

图2为滚珠丝杠惯性质量蓄能器结构示意图。