Что такое демпфирование несущего винта и как оно влияет на устойчивость вертолета?

Я попытаюсь ответить на эти вопросы с точки зрения структурной динамики. Пожалуйста, поправьте меня, если я скажу глупости в других частях моего ответа.

Вы спрашиваете о демпфировании. Демпфирование необходимо учитывать при рассмотрении структурной динамики или вибрационных явлений. В роторе вертолета к вибрациям могут привести несколько явлений. Например :

• Различия в свойствах лезвия (в основном масса, но также и жесткость)
• Дисбаланс ротора из-за неточностей обработки
• Подшипники
• Двигатель, который может производить какие-то колебания крутящего момента
• Коробка передач, которая также может производить колебания (ищите вибрации зубчатого зацепления)
• Вертолетные операции (если у вас есть быстрые изменения траектории полета, это может привести к увеличению или уменьшению потребности в подъемной силе, что вызывает колебания крутящего момента в трансмиссии)

Короче говоря, несколько явлений могут возбуждать ротор. Как и любая конструкция, вертолет имеет естественные модели колебаний, называемые естественными формами колебаний, которые связаны с собственными частотами. Однако, если вы достаточно сильно возбуждаете компонент на его собственной частоте, это может привести к усталостному разрушению, поэтому демпфирование имеет первостепенное значение.

Насколько мне известно, наиболее заметной технологией, используемой для увеличения демпфирования несущего винта вертолета, являются демпферы корня лопасти. Существует множество технологий, однако они, по-видимому, гасят одно и то же явление: движения лезвия по кромке, так называемые движения опережения-запаздывания или охотничьи движения.

Если вы хотите глубже разобраться в этих вопросах, посмотрите, например , эту статью . Эта страница также может быть полезной.

В первой статье рассматриваются полуактивные демпферы для управления изгибающими движениями лезвия по кромке, чтобы уменьшить ограничения на ступицу. По сути, если бы лопасть была механически закреплена на ступице, могли бы возникнуть большие ограничения из-за вибрационных нагрузок, что привело бы, например, к разрушению из-за усталости. В конфигурации, представленной в документе и воспроизведенной здесь, связь между ступицей и лезвием представляет собой цилиндрическую связь, допускающую вращательное движение в плоскости. Затем используется система демпфера (жесткости) для поглощения кинетической энергии лопасти, чтобы ограничить нагрузки на ступицу, что позволяет уменьшить ее общий вес.

Во втором документе представлены некоторые более общие понятия о технологиях, связанных с винтами вертолетов. В частности, это хорошая схема полного сочлененного ротора. Существуют и другие технологии роторов: полужесткие или жесткие роторы, но они используют другую стратегию для снижения вибрации и связи лопасти со втулкой.