Способ снижения вибраций амортизированных блоков оборудования на вертолетах
Владельцы патента RU 2244858:
Акционерное общество закрытого типа "Московский научно-исследовательский телевизионный институт" (АО ЗТ МНИТИ) (RU)
Открытое акционерное общество "Казанское научно-производственное предприятие "Вертолеты-МИ" (ОАО КНПП "Вертолеты-МИ") (RU)
Изобретение относится к вертолетостроению и решает задачу уменьшения амплитуды вибраций амортизированных блоков оборудования на вертолетах путем увеличения собственной частоты вибрации блоков выше лопастной частоты колебаний вертолета. Для увеличения собственной частоты определяют условные веса амортизируемого блока К·G и (К-1)G, где К≥1,8, G - фактический вес амортизируемого блока. По условным весам выбирают типоразмер соответственно нижних и верхних амортизаторов. При установке обеспечивают предварительное обжатие верхних амортизаторов на величину, обеспечивающую уход резонансной частоты вибрации амортизируемого блока от лопастной частоты вертолета, например, равную не менее половины их хода. Величину обжатия верхних амортизаторов обеспечивают путем задания расстояния между плоскостями установки нижних и верхних амортизаторов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.
Изобретение относится к вертолетостроению и касается вопроса снижения уровня вибрации амортизированного оборудования на вертолетах.
Особенностью вертолетных вибраций является обязательное наличие вибраций с так называемой “лопастной частотой”, равной произведению частоты вращения несущего винта на число лопастей (Михеев Р.А. Прочность вертолетов. М., Машиностроение, 1984, стр.34-40) - [1]. Эти вибрации имеют наибольшую амплитуду и их частота у разных вертолетов составляет около (10-25) Гц, например, у МИ-8 она составляет 16 Гц.
Для проведения сравнительного анализа с заявляемым изобретением принят известный способ проведения виброизоляции блоков оборудования вертолетов путем установки блоков на амортизаторы (ГОСТ 21467-81. Амортизаторы бортового оборудования летательных аппаратов) - [2]. ГОСТом установлены типоразмеры амортизаторов, каждый из которых соответствует определенному диапазону весовых нагрузок. Так, согласно ГОСТу [2, п.1.3] имеем таблицу 1
| Таблица 1 | |||||||
| Типоразмер | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Диапазоны весовых нагрузок, кгс | 0,03-0,12 | 0,1-0,35 | 0,3-1,0 | 0,8-2,5 | 2-5 | 4,5-10 | 9-16 |
из которой следует, что вес амортизированного блока, приходящийся на один амортизатор соответствующего типоразмера 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и т.д., должен соответствовать рекомендуемому диапазону весовых нагрузок (0,03-0,12) кгс, (0,1-0,35) кгс, ..., (9-16) кгс и т.д.
Виброзащитные характеристики амортизаторов должны соответствовать графику, приведенному на фиг.1.
Здесь: f - частота колебаний (Гц), λ - коэффициент динамичности, равный отношению амплитуды колебаний амортизированного груза к амплитуде колебаний основания. Кривые А, В, С определяют виброзащитные характеристики соответственно низко-, средне- и высокочастотных амортизаторов, причем для амортизации вертолетного оборудования рекомендованы низкочастотные амортизаторы с характеристикой А. Такие амортизаторы при f=16 Гц (вариант МИ-8) обеспечили бы значение коэффициента динамичности λ, равное 1,5.
Известны амортизаторы, например, АПН, АФД, по своим характеристикам близкие к типу В. На фиг.2 представлена зависимость коэффициента динамичности амортизатора АПН от частоты, а в Таблице 2 - рекомендованная весовая нагрузка в зависимости от типоразмера амортизатора.
| Таблица 2 | ||||||
| Типоразмер АПН | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Нагрузка, кг | 0,5-1 | 1-2,5 | 2-5 | 4-7 | 6-10 | 9-15 |
Согласно фиг.2 при f=16 Гц λ равна около 2, т.е. амплитуда колебаний амортизированного блока в 2 раза выше амплитуды колебаний основания, что является недостатком, а в ряде случаев недопустимо.
Изобретение решает задачу уменьшения амплитуды колебаний вибраций амортизированных блоков оборудования на вертолетах с лопастной частотой путем увеличения собственной частоты вибрации блоков выше лопастной частоты колебаний вертолета.
Поставленная задача достигается тем, что по способу снижения вибраций амортизированных блоков оборудования на вертолетах, по которому подбирают типоразмер верхних и нижних амортизаторов, исходя из веса амортизированного блока, приходящегося на один амортизатор, определяют условные веса амортизируемого блока как K·G и (K-1)·G, где G - фактический вес амортизируемого блока и К≥1,8, по которым выбирают типоразмер нижних и верхних амортизаторов соответственно, а при их установке обеспечивают предварительное обжатие верхних амортизаторов на величину, обеспечивающую уход резонансной частоты вибрации амортизируемого блока от лопаточной частоты вертолета.
Предварительное обжатие верхних амортизаторов обеспечивают на величину, равную не менее половины их хода, путем задания расстояния между плоскостями установки нижних и верхних амортизаторов.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1 - фиг.3, где:
фиг.1 - График значений коэффициентов динамичности амортизаторов согласно ГОСТу 21467-81;
фиг.2 - График значений коэффициентов динамичности амортизаторов AПH;
фиг.3 - Схема установки амортизации блока.
Здесь: 1 - амортизируемый блок; 2 - этажерка; 3 - нижние амортизаторы; 4 - верхние амортизаторы; А - расстояние между плоскостями нижних и верхних амортизаторов.
На этажерке 2 закрепляют nнижн и nверх амортизаторов 3 и 4 соответственно, на которые устанавливают амортизируемый блок 1. Нижние амортизаторы 3 подбирают на нагрузку (G/n)·К, а верхние 4 - на нагружу (G/n)·(К-1), К - коэффициент ≥1,8. При установке амортизаторов 3 и 4 на расстоянии А, величину которого можно регулировать прокладками под амортизаторы, обеспечивают обжатие верхних амортизаторов 4 на величину, обеспечивающую уход резонансной частоты вибрации блока от лопастной частоты вертолета и равную не менее 1/2 их хода.
Пример. Пусть вес G амортизируемого блока 1 равен 30 кг, коэффициент К=1,9. Установлено четыре нижних 3 амортизатора АПН-6 на нагрузку 30/4·1,9=14,25 кг и четыре верхних 4 амортизатора АПН-4 на нагружу 30/4·(1,9-1)=6,75 кг. Жесткость амортизаторов в вертикальном направлении возрастает не менее, чем в К+(К-1)=(2К-1)=2,8 раза, а собственная частота - не менее, чем в раза и будет ≥23 Гц вместо 14 Гц, получаемых при установке оборудования согласно действующим методикам (т.е. при подборе нижних амортизаторов по фактическому весу блока и без поджатия блока сверху верхними амортизаторами).
Проведенные летные испытания блока, установленного по предложенному способу, показали, что коэффициент динамичности по предложенному способу λ не превышал 1 при лопастной частоте на вертолете МИ-8 16 Гц.
1. Способ снижения вибраций амортизированных блоков оборудования на вертолетах, по которому подбирают типоразмер верхних и нижних амортизаторов исходя из веса амортизированного блока, приходящегося на один амортизатор, отличающийся тем, что определяют условные веса амортизируемого блока как K·G и (K-1)·G, где G - фактический вес амортизируемого блока и К≥1,8, по которым выбирают типоразмер нижних и верхних амортизаторов соответственно, а при их установке обеспечивают предварительное обжатие верхних амортизаторов на величину, обеспечивающую уход резонансной частоты вибрации амортизируемого блока от лопастной частоты вертолета
2. Способ снижения вибраций по п.1, отличающийся тем, что предварительное обжатие верхних амортизаторов осуществляют путем задания расстояния между плоскостями установки нижних и верхних амортизаторов.
3. Способ снижения вибраций по п.1, отличающийся тем, что предварительное обжатие верхних амортизаторов обеспечивают на величину, равную не менее половины их хода.
