带嵌入式阻尼器的倾转旋翼机稳定性分析

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倾转旋翼机采用多体系统动力建模方法,能够准确反映各结构件之间的运动与约束关系,便于修改系统结构、增加构件。本文建立了带嵌入式阻尼器的半展倾转旋翼机多体动力学建模方法,并研究了直升机模式下机翼与旋翼之间的稳定性问题。首先,建立弹性机翼,倾转短舱,桨毂,桨叶等构件的动力学方程。根据各个构件动力学建模中得到的输出方程,建立相邻构件之间的对接约束方程。组集构件动力学方程,并以约束方程体现构件之间的关系,建立半展倾转旋翼机多体系统动力学方程。其次,多体系统动力学方程以广义坐标分离法进行缩并,得到只含有独立运动变量的非线性微分方程。通过特征值分析法对倾转旋翼机进行稳定性分析,得到倾转旋翼机的模态频率与模态阻尼随转速变化关系。分析了旋翼摆振柔软与摆振刚硬对倾转旋翼机系统稳定性的影响。最后,建立带嵌入式径向阻尼器的半展倾转旋翼机耦合模型,对倾转旋翼机摆振柔软不稳定现象进行分析。计算结果表明嵌入式阻尼器可以为耦合系统提供足够的阻尼,使系统保持稳定。并进一步分析了阻尼器设计参数对半展旋翼机系统稳定性的影响。
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