轉子陀螺效應對翼吊發動機機翼彎扭顫振特性影響研究

周健斌，章俊杰，孟 光

（1.中國商用飛機有限責任公司 上海飛機設計研究院，上海 201210；2.上海交通大學 機械系統與振動國家重點實驗室，上海 200240）

0 引 言

具有陀螺效應的彈性體在航空、航天、機械等領域有廣泛的應用。D′Eleuterio［2－6］和 Hughes［7］針對自旋航天器研究了一類具有分布陀螺力矩的彈性系統的動力學特性并提出了陀螺彈性系統的概念。Peck［8－9］等在此基礎上提出了運用嵌入在結構中的角動量來實現結構自適應調諧，如頻移、模態耦合和解耦、相位調整等。針對一類帶有旋轉部件的機械臂，Yamanaka［10－11］分析了端部帶有轉子的均質梁的動力學和穩定性問題，其轉子轉軸沿梁的軸向。Li［12］等研究了端部帶有任意方向旋轉軸的轉子的柔性連接的穩定性問題。

國內外關于陀螺效應對機翼或飛機顫振特性的影響機理研究文獻較少。在實踐中常根據經驗將陀螺效應等效成一定的系統阻尼，在ω法或p－k法計算時采用阻尼矩陣計入陀螺效應進行顫振計算［1］，取得較好的效果。盡管陀螺力矩在形式上與系統速度有關，但其功率恒等于零，即其本身并不是阻尼力［13］，因此將陀螺效應等效成系統阻尼的方法缺少一定的理論支撐。王彬文［14］等用有限元方法研究了轉子陀螺效應對帶有翼吊發動機系統振動特性的影響。

本文從機翼結構動力學和轉子動力學基本理論出發，建立了計及陀螺效應的機翼彎扭顫振方程，忽略發動機吊掛柔性等影響，分析了陀螺效應對系統顫振特性的影響規律，為進一步分析機翼－發動機系統顫振特性提供一定的理論依據。……