某型直升機尾槳振動實時監控技術

摘 要 某型直升機在試飛期間，一架直升機在飛行中由于振動過大造成尾槳被撕裂，導致迫降，險些造成重大飛行事故。文章介紹了此型直升機尾槳振動實時監控、實時處理方法，通過實際應用，保證了在飛行過程中直升機尾槳的安全。

【關鍵詞】直升機 尾槳振動 實時監控 實時處理

某型直升機在試飛期間，一架直升機在飛行中由于振動過大造成尾槳被撕裂，導致迫降，險些造成重大飛行事故，對直升機尾槳振動進行實時監控在國內試飛行業中還是首例。因為振動環境專業要求的采樣率很高，而目前由于我們擁有的遙測設備的數據傳輸帶寬的限制，無法對如此高采樣率的振動數據進行實時傳輸、實時監控，這也是振動環境試飛一直沒有進行實時監控的主要原因。在本文中我們關心的尾槳一次轉頻率屬于低頻，目前的遙測設備的數據傳輸帶寬能夠滿足本次實時監控的頻率要求。

1 傳動系統簡介

該型機為單旋翼帶尾槳式直升機，傳動系統主要由動力傳動軸、主減速器、尾傳動軸、中間減速器、尾減速器和尾槳組成，其中尾傳動軸包括尾傳水平軸和尾傳斜軸。發動機功率通過動力傳動軸傳遞給主減速器，主減速器傳送到尾傳水平軸，經過中間減速器到尾傳斜軸，再經尾減速器傳送給尾槳，傳動系統示意圖見圖1。

2 測試方案

在直升機傳動系統的尾減速器處安裝了2個振動加速度傳感器和1個紅外光電傳感器，振動加速度傳感器測量尾槳部位的響應，紅外光電傳感器測量尾槳每次旋轉的脈沖信號用于實時監控數據的處理。

根據需要，最終決定機載測試采用如下方案。將振動傳感器感受到的信號經過放大器調節后分成兩路：一路振動信號經過抗混濾波器后和紅外光電傳感器的脈沖信號時間同步記錄進入PCM流，通過遙測設備傳回地面，用于數據實時處理、實時監控；另一路進入機載數據記錄器，用于飛行后的數據事后處理與分析。

3 實時數據處理方法

實時飛行數據通過遙測設備傳回到地面，經過地面實時處理，最終得到尾槳一次轉頻率下對應的振動響應曲線，通過監控中心的計算機顯示用于實時監控。

飛行數據實時處理首先根據脈沖信號對振動數據進行截取，然后進行多段時域平均，接著對平均后的振動數據進行傅立葉級數分析，最后得出尾槳一次轉下的振動響應，具體方法如下：

4 數據處理結果對比

經過計算，兩種飛行狀態下的實時和事后振動幅值的差異均在6%以內。

實時數據和事后數據的不同來源路徑、數據處理方法上的區別，是造成兩種數據處理結果存在差異的原因，如圖2、3所示。

5 結束語

通過對此型直升機尾槳振動進行實時監控及數據處理結果對比分析表明，用本文介紹的方法對直升機尾槳振動進行實時監控是可行的。通過這種方法對直升機尾槳一次轉頻率下的振動進行實時監控，能夠保證直升機尾槳在飛行過程中的安全。

參考文獻

[1]劉紅星，林京，屈梁生等.信號時域平均處理中的若干問題的探討[J].振動工程學報，10（04）：446-450.

[2]閻風文.測量數據處理方法[M].北京：原子能出版社，1990：204-205.

作者簡介

周長悅（1982-），女。學士學位。工程師。主要研究方向為飛行結構動力學、振動與聲學。

秦浩（1983-），男。碩士學位。工程師。主要研究方向為飛行結構動力學、航空聲學。

作者單位

中國飛行試驗研究院飛機所 陜西省西安市 710089