某型直升机尾桨振动实时监控技术

摘 要 某型直升机在试飞期间，一架直升机在飞行中由于振动过大造成尾桨被撕裂，导致迫降，险些造成重大飞行事故。文章介绍了此型直升机尾桨振动实时监控、实时处理方法，通过实际应用，保证了在飞行过程中直升机尾桨的安全。

【关键词】直升机 尾桨振动 实时监控 实时处理

某型直升机在试飞期间，一架直升机在飞行中由于振动过大造成尾桨被撕裂，导致迫降，险些造成重大飞行事故，对直升机尾桨振动进行实时监控在国内试飞行业中还是首例。因为振动环境专业要求的采样率很高，而目前由于我们拥有的遥测设备的数据传输带宽的限制，无法对如此高采样率的振动数据进行实时传输、实时监控，这也是振动环境试飞一直没有进行实时监控的主要原因。在本文中我们关心的尾桨一次转频率属于低频，目前的遥测设备的数据传输带宽能够满足本次实时监控的频率要求。

1 传动系统简介

该型机为单旋翼带尾桨式直升机，传动系统主要由动力传动轴、主减速器、尾传动轴、中间减速器、尾减速器和尾桨组成，其中尾传动轴包括尾传水平轴和尾传斜轴。发动机功率通过动力传动轴传递给主减速器，主减速器传送到尾传水平轴，经过中间减速器到尾传斜轴，再经尾减速器传送给尾桨，传动系统示意图见图1。

2 测试方案

在直升机传动系统的尾减速器處安装了2个振动加速度传感器和1个红外光电传感器，振动加速度传感器测量尾桨部位的响应，红外光电传感器测量尾桨每次旋转的脉冲信号用于实时监控数据的处理。

根据需要，最终决定机载测试采用如下方案。将振动传感器感受到的信号经过放大器调节后分成两路：一路振动信号经过抗混滤波器后和红外光电传感器的脉冲信号时间同步记录进入PCM流，通过遥测设备传回地面，用于数据实时处理、实时监控；另一路进入机载数据记录器，用于飞行后的数据事后处理与分析。

3 实时数据处理方法

实时飞行数据通过遥测设备传回到地面，经过地面实时处理，最终得到尾桨一次转频率下对应的振动响应曲线，通过监控中心的计算机显示用于实时监控。

飞行数据实时处理首先根据脉冲信号对振动数据进行截取，然后进行多段时域平均，接着对平均后的振动数据进行傅立叶级数分析，最后得出尾桨一次转下的振动响应，具体方法如下：

4 数据处理结果对比

经过计算，两种飞行状态下的实时和事后振动幅值的差异均在6%以内。

实时数据和事后数据的不同来源路径、数据处理方法上的区别，是造成两种数据处理结果存在差异的原因，如图2、3所示。

5 结束语

通过对此型直升机尾桨振动进行实时监控及数据处理结果对比分析表明，用本文介绍的方法对直升机尾桨振动进行实时监控是可行的。通过这种方法对直升机尾桨一次转频率下的振动进行实时监控，能够保证直升机尾桨在飞行过程中的安全。

参考文献

[1]刘红星，林京，屈梁生等.信号时域平均处理中的若干问题的探讨[J].振动工程学报，10（04）：446-450.

[2]阎风文.测量数据处理方法[M].北京：原子能出版社，1990：204-205.

作者简介

周长悦（1982-），女。学士学位。工程师。主要研究方向为飞行结构动力学、振动与声学。

秦浩（1983-），男。硕士学位。工程师。主要研究方向为飞行结构动力学、航空声学。

作者单位

中国飞行试验研究院飞机所 陕西省西安市 710089