ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Испытания машин, оснащенных гидроопорами из "Системы виброзащиты с использованием инерционности и диссипации реологических сред " Направление развития средств вибрационной защиты на основе инерционных и диссипативных свойств реологических сред находит широкое применение в авиационной технике США и концептуально намечается к применению в России. Технические решения на основе схем виброизоляции и динамического гашения с присоединенными к основной механической конструкции системой камер с жидкостью применяются для повышения надежности конструкции в целом и повышения уровня комфорта пассажиров и экипажа на всех типах летательных аппаратов на многие годы вперед. Пассажиры и экипаж в гражданских самолетах и вертолетах в полете и на стоянке становятся все более зависимыми от возбуждения шума в салонах и кабинах. [c.129] Лидером в рассматриваемой области техники виброзащиты является знаменитая американская авиакосмическая фирма Лорд Кор-порейшен [103, 107]. Она называет это направление гидроупругие технологии виброизоляции . [c.129] Виброизоляторы эластомер-жидкость (гидропоры). Включение жидкости в виброизолятор создает особый вид характеристик, недостижимых в обычных пассивных виброизоляторах. [c.130] Такое воздействие на демпфер, в котором геометрически закупорена жидкость, отсутствует. Демпфирование в этом эластомер-жидкостном демпфере является суммой демпфирования в эластомере и демпфирования за счет течения жидкости через отверстия. Схема концептуального эластомер-жидкостного демпфера показана на рис. 7.3. [c.131] Применение гидроупругих технологий виброзащиты в летательных аппаратах. Фирма Лорд успешно применяет гидроупругие технологии в авиационной технике. Внедренными техническими решениями являются ограничение поворота корпусов турбовинтовых двигателей, настроенные виброизоляторы (гидроопоры) турбовентиляторных двигателей, гасители колебаний с инерционными элементами для роторов вертолетов и виброизоляторы между вертолетным редуктором с винтом и кабиной. [c.132] Гидроупругий ограничитель поворотов обеспечивает высокую поворотную жесткость, достигаемую за счет реакции на корпус двигателя за счет создания гидростатического давления жидкости. Вертикальные перемещения свободно передаются жидкости через опоры от одной опоры к другой. [c.133] Соответствующая настройка жидкостного контура и эластомера обеспечивает дополнительное снижение на 70% уровней вибраций, передаваемых на основание. Лорд спроектировал гидроупругие ограничители поворотов для двигателей PW100 и GMA200. В этих системах вес уменьшен на 30% и дополнительно улучшены динамические характеристики. [c.133] Гидроупругие настроенные виброизоляторы для турбовентиляторных двигателей. Шум в кабинах и салонах самолетов, оборудованных турбовентиляторными двигателями, включает доминирующие дискретные частоты, соответствующие оборотам роторов и кратным гармоникам. Гидроупругие настроенные виброизоляторы (гидроопоры) улучшают комфорт пассажиров путем уменьшения или исключения этих гармоник. Эти опоры двигателя специально проектируются для уменьшения величины структурно порождаемых возмущений от двигателя на этих частотах. Они настраиваются для каждого самолета, чтобы оптимизировать эту характеристику, и могут быть спроектированы так, чтобы предложить широкий диапазон динамических характеристик, чаще всего без изменения размеров опор или устройств крепления. Лорд спроектировал гидроупругие настроенные виброизоляторы (гидроопоры) для двигателей FM-56, PW2037 и JT15D. Эти виброизоляторы закрыты внутри корпуса и жидкость находится в замкнутых герметичных объемах. Система не требует дополнительного обслуживания. [c.133] Гидроупругие гасители колебаний роторов и лопастей вертолета. Двадцать пять лет назад Лорд был первой фирмой, которая создала стандартные эластомерные гасители колебаний для внедрения в роторы вертолетов. Г идроупругие технологии направлены на решение и этих динамических проблем. Подобные гасители могут быть совместимы со всеми типами прогрессивных конструкций вертолетных роторов. Они обеспечивают заранее рассчитанные свойства виброгашения и улучшения характеристик линейности. Дополнительно улучшается надежность и могут быть достигнуты более удобные условия технического обслуживания. [c.134] Концепция проектирования виброизоляции крепления авиационных двигателей российских гражданских самолетов на основе исполъ-зования инерционности и диссипации реологических сред. В этих задачах, как правило, авиационный двигатель рассматривается как твердое тело, закрепленное в местах связи (часто это подкосы, в которые встраиваются устройства виброизоляции). Этот подход справедлив для узкого диапазона частот. Современный двигатель представляет собой динамическую систему, которая имеет широкий спектр собственных частот. Экспериментальные исследования показывают, что собственные частоты СЧ могут лежать в диапазоне частот возбуждения. [c.134] Например, верхняя граница динамического поведения авиационного газотурбинного двигателя как твердого тела ограничивается диапазоном частот от О до 30-40 Гц. Причем существует тенденция сдвига этой границы в низкочастотный диапазон при увеличении двухконтур-ности двигателя. [c.134] Рассматривается расчетная математическая модель многосвязной системы двигатель — виброизолятор — планер с учетом динамических характеристик, например динамической податливости двигателя и планера в местах опорных связей. Возможно применение других характеристик, таких как механический импеданс, подвижность [84-87. Эти характеристики определяются в ходе проведения тестовых исследований (при возбуждении точек крепления вибратором с каналом обратной связи для поддерживания постоянной силы возбуждения). [c.135] Полученные характеристики динамических податливостей позволяют определить характер поведения корпуса авиационного двигателя и планера самолета в определенном диапазоне частот и вести обоснованный выбор блоков виброизоляции с учетом конкретных спектров воздействия, как со стороны двигателя, так и планера самолета. [c.135] Применение в подкосах виброзащитных устройств на механических элементах показало их невысокую эффективность в диапазоне низких частот, главным образом из-за необходимости применения больших масс для динамического гашения узкополосного спектра и наличия дополнительных резонансов, обусловленных применением динамического гашения роторных частот. [c.135] Снижение масс, участвуюп их в динамическом гашении, возможно при применении эффекта относительной инерционности. Подобное явление достигается в преобразователях движения, работающих на принципе преобразования потенциальной энергии в кинетическую и наоборот [59]. Оценивая возможность применения в виброизолирующих устройствах элементов преобразования энергии, остановимся на гидравлических инерционных трансформаторах (ГИТ) [29, 50]. [c.135] Рассмотрим с учетом накопленного опыта по исследованию поведения двигателя и планера на различных частотах виброзащитную систему, выполненную на основе подкосов с ГИТ. В качестве примеров проанализируем два крайних возможных варианта выполнения подкоса со встроенным гидропреобразовательным блоком по относительному движению. Ими являются последовательное и параллельное расположение эквивалентных пружин, демпферов и инерционности по относительному движению путем применения ГИТ. Эквивалентные расчетные схемы подкосов с гидропреобразователями представлены на рис. 7.7 и 7.8. [c.135] Двигатель и корпус на схеме представлены в виде комплексных динамических податливостей, определяемых с помощью разработанной экспериментальной методики. [c.136] Необходимым условием является равенство суммы масс mi и m2 массе силовой установки т, приходящейся на один виброизолятор. Масса т определяется в статическом положении методом взвешивания. [c.137] По полученным соотношениям построены зависимости коэффициента передачи при виброизоляции от частоты Т для трех вариантов модели оснований, представленные на рис. 7.9. [c.138] В качестве первой модели основания рассмотрено абсолютно жесткое основание. Подобный идеализированный случай показывает высокую эффективность подкоса, выполненного по схеме рис. 7.7. [c.138] Вернуться к основной статье