一、什么是地面共振?

直升機(jī)地面共振就是直升機(jī)在地面工作狀態(tài)時(shí)發(fā)生的旋翼——機(jī)體耦合自激振動(dòng)，是針對(duì)全鉸型直升機(jī)的一種潛在的具有破壞性的空氣動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。這種振動(dòng)一旦發(fā)生，振幅在幾秒鐘內(nèi)便可達(dá)到十分劇烈的程度，常常造成槳葉折斷、輪胎破裂、機(jī)身翻倒，甚至人身傷亡等嚴(yán)重事故。直升機(jī)地面共振曾一度成為阻礙直升機(jī)發(fā)展的技術(shù)難關(guān)。

地面共振前

地面共振后

二、相關(guān)研究

當(dāng)直升機(jī)在開(kāi)車后地面工作、 滑行時(shí)或懸停著陸過(guò)程中受到外界振動(dòng)后，振動(dòng)將傳遞到主旋翼系統(tǒng)，槳葉之間失去了正常的相位關(guān)系， 破壞了平衡，槳葉重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，旋翼重心的離心激振力激起機(jī)身在起落架(或滑橇) 上的振動(dòng)，當(dāng)起落架和旋翼的振動(dòng)頻率接近時(shí)，就會(huì)加劇耦合，使直升機(jī)劇烈搖擺， 而系統(tǒng)的阻尼又不足以消耗它們相互激勵(lì)的能量，就會(huì)造成直升機(jī)損毀甚至解體。

當(dāng)直升機(jī)在地面工作時(shí)(或滑跑時(shí))受到外界振動(dòng)后， 旋翼槳葉運(yùn)動(dòng)偏離平穩(wěn)位置，如旋翼以后退型擺振運(yùn)動(dòng)，這時(shí)槳葉重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，旋翼重心的離心激振力，激起機(jī)身在起落架上的振動(dòng);機(jī)身振動(dòng)反饋于旋翼的擺振運(yùn)動(dòng)，對(duì)旋翼起支持激振的作用，形成一閉環(huán)系統(tǒng)，使得旋翼擺振運(yùn)動(dòng)越來(lái)越大，當(dāng)旋翼后退型頻率與機(jī)身在起落架上的某一模型的頻率相等或接近時(shí)，系統(tǒng)的阻尼又不足以消耗它們相 互激勵(lì)的能量，這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)就會(huì)是不穩(wěn)定的，振動(dòng)幅度將越來(lái)越大，直到直升機(jī)毀 壞才告終，即出現(xiàn)了地面共振。為什么擺振后退型能引起地面共振，擺振前進(jìn)型就不能引起 地面共振呢?其主要原因是擺振后退型與機(jī)身振動(dòng)形態(tài)耦合頻率相等或接近時(shí)，振動(dòng)相位關(guān)系是相互傳輸?shù)?，而擺振前進(jìn)型這時(shí)的相位關(guān)系是耗能的。如果槳葉減振器和起落架緩沖支柱的阻尼足夠大，或者旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生的離心激振力的頻率和全機(jī)在起落架上的擺動(dòng)頻率相差足夠大，那么上述兩個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)因外界干擾而激起的振 動(dòng)就會(huì)彼此消弱直至消失，即不會(huì)發(fā)生地面共振。

槳葉間的相位發(fā)生改變破壞了平衡

三、地面共振的改出方法

如果發(fā)生地面共振時(shí)旋翼的轉(zhuǎn)速較低，正確的方法是關(guān)閉油門，總距放到底，必要時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。如果發(fā)生地面共振時(shí)旋翼的轉(zhuǎn)速處于正常飛行范圍內(nèi)，正確的方法是提總距，飛離地面，等旋翼恢復(fù)正常相位后再著陸，如果未恢復(fù)正常相位就直接落地，將導(dǎo)致剛接地便使本不穩(wěn)定的主旋翼發(fā)生更強(qiáng)烈的振動(dòng)。如按上述方法著陸時(shí)共振仍然存在，選擇不同質(zhì)地的場(chǎng)地著陸，必要時(shí)選擇懸停自轉(zhuǎn)著陸。