П’єзогідравлічний пристрій для зменшення вібрацій в фюзеляжі гелікоптера з несучим гвинтом

Реферат: П'єзогідравлічний пристрій для зменшення вібрацій в фюзеляжі гелікоптера з несучим гвинтом, в якому як віброгасник використані гідроциліндри, які керуються системою керування за допомогою п'єзоелектричних приводів і послідовно з ними розташованих пружних еластомірних елементів, які утворюють додаткову з'єднувальну ланку в системі кріплення несучого гвинта до фюзеляжу. П'єзогідравлічний пристрій виконаний у вигляді двох циліндричних корпусів з вилками кріплення на кінцях, які розташовані один в одному. Посередині внутрішнього циліндричного корпусу розташована шайба, з обох боків якої симетрично розташовані блоки гідроциліндрів з п'єзоелектричними приводами, які поршнями упираються в шайбу, а іншим кінцем - в пружні еластомірні елементи, які в свою чергу упираються в стінки внутрішнього циліндра. Шайба через отвори в стінках внутрішнього циліндра, в яких вона може рухатись в поздовжньому напрямку на деякі відстані, нерухомо скріплена з зовнішнім циліндром. Гідроциліндр з поршнем з'єднаний гідравлічною магістраллю з гідравлічними камерами, в яких через пружну мембрану створюється тиск рідини за рахунок зміни лінійних розмірів п'єзоелектричного приводу, на який подається керуючий вплив з системи керування. При цьому тиск рідини діє на поршень, змушуючи його до переміщень та дії на пружний еластомірний елемент. UA 71994 U (12) UA 71994 U UA 71994 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до авіаційної техніки і може бути використана в гелікоптерах та інших літальних пристроях з несучим гвинтом. Відомий електрогідравлічний пристрій для зменшення вібрацій в фюзеляжі гелікоптера з несучим гвинтом [1, 2], сутність роботи якого полягає в тому, що в якості віброгасника використовується гідравлічний циліндр, який утворює додаткову з'єднувальну ланку в системі кріплення несучого гвинта до фюзеляжу, і взаємодіючий з фюзеляжем і несучим гвинтом та зв'язаними з ними масами для створення необхідних пульсуючих інерційних сил, протидіючих природним вібраціям. Недоліками цього пристрою є: - складність конструкції; - мала надійність внаслідок того, що для забезпечення роботи віброгасника необхідно задіяти допоміжні механічні пристрої: гідравлічний насос, регулятор витрати рідини, сервоклапан та ін.; - мала швидкодія внаслідок того, що для задания тиску і його регулювання задіяні повільні інерційні механічні пристрої; - недостатній віброзахист на високих частотах вібраційних збурень. В основу корисної моделі поставлена задача зменшити вплив вібрації від силової установки з несучим гвинтом на фюзеляж гелікоптера. Поставлена задача вирішується тим, що в п'єзогідравлічному пристрої для зменшення вібрації в фюзеляжі гелікоптера з несучим гвинтом в якості віброгасника використовуються гідроциліндри, які керуються п'єзоелектричними приводами, і, послідовно з ними розташованими, пружними еластомірними елементами, які утворюють додаткову з'єднувальну ланку в системі кріплення несучого гвинта до фюзеляжу. Згідно з корисною моделлю п'єзогідравлічний пристрій для зменшення вібрації в фюзеляжі гелікоптера з несучим гвинтом, виконаний у вигляді двох циліндричних корпусів з вилками кріплення на кінцях, які розташовані один в одному, посередині внутрішнього циліндричного корпусу розташована шайба, з обох боків якої симетрично розташовані блоки гідроциліндрів з п'єзоелектричними приводами, які поршнями упираються в шайбу, а іншим кінцем - в пружні еластомірні елементи, які в свою чергу впираються в стінки внутрішнього циліндра. Шайба через отвори в стінках внутрішнього циліндра, в яких вона може рухатись в поздовжньому напрямку на деякі відстані, нерухомо скріплена із зовнішнім циліндром. Гідроциліндр з поршнем з'єднаний гідравлічною магістраллю з гідравлічними камерами, в яких, через пружну мембрану, створюється тиск рідини за рахунок зміни лінійних розмірів п'єзоелектричного приводу, на який подається керуючий вплив з системи керування. При цьому тиск рідини діє на поршень, змушуючи його до переміщень та дії на пружний еластомірний елемент: при подовжені п'єзоприводу поршень відтискає блок гідроциліндра від шайби та притискає пружний еластомірний елемент до стінки внутрішнього циліндричного корпусу, при скороченні п'єзоприводу - відтискає пружний еластомірний елемент. При підтисканні пружного еластомірного елемента його жорсткість зменшується і навпаки. Тобто вібраційні коливання через шайбу та блоки гідроциліндрів і стінки внутрішнього циліндричного корпусу прикладаються до пружних еластомірних елементів з регульованою жорсткістю, таким чином їх енергія згасає, що зменшує амплітуду коливань які передаються на фюзеляж в широкій смузі частот. Зазначені ознаки корисної моделі є істотними, тобто впливають безпосередньо на результат, що може бути отриманий при здійсненні корисної моделі. На Фіг. 1 схематично зображене кріплення п'єзогідравлічного пристрою до фюзеляжу гелікоптера. На Фіг. 2 наведена блок-схема електронної системи керування. На Фіг. 3 зображено п'єзогідравлічний віброгасник. Пристрій працює наступним чином: сигнал з датчика вібрації 1, який знаходиться в попередньо визначеному місці виміру вібрації обробляється системою керування 5 - через смуговий фільтр 2, регульований підсилювач 3 та регулятор фази 4 надходить на високовольтні підсилювачі потужності 8, 9, які керують п'єзоелектричними приводами 18 в блоках гідроциліндрів 10, 11. Під дією змінної напруги, пропорційної вімірюваному рівню вібрацій, з підсилювачів потужності 8, 9, п'єзоелектричні приводи 18 змінюють свої лінійні розміри і, переміщуючи мембрану 20 через гідравлічну камеру 19, приводять до переміщення поршень 18. Причому на високовольтний підсилювач потужності 9 сигнал подається через інвертуючий підсилювач 6 (з коефіцієнтом передачі 1) та керований перемикач 7, що призводить до переміщення поршнів 17 блоків гідроциліндрів 10, 11 в протифазі. Таким чином під час дії вібрації поршні 17 гідроциліндрів 10, 11 під керуванням системи керування здійснюють переміщення шайби 16, що призводить до переміщення зовнішнього циліндричного корпусу 21 1 UA 71994 U 5 10 15 20 25 30 35 відносно внутрішнього циліндричного корпусу 13, при цьому змінюються лінійні відстані між вилками кріплення 12 та проводиться захист від вібраційних коливань. Так пристрій працює на низьких частотах вібраційного збурення. Починаючи з деякої порогової частоти вібраційного збурення f>fПОР (fПОР≈150-250 Гц) система керування 5 переходить на другий режим роботи: вона починає регулювати жорсткість пружних еластомірних елементів 14 в залежності від частоти вібраційного збурення, для чого перемикає перемикач 7, забезпечуючи таким чином переміщення поршнів 17 в фазі. Жорсткість пружних елементів 14 змінюється за рахунок їх підтиску блоками гідроциліндрів 10, 11, які переміщуються в результаті відштовхування поршнів 17 від шайби 16. Величина тиску, прикладеного до пружних еластомірних елементів 14 виміряється датчиком тиску 15 і надходить до системи керування 5, яка, аналізуючи тиск та частоту вібраційних коливань, визначає необхідне значення жорсткості пружних еластомірних елементів 14. Джерела інформації: 1. Авт. св. СРСР № 289569 "ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВИБРАЦИИ В ФЮЗЕЛЯЖЕ ВЕРТОЛЕТА С НЕСУЩИМ ВИНТОМ" опубл. в БЮЛ. № 1 16.03.1971 г. 2. Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. -М.: Машиностроение, 1980.-276 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ П'єзогідравлічний пристрій для зменшення вібрацій в фюзеляжі гелікоптера з несучим гвинтом, в якому як віброгасник використані гідроциліндри, які керуються системою керування за допомогою п'єзоелектричних приводів і послідовно з ними розташованих пружних еластомірних елементів, які утворюють додаткову з'єднувальну ланку в системі кріплення несучого гвинта до фюзеляжу, який відрізняється тим, що п'єзогідравлічний пристрій виконаний у вигляді двох циліндричних корпусів з вилками кріплення на кінцях, які розташовані один в одному, посередині внутрішнього циліндричного корпусу розташована шайба, з обох боків якої симетрично розташовані блоки гідроциліндрів з п'єзоелектричними приводами, які поршнями упираються в шайбу, а іншим кінцем - в пружні еластомірні елементи, які в свою чергу упираються в стінки внутрішнього циліндра, причому шайба через отвори в стінках внутрішнього циліндра, в яких вона може рухатись в поздовжньому напрямку на деякі відстані, нерухомо скріплена з зовнішнім циліндром, гідроциліндр з поршнем з'єднаний гідравлічною магістраллю з гідравлічними камерами, в яких через пружну мембрану створюється тиск рідини за рахунок зміни лінійних розмірів п'єзоелектричного приводу, на який подається керуючий вплив з системи керування, при цьому тиск рідини діє на поршень, змушуючи його до переміщень та дії на пружний еластомірний елемент. 2 UA 71994 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3