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第3.1 節振動
3.1.1 直升機振動
一簡介
直升機由于轉動部件很多，不可避免地存在振動。振動將影響直升機的舒適程
度，過大的振動將造成直升機旋轉部件及結構的磨損及失效。飛行員和機務維修人
員都必須掌握直升機振動的類型和引起振動的原因。
槳葉錐體與平衡以及振動分析技術的目標就是將振動控制在最小范圍內，從而
保證部件及機體結構的持續有效性。
了解直升機振動應該從振動的頻率、振動的幅度、振動出現的方式和對直升機
的影響等方面入手。
駕駛員飛行后的報告對分析振動產生的原因將非常重要，他應該不僅能指出振
動的頻率、幅度，同時也能指出振動出現的方式，即出現在操縱系統上還是在機身
結構上等；他還可以指出振動發生的階段，如是發生在懸停時還是在飛行過程中等，
以及產生振動時直升機的速度等等；還應該明確振動產生后對直升機飛行有無影響，
如有無造成直升機橫向或上下的擺動等。
有一種振動不常見，但卻危險性很大，俗話稱尾槳蜂鳴振動，這種振動一般是
在下列條件的綜合影響下才會發生：
1） 旋翼轉速太高
2） 飛行速度太小
3） 大氣溫度太低
4） 尾槳槳葉角太大
5） 氣流方向是右前方，而且氣流很不穩定
這些條件一般在海上平臺飛行降落過程中同時出現，振動產生時會在腳蹬上感
覺到大幅度的抖動。駕駛員這時應減小尾槳葉的槳距來克服這種振動，否則振動會
越來越嚴重并造成尾槳葉故障。尾槳葉不平衡或者尾槳軸承故障會使這種振動迅速
加劇。
低頻振動可能的來源非常廣泛，全鉸式主槳由于轉動部件多，產生振動的可能
性尤其復雜，表現形式主要是“每圈一振”（one per revolution）,例如水平阻尼
器故障將會引起主槳不平衡從而使直升機產生振動，振動從一側開始傳到另一側；
如果這種振動主要從周期變距桿上感覺到，則說明變距軸承已故障；如果振動發生
在機身上，則振動一般是垂直或揮舞關節、阻尼器、主槳轂固定螺帽松動、主減固
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定螺栓松動或主減內部軸承故障等。
半剛性主槳系統的振動由于設計思想不同而與全鉸式主槳系統略有不同，但同
樣存在振動，不解決振動同樣對直升機的飛行有影響。半剛性主槳轂屬于靜態穩定，
槳葉在安裝使用前先要平衡，然后整個系統必須在進行動態振動測試后方可使用。
二振動
在學習如何分析錐體及平衡之前，首先來介紹什么是振動及產生振動的原因。
振動為一種快速的振蕩運動，可能是由于旋轉部件因為失去平衡，或者是由如
空氣動力這樣的外力作用下產生。這樣的振蕩運動可以表述為：位移或振幅（大小）、
頻率（快、慢，例如：振動次數/分鐘）
振動頻率是指在單位時間內振動發生的次數，其單位為赫茲（HZ），一赫茲等于
一個循環/秒，振動周期為振動頻率的倒數，如圖3-1 所示。
圖3-1 振動曲線圖
另一種振動的表述方法常用來描述旋翼系統中的振動水平，這是由振動頻率與
旋翼旋轉速率相比較。例如：在旋翼旋轉一周發生振動六個循環，也就是6R 振動或
者比率為6：1。
由于直升機設計及工作特性，直升機承受的振動可能來自槳葉、傳動機構、發
動機，這些振動可以對機體結構產生應力甚至損壞，縮短部件的使用壽命，并給飛
行員及乘客造成不舒適的乘坐感覺。在飛行中振動的起源主要來自于主槳及尾槳。
這樣就產生一種內在固有的振動。舉例說明，每片槳葉產生一個固有的1：1 的振動，
如果直升機有兩片槳葉，就會產生固有頻率為2：1 或者2R 的振動，三片槳葉就會
產生3：1 或者3R 的振動，以此類推。旋翼系統中1：1 或者1R 振動叫做“ONE PER”，
就即“每圈一振”，即每轉一周振動一次，這是由于一片槳葉產生大于其他槳葉升力
造成同軸度不好而引起的振動。
三引起振動的原因
轉動部件的振動頻率一般與部件的轉動速度有關，而直升機上部件的轉動速度
各不相同，因此振動頻率是識別振動來源的一個主要指標。振動按頻率一般分三類：
低頻振動----主要來自于主槳系統
中頻振動----主要來自于尾槳系統
高頻振動----主要來自于發動機和高速傳動軸
周期
振幅
一個循環
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必須注意，不是所有的直升機都遵循此模式，對振動如有疑問應以維護手冊為
準。例如，貝爾飛機的高頻振動來自于尾槳而中頻振動則可能來自于滑撬的松動等。
根據振動的幅度或者說振動的嚴重程度，如果再輔助以轉動速度、飛行速度等
其他因素，可以讓我們準確地找到振動的原因。
1 低頻振動
對各種主槳系統來說，最常見的振動原因是槳葉錐體偏差。所謂錐體是指直升
機所有槳葉葉尖轉動軌跡都在一個平面內，因此首先應該在地面進行槳葉錐體的檢
查，符合要求后再進行懸停狀態的檢查。一般振動可以分為兩種形式：
·垂直振動：是由于槳葉產生的升力不相等，即主槳錐體超標而引起，與飛行
速度有直接關系，飛行速度越大，振動越大。如果振動發生在低速狀態下可以通過
調節變距拉桿長度來減小振動；如果振動發生在高速度狀態下，則須調節槳葉調整
片角度來減小振動值。
·橫向振動：因主槳系統平衡超標而引起，與主槳轉速有直接關系。如果振動
隨著旋翼轉速的增大而增加，一般是展向平衡超標，應該在輕的一端加配重。如果
振動隨著轉速減小而增大，一般是弦向平衡超標引起槳葉后掠過大。但注意不能通
過調整槳葉后掠角的方法來修正振動，這樣會引起低頭力矩。
兩種振動形式都與發動機功率有直接關系，輸出功率增大振動增大，尤其是垂
直振動更明顯。
低頻振動主要由主槳引起，主槳的轉速一般為每分鐘數百轉左右。以下列出一
些常見的振動起因：
圖3-2 直升機的振動形式
橫向振動
· 頻率匹配器（俗稱--減擺器）設定及相位不正確
· 槳葉不平衡
· 垂直關節軸承粘結或者卡滯
　
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