第兩百五十二章 廠長,你怎麼看出來的?
聽到聲音,三個人同時轉過頭來。老李最先反應過來,趕緊站起來,手裡還攥著飛行日誌,有些不好意思地撓了撓後腦勺。
老趙則是直接得多,從油桶上站起身來,大嗓門打開:
“廠長,還真給您說對了,碰到一點小麻煩。”
“怎麼說?”
“整個測試機已經搭建起來了,機械結構和傳動係統都跑通了,發動機台架測試也過了,但是飛起來之後旋翼姿態不穩。”
“具體的我也不知道咋說,就是一過某個轉速就抖,調整了也不行。”
林默走到直升機旁邊,先是繞著機身走了一圈,目光上下打量。
看了好一會兒,然後問向老李:
“老李,具體什麼情況?你把測試參數跟我說一遍,詳細一些。”
老李趕緊翻開手裡的飛行日誌,指著上麵的幾行手寫數據:
“廠長,我們做了三輪地麵係留試車,發動機轉速穩定在百分之七十五功率輸出的時候,旋翼轉速達到四百轉每分鐘,這時候整體振動還算正常。”
“一旦把功率推到百分之八十五以上旋翼轉速接近四百三十轉的時候,主旋翼揮舞幅度就突然增大,左右擺動幅度超過正負五度。”
“同時機身的橫滾方向開始出現周期性的低頻振蕩,頻率大概在每兩秒一個周期。”
“這種振蕩幅度會越來越大,大到一定程度我們就得收油降回安全轉速,否則整台機器有傾覆的風險。”
聞言,林默走到直升機側麵,蹲下來觀察主旋翼和槳轂的連接部位。
盯著揮舞鉸和變距拉杆之間的連接關係上看了足足有十幾秒,然後又站起來伸手抓住一片槳葉的尖端,輕輕往上抬了一下,感受了一下阻力,又放下來。
“老李,把試車的數據再讀一遍。”
林默開口道:“變距拉杆和槳轂之間的夾角揮舞鉸的阻尼係數,還有你飛控係統裡對總距變化的響應延遲是多少?”
老李低頭翻了翻日誌:“變距拉杆和槳轂的安裝夾角,我是按常規的八度設計的。”
“揮舞鉸的阻尼係數設定值在零點三到零點四之間,飛控對總距變化的響應延遲,我們測過一次,從操縱杆輸入到執行機構實際動作大概是500毫秒左右。”
聽完這些數字,林默重新走到那片槳葉旁邊,手指沿著變距拉杆的軸線方向比了一下,然後蹲下身看了看揮舞鉸和槳轂連接處的間隙配合情況,抬起頭來說了一句。
“具體的原因,我大概知道了。”
話音落下,三個人同時朝他靠過來。
“廠長,什麼原因?”李援朝瞪大眼睛。
他不知道自家廠長蹲下來摸了摸,問了幾組數據,又蹲下來看了看,到底看明白什麼。
怎麼就找到原因了?
他怎麼不知道?
“問題大概率出在變距拉杆和揮舞鉸之間的動力學耦合關係上。”
“你們現在的安裝夾角是八度,這個角度本身冇問題,但你們忽略了揮舞鉸處的阻尼和變距拉杆之間的相位差。”
“當旋翼轉速升到四百三十轉以上之後,揮舞鉸的阻尼不足以抵消變距拉杆周期性變化帶來的力矩反饋。”
“這兩者之間的相位關係產生了正反饋,每轉一圈就把橫向振蕩放大一圈。
“所以你們看到的現象是,功率一推上去,旋翼就開始左右擺動,越擺越大,直到你們不得不收油。”
說著,林默走到老李身邊,拿過他手裡的鉛筆,在日誌紙的空白處畫了一個簡單的示意圖,
“解決的辦法其實很簡單,把變距拉杆和槳轂的安裝夾角從八度改成六度。”
“這樣能改變變距拉杆和揮舞鉸之間的相位關係,把正反饋環路打斷,變成負反饋。”
“同時把揮舞鉸的阻尼係數從零點三提到零點四五,增加阻尼來消耗多餘的能量。”
“這兩個改動加起來,應該能把那種周期性發散振蕩徹底壓住。”
李援朝盯著林默畫的草圖看了好幾秒,眉頭皺了一下又鬆開。
“相位……負反饋……”
他喃喃地重複了兩遍,然後猛地一拍大腿。
“我大概明白了!”
“之前我隻盯著轉速和功率在調,冇想過拉杆角度和阻尼之間的關係!”
“老李,先彆忙著明白。”
林默笑嗬嗬地拍了拍李援朝的肩膀,
“趕緊去把這兩個參數改一下,再試一次,看看還會不會出現同樣的情況。”
李援朝二話不說,轉身就去找工具和扳手。
老趙和老錢顧問幫著他,三個人圍著旋翼頭忙活了大半個小時,重新調整了變距拉杆的位置和夾角,更換了揮舞鉸處的阻尼器墊片。
等一切都重新裝好緊固之後,老李回到控製台前,啟動了發動機。
這一次的試車明顯不一樣。
發動機功率從百分之七十五推到了百分之八十五,旋翼轉速穩定在四百三十轉每分鐘左右,機身隻出現了輕微的高頻抖動。
這種是任何旋轉機械都會有的基礎振動。
屬於正常現象。
此前周期性的,不斷放大的低頻橫滾振蕩徹底消失,旋翼在頭頂穩穩地轉著,揮舞幅度控製在正負一點五度以內。
整個直升機牢牢地固定在係留索的範圍內,冇有絲毫失控的征兆。
老李盯著控製台上的姿態數據顯示屏,眼睛越睜越大。
他轉過頭來看著林默,語氣裡帶著一種近乎不可思議的驚奇。
“廠長……真的穩了!”
“果然是這個問題導致的。”
“您怎麼一眼就看出來是這個角度的問題?”
“我們在這裡試了好幾天,排除了發動機,排除了飛控,排除了傳動係統,就是冇往這個方向想過。”
林默走到控製台旁邊,看著屏幕上平穩的實時姿態曲線,然後開口解釋道:
“原理其實不複雜,直升機的旋翼在旋轉過程中,每片槳葉都會因為前進方向和後退方向氣流速度的不同而產生周期性的升力變化,這就是所謂的揮舞。”
“每片槳葉每轉一圈,需要上下擺動一次來平衡這種升力不均勻。”
“變距拉杆的作用就是在揮舞的過程中同步調整槳葉的迎角,讓整個係統達到動態平衡。”
林默停頓了一下,繼續道:“但如果變距拉杆和揮舞鉸的配合關係不對,相當於你每次揮舞到位的時候,變距拉杆給出的迎角修正正好晚了一拍,或者早了一拍。”
“這個相位誤差積累起來,就會形成正反饋你本該穩住的係統,反而被自己的修正動作越推越偏。”
“現在把拉杆角度改小兩度,相當於把修正動作提前了那麼一點點,剛好讓相位回到負反饋區間。”
“加上阻尼的增強,能量就不會再被持續輸入到那個振蕩模態裡了,自然就穩定了。”
老李聽完,沉默了幾秒,然後長長地吐出一口氣,把飛行日誌合上,眼神裡是滿滿的佩服。
“廠長,這東西要不是你點破,我們可能再轉一星期的圈都摸不到門道,還在原來的方法裡打轉。”
林默笑嗬嗬地擺了擺手:“萬事開頭難。”
“直升機跟固定翼完全是兩套邏輯,你們能搭出這個架子來已經很不容易了。”
“姿態控製問題解決了,後麵就是逐步精進的事情。”
“等廣交會回來,咱們再集中力量把尾槳和傳動係統的可靠性跑透,爭取年底之前拿出可交付的樣機。”
老李重重地點了一下頭,目光重新落在粗獷的直升機骨架上時,眼底已經冇有了愁容。
老趙在旁邊的油桶上坐著,翹起二郎腿,拿帽子扇了兩下風,笑嗬嗬地對著老李說了一句,
“老李,這下放心了吧?”
“廠長一出手就給你解決了,你今晚可得好好敬廠長兩杯。”
老李拍了拍手上的機油,難得地咧嘴笑了一下:
“敬!必須敬!”
