Вибрацию на вертолетах можно победить

Компании Sikorsky Aircraft и LORD Corporation завершили демонстрационные полеты прототипа с активной системой гашения вибраций, установленной на втулке несущего винта (Hub Mounted Vibration Suppressor (HMVS)). Комплексно эта система призвана решить проблему усталости экипажа и снижение надежности оборудования, вызванного вибрациями. Эта система разработана по заказу Дирекции прикладных авиационных технологий армии США, как часть демонстрационной программы активного ротора. В конце концов, система HMVS может стать частью более крупной системы, интегрированной во все вертолеты Sikorsky.

Летающая лаборатория построена на платформе военного UH-60A Black Hawk

Система HMVS устраняет значительную часть вибронагрузок, возникающих на втулке несущего винта. По словам разработчиков, действуя на источник, система предотвращает распространение  вибраций на планер. Управляющий компьютер получает информацию об уровне вибрационных ускорений по всей кабине и салону. Используя эти данные, компьютер по определенному алгоритму задействует исполнительный механизм гашения вибраций. Он состоит из четырех бесщеточных кольцевых электродвигателей с массивными эксцентриками в корпусе, расположенном сверху втулки винта. Одна пара моторов вращается в том же направлении и с частотой ротора, а другая пара в противоположном направлении, но их скорость вращения в четыре раза больше чем у ротора. На висении, когда не требуется подавление вибраций, каждая пара эксцентриков располагается на 180 градусов относительно друг друга. Как вертолет перемещается в горизонтальном полете, а лопасти начинают создавать вибрационные нагрузки в плоскости вращения несущего винта, эксцентрики поворачиваются, и создается несбалансированная нагрузка, которая подавляет вибрации в плоскости винта.

Нынешние системы активного контроля вибрации на вертолетах позволяют уменьшить вибрации в определенных частях фюзеляжа, таких как кабина, но при этом увеличивают проблемы в других зонах фюзеляжа. Целью Sikorsky является устранить все вибрации от несущего винта, которые идут через главный редуктор на планер.

Читайте также  S-76D вырулил на рынок

Результаты летных испытаний показали ожидаемое значительное снижение вибраций, по сравнению с  бифилярным демпфером. Такой (бифилярный) демпфер имеет подвижные грузы на концах четырех рычагов, которые настроены так, чтобы гасить вибрации винта от изгибающих моментов лопастей. На летающей лабораторий, построенной на платформе военного UH-60A Black Hawk, были проведены тесты HMVS в наиболее выбронагруженных режимах, а именно разгон с висения до 150 узлов, авторотация и разворот с углом крена 60 градусов. В период с августа 2012 года по март этого года по этой программе было налетано 30 часов.

Бифилярный демпфер и система HMVS на втулке Black Hawk

Система HMVS на 50 фунтов легче (общее снижение веса составляет 30%), чем бифилярные демпферы Black Hawk, а электрическое питание подается через контактное кольцо, используемое для питания противообледенительной системы лопастей.

В дальнейшем, в дополнение к HMVS, производитель собирается установить четыре привода активного контроля вибраций на основе вращения разработки LORD Corporation в четырех углах главного редуктора. Это позволит также контролировать вибрации редуктора.

В комплексе все эти компоненты войдут с систему Zero-Vibe, которая, по словам разработчиков, позволит на вертолетах Sikorsky получить плавность реактивного полета. Кроме снижения усталости экипажа и пассажиров, такая система снизит стоимость обслуживания за счет большей долговечности агрегатов. Летные испытания полной системы Zero-Vibe начнутся в четвертом квартале 2014 года, но пока только в рамках программы для армии.