本技術(shù)涉及螺旋槳平衡的，尤其是涉及一種降低航空器螺旋槳變距載荷的方法。

背景技術(shù)：

1、螺旋槳變距載荷主要指的是螺旋槳在變距過(guò)程中所產(chǎn)生的載荷變化。變距螺旋槳是在飛行中能根據(jù)飛行速度和高度改變槳葉角的螺旋槳。這種變化是為了在不同飛行階段優(yōu)化螺旋槳的效率和推力，從而充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。

2、而飛行器用變距螺旋槳在調(diào)整槳葉角過(guò)程中存在多種負(fù)載，對(duì)變距驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的提出了更高的要求，通過(guò)對(duì)槳葉進(jìn)行配重，對(duì)槳葉上負(fù)載進(jìn)行合理優(yōu)化可以很大程度上降低變距驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率，同時(shí)使變距響應(yīng)速度大大提高。而如何對(duì)螺旋槳進(jìn)行配重以減輕變距載荷的負(fù)擔(dān)，目前來(lái)說(shuō)仍然是困擾人們的難題，配重的準(zhǔn)確性依然具有提升的空間，對(duì)應(yīng)的變距相應(yīng)速度也具有提升的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種降低航空器螺旋槳變距載荷的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、第一方面，本技術(shù)提供的一種降低航空器螺旋槳變距載荷的方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、獲取航空器螺旋槳的運(yùn)行參數(shù)和質(zhì)量分布，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)和質(zhì)量分布，通過(guò)有限元分析得到螺旋槳的槳葉離心力產(chǎn)生的變距力矩?cái)?shù)據(jù)表；

4、根據(jù)變距力矩?cái)?shù)據(jù)表判斷螺旋槳運(yùn)行是否平衡，若不平衡則得到不平衡數(shù)據(jù)；

5、獲取航空器的運(yùn)行環(huán)境，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境和不平衡數(shù)據(jù)確定配重塊的配重質(zhì)量；

6、提取不平衡數(shù)據(jù)中的不平衡點(diǎn)，根據(jù)不平衡點(diǎn)和質(zhì)量分布確定配重塊的配重位置；

7、獲取螺旋槳結(jié)構(gòu)，結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)效率，確定配重塊的配重形狀；

8、根據(jù)配重質(zhì)量、配重位置和配重形狀為航空器螺旋槳進(jìn)行配重，得到配重后的螺旋槳參數(shù)，根據(jù)螺旋槳參數(shù)設(shè)置得到變距載荷方案。

9、優(yōu)選的，所述獲取航空器螺旋槳的運(yùn)行參數(shù)和質(zhì)量分布，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)和質(zhì)量分布，通過(guò)有限元分析得到螺旋槳的槳葉離心力產(chǎn)生的變距力矩?cái)?shù)據(jù)表的步驟，具體為：

10、獲取航空器螺旋槳的質(zhì)量分布，通過(guò)有限元軟件對(duì)槳葉進(jìn)行劃分網(wǎng)格得到網(wǎng)格區(qū)域，然后對(duì)槳葉的網(wǎng)格區(qū)域賦予質(zhì)量屬性；

11、所述運(yùn)行參數(shù)包括螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)半徑，在有限元軟件中根據(jù)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置邊界條件；

12、根據(jù)邊界條件計(jì)算不同槳葉角情況下，槳葉離心力產(chǎn)生的變距力矩，形成變距力矩?cái)?shù)據(jù)表。

13、優(yōu)選的，所述根據(jù)變距力矩?cái)?shù)據(jù)表判斷螺旋槳運(yùn)行是否平衡，若不平衡則得到不平衡數(shù)據(jù)的步驟，具體為：

14、獲取同一槳葉角下，不同網(wǎng)格區(qū)域的變距力矩，計(jì)算最大變距力矩和最小變距力矩的差值并記為槳葉力矩差值；

15、設(shè)置槳葉力矩差值閾值，如果槳葉力矩差值達(dá)到槳葉力矩差值閾值，則計(jì)算得到第一平衡差值；

16、獲取同一網(wǎng)格區(qū)域下，不同槳葉角的網(wǎng)格區(qū)域的變距力矩，生成變距力矩曲線(xiàn)，得到變距力矩曲線(xiàn)的波動(dòng)角度；

17、設(shè)置波動(dòng)角度閾值，如果波動(dòng)角度閾值達(dá)到波動(dòng)角度閾值，則計(jì)算得到第二平衡差值；

18、疊加第一平衡差值和第二平衡差值得到總平衡差值，設(shè)置平衡差值范圍，若總平衡差值在平衡差值范圍內(nèi)，則判斷為螺旋槳運(yùn)行平衡；

19、若總平衡差值不在平衡差值范圍內(nèi)，則判斷為螺旋槳不平衡并得到不平衡數(shù)據(jù)。

20、優(yōu)選的，所述若總平衡差值不在平衡差值范圍內(nèi)，則判斷為螺旋槳不平衡并得到不平衡數(shù)據(jù)的步驟，具體為：

21、設(shè)置不平衡點(diǎn)的波動(dòng)角度范圍，根據(jù)變距力矩曲線(xiàn)得到波動(dòng)角度在波動(dòng)角度范圍中的網(wǎng)格區(qū)域并記為初始不平衡點(diǎn)；

22、獲取初始不平衡點(diǎn)的分布圖，根據(jù)力矩抵消原則，篩選去除相互抵消的不平衡點(diǎn)，得到待選不平衡點(diǎn)；

23、獲取待選不平衡點(diǎn)的分布中心，將分布中心作為確定不平衡點(diǎn)；

24、獲取確定不平衡點(diǎn)與螺旋槳軸線(xiàn)的垂直距離，根據(jù)預(yù)設(shè)的垂直距離與不平衡嚴(yán)重程度的距離-程度曲線(xiàn)，根據(jù)距離-程度曲線(xiàn)查找得到對(duì)應(yīng)的不平衡嚴(yán)重程度。

25、優(yōu)選的，所述獲取航空器的運(yùn)行環(huán)境，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境和不平衡數(shù)據(jù)確定配重塊的配重質(zhì)量的步驟，具體為：

26、獲取航空器的運(yùn)行環(huán)境，所述運(yùn)行環(huán)境包括濕度值as以及空氣質(zhì)量；

27、設(shè)置不平衡嚴(yán)重程度和配重塊的配重質(zhì)量的程度-質(zhì)量曲線(xiàn)，根據(jù)程度-質(zhì)量曲線(xiàn)查找得到對(duì)應(yīng)的配重質(zhì)量并記為初級(jí)質(zhì)量值ac；

28、獲取配重塊的材料信息，所述材料信息包括吸濕強(qiáng)度值ax和耐磨損度值am；

29、提取空氣質(zhì)量的腐蝕程度值af，根據(jù)配重質(zhì)量關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算得到配重塊的配重質(zhì)量值az，其中、為比例因子且大于0。

30、優(yōu)選的，所述提取不平衡數(shù)據(jù)中的不平衡點(diǎn)，根據(jù)不平衡點(diǎn)和質(zhì)量分布確定配重塊的配重位置的步驟，具體為：

31、獲取螺旋槳根部的根部區(qū)域，對(duì)根部區(qū)域進(jìn)行劃分，得到多個(gè)初始安裝點(diǎn)；

32、計(jì)算初始安裝點(diǎn)與確定不平衡點(diǎn)之間的距離并記為平衡距離，設(shè)置平衡距離范圍，篩選出平衡距離在平衡距離范圍之內(nèi)的初始安裝點(diǎn)作為待選安裝點(diǎn)；

33、獲取待選安裝點(diǎn)安裝配重塊后的質(zhì)量分布，根據(jù)質(zhì)量分布判斷得到質(zhì)量分布均勻程度值bj；

34、根據(jù)氣動(dòng)性能計(jì)算得到待選安裝點(diǎn)安裝配重塊后的氣動(dòng)性能影響值bq；

35、獲取待選安裝點(diǎn)安裝配重塊后的振動(dòng)頻率值bz，根據(jù)配重位置關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算得到配重優(yōu)選值by，其中、、為比例因子且大于0；

36、選擇配重優(yōu)選值by最大的待選安裝點(diǎn)作為配重塊的配重位置。

37、優(yōu)選的，所述根據(jù)氣動(dòng)性能計(jì)算得到待選安裝點(diǎn)安裝配重塊后的氣動(dòng)性能影響值bq的步驟，具體為：

38、獲取待選安裝點(diǎn)與螺旋槳旋轉(zhuǎn)軸的距離值cz；

39、獲取待選安裝點(diǎn)的配重塊的安裝復(fù)雜值cf和維修難度值cn；

40、獲取待選安裝點(diǎn)安裝配重塊后對(duì)槳葉角區(qū)域的影響值cy；

41、根據(jù)氣動(dòng)性能關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算得到氣動(dòng)性能影響值bq，其中、、、為比例因子且大于0。

42、優(yōu)選的，所述獲取螺旋槳結(jié)構(gòu)，結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)效率，確定配重塊的配重形狀的步驟，具體為：

43、獲取配重塊的所有預(yù)設(shè)形狀，根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度獲取預(yù)設(shè)形狀的空氣阻力值dz；

44、獲取預(yù)設(shè)形狀與空氣的接觸面積，根據(jù)接觸面積得到空氣影響值dk；

45、根據(jù)預(yù)設(shè)形狀的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到預(yù)設(shè)形狀的穩(wěn)定值dw；

46、根據(jù)配重形狀關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算得到形狀優(yōu)選值dx，其中、、為比例因子且大于0；

47、選取形狀優(yōu)選值最大的預(yù)設(shè)形狀作為配重塊的配重形狀。

48、優(yōu)選的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)形狀的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到預(yù)設(shè)形狀的穩(wěn)定值dw的步驟，具體為：

49、根據(jù)預(yù)設(shè)形狀得到配重塊的重心位置，獲取重心位置與螺旋槳旋轉(zhuǎn)中心的距離值el；

50、根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度得到配重塊所承受的離心力值ex；

51、根據(jù)預(yù)設(shè)形狀和離心力值ex，得到配重塊的應(yīng)力分布，根據(jù)應(yīng)力分布得到應(yīng)力分布均勻值ej；

52、根據(jù)穩(wěn)定關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算得到穩(wěn)定值dw，其中、、為比例因子且大于0。

53、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

54、1.根據(jù)航空器螺旋槳的質(zhì)量分布，通過(guò)有限元分析得到槳葉離心力產(chǎn)生的變距力矩?cái)?shù)據(jù)表，根據(jù)變距力矩的變化判斷得到螺旋槳的不平衡數(shù)據(jù)，接著根據(jù)不平衡數(shù)據(jù)確定配重塊的質(zhì)量、位置以及形狀，最后安裝配重塊，重新設(shè)置變距載荷的方案，減輕了航空器螺旋槳變距載荷的負(fù)擔(dān)，提高了降低航空器螺旋槳變距載荷的響應(yīng)速度。

55、2.根據(jù)不平衡數(shù)據(jù)中的螺旋槳不平衡程度得到初級(jí)質(zhì)量值，然后根據(jù)航空器實(shí)際運(yùn)行濕度以及空氣質(zhì)量，結(jié)合配重材料的吸濕強(qiáng)度和耐磨損程度，綜合得到配重塊的配重質(zhì)量。結(jié)合航空器的實(shí)際飛行情況進(jìn)行配重，能更加配合航空器的飛行，提高了配重塊與航行器的匹配度，減少航行環(huán)境給航空器帶來(lái)的影響，提高了降低航空器螺旋槳變距載荷的適應(yīng)性。

56、3.根據(jù)螺旋槳的根部區(qū)域得到多個(gè)初始安裝點(diǎn)，通過(guò)初始安裝點(diǎn)與不平衡點(diǎn)之間的距離進(jìn)行初步篩選后得到待選安裝點(diǎn)。根據(jù)待選安裝點(diǎn)安裝配重塊后的質(zhì)量分布、造成的氣動(dòng)性能影響和振動(dòng)情況評(píng)估不同待選安裝點(diǎn)的優(yōu)選值，最后擇優(yōu)確定配重塊的配重位置。其中氣動(dòng)性能的影響不僅考慮待選安裝點(diǎn)與螺旋槳旋轉(zhuǎn)軸的距離值、對(duì)槳葉角區(qū)域的影響，還考慮了配重塊的安裝復(fù)雜和維修難度。選擇更合適的安裝點(diǎn)，最大程度上降低配重塊給螺旋槳帶來(lái)的負(fù)面影響，同時(shí)盡可能的提高配重塊的作用，提高了降低航空器螺旋槳變距載荷的全面性。