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針對(duì)水平穩(wěn)定器的振動(dòng)衰減的制作方法

文檔序號(hào):12231082閱讀:330來(lái)源:國(guó)知局
針對(duì)水平穩(wěn)定器的振動(dòng)衰減的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及針對(duì)水平穩(wěn)定器的振動(dòng)衰減(vibration dampening)。



背景技術(shù):

飛行器的水平穩(wěn)定器(horizontal stabilizer)通常經(jīng)受湍流和引發(fā)遍布水平穩(wěn)定器的振動(dòng)的飛行特征。當(dāng)前在沒(méi)有或者很少有負(fù)面影響的情況下,通過(guò)水平穩(wěn)定器和該穩(wěn)定器所接合至的機(jī)體來(lái)吸收和分布這些振動(dòng)。隨著飛行器制造商努力生產(chǎn)更省油的飛行器,使用省油的發(fā)動(dòng)機(jī)(如高旁路涵道風(fēng)扇(high bypass ducted fans))將隨之增加。由于高旁路涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的典型取向,因而,來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的湍流排氣(噴氣流)通常在水平穩(wěn)定器上和上方流動(dòng)。隨著高旁路涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸增加,噴氣流的量將類(lèi)似地增加。由此產(chǎn)生的因附加噴氣流在水平穩(wěn)定器上造成的振動(dòng)力增加的影響也會(huì)增加。在某些情況下,噴氣流的增加量可以足以引發(fā)水平穩(wěn)定器中的可測(cè)量振動(dòng),其傳遞至機(jī)身并最終被乘客和乘務(wù)員感受到。振動(dòng)的長(zhǎng)期影響可以包括飛行器結(jié)構(gòu)的疲勞,其可以縮減飛行器的使用期限,或增加維護(hù)成本。

針對(duì)這些考慮和其它因素,提出了在此做出的公開(kāi)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

應(yīng)當(dāng)清楚,提供該摘要,以按簡(jiǎn)化形式介紹選擇的概念,其在下面的詳細(xì)描述中進(jìn)一步加以描述。該摘要不是旨在用于限制所要求保護(hù)的主旨的范圍。

在此描述的裝置和方法為減輕飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)而準(zhǔn)備。根據(jù)一個(gè)方面,提供了一種用于水平穩(wěn)定器的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其包括至少兩個(gè)阻尼器。第一阻尼器聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器的前部,并且被配置成按第一自由度阻尼振動(dòng)力。第二阻尼器臨近所述穩(wěn)定器的安裝點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器。所述第二阻尼器被配置成按第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。

根據(jù)另一方面,提供一種用于減輕飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)的方法。根據(jù)所述方法,在聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器的前部的第一阻尼器處和在樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述穩(wěn)定器的第二阻尼器處接收振動(dòng)。所述振動(dòng)利用所述第一阻尼器按第一自由度來(lái)阻尼,并且利用所述第二阻尼器按第二自由度來(lái)阻尼。

根據(jù)又一方面,提供了一種用于飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)衰減系統(tǒng)。所述振動(dòng)衰減系統(tǒng)包括至少三個(gè)粘彈性阻尼器。所述第一阻尼器聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器的前部,并且被配置成按第一自由度阻尼振動(dòng)力。所述第二和第三阻尼器在兩個(gè)樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器,這兩個(gè)樞軸點(diǎn)都圍繞所述水平穩(wěn)定器的俯仰軸繞軸使所述穩(wěn)定器樞轉(zhuǎn),并且所述第二和第三阻尼器兩者被配置成按第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。

已經(jīng)討論的特征、功能以及優(yōu)點(diǎn)可以在本公開(kāi)的不同實(shí)施方式中獨(dú)立實(shí)現(xiàn),或者可以在可以參照下列描述和附圖來(lái)了解進(jìn)一步細(xì)節(jié)的其它實(shí)施方式中組合。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、具有多個(gè)被動(dòng)式阻尼器的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的側(cè)視圖;

圖2是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有低尾部構(gòu)造的飛行器中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的側(cè)視圖;

圖3是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有低尾部構(gòu)造的飛行器中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的立體圖;

圖4是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有十字形尾部構(gòu)造的飛行器中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的側(cè)視圖;

圖5是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有十字形尾部構(gòu)造的飛行器中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的立體圖;

圖6是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有T形尾部構(gòu)造的飛行器中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的側(cè)視圖;

圖7是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有T形尾部構(gòu)造的飛行器中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的立體圖;

圖8是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、在單個(gè)位置處具有多個(gè)阻尼器的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的側(cè)視圖;

圖9是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、具有多個(gè)同心設(shè)置彈簧的粘彈性阻尼器的截面圖;

圖10是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、利用線性致動(dòng)器作為主動(dòng)式阻尼器和實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)反饋的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的系統(tǒng)圖;

圖11是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、利用線性致動(dòng)器作為主動(dòng)式阻尼器和估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的系統(tǒng)圖;

圖12是根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、利用主動(dòng)式粘彈性阻尼器的振動(dòng)衰減系統(tǒng)的側(cè)視圖;

圖13是示出根據(jù)在此呈現(xiàn)的不同實(shí)施方式的、用于確定用于減輕飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)的阻尼器特性的方法的流程圖;

圖14是示出根據(jù)在此呈現(xiàn)的不同實(shí)施方式的、用于利用被動(dòng)式阻尼器來(lái)減輕飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)的方法的流程圖;

圖15是示出根據(jù)在此呈現(xiàn)的不同實(shí)施方式的、用于利用主動(dòng)式阻尼器來(lái)減輕飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)的方法的流程圖;以及

圖16是根據(jù)在此呈現(xiàn)的不同實(shí)施方式的、振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)的各個(gè)組件的計(jì)算機(jī)圖。

具體實(shí)施方式

下面的詳細(xì)描述致力于,提供一種利用阻尼器(damper)來(lái)減輕與飛行器的水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)的振動(dòng)減輕(vibration mitigation)系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)方法。如上所述,對(duì)于飛行器和發(fā)動(dòng)機(jī)制造商以及對(duì)應(yīng)客戶來(lái)說(shuō),增加飛行器燃料效率是一實(shí)質(zhì)問(wèn)題。例如,高旁路涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被證明提供增加的效率,然而,隨著這些發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的增加,與螺旋槳流(prop wash)相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)畸變或湍流可以在飛行器的水平穩(wěn)定器上產(chǎn)生不希望的振動(dòng)力。這些振動(dòng)可以傳遞至機(jī)架,潛在地產(chǎn)生過(guò)度噪聲和結(jié)構(gòu)性疲勞。

利用在此描述的構(gòu)思和技術(shù),振動(dòng)衰減系統(tǒng)利用許多阻尼器來(lái)沿多個(gè)方向吸收和減輕振動(dòng)力??梢栽谥T如中廂接合點(diǎn)或樞軸點(diǎn)的安裝點(diǎn),將阻尼器聯(lián)接至飛行器的水平穩(wěn)定器,以按第一自由度或z方向減輕振動(dòng),而聯(lián)接至水平穩(wěn)定器的前部的一個(gè)或更多個(gè)阻尼器按第二自由度或x方向減輕振動(dòng)。該阻尼器可以是被動(dòng)的,如粘彈性阻尼器,其最佳地操作,且目的是減輕具有特定頻率的振動(dòng)力。阻尼器的數(shù)量、類(lèi)型或特性可以被選擇或設(shè)計(jì)成,減輕在至少一個(gè)頻率或多個(gè)頻率下的振動(dòng)。該阻尼器可以另外或者另選為主動(dòng)式阻尼器,利用線性致動(dòng)器來(lái)在希望頻率或多個(gè)頻率下引發(fā)沿希望方向的力,以減輕對(duì)應(yīng)振動(dòng)。根據(jù)另選實(shí)施方式,可以經(jīng)由改變粘彈性阻尼器的流體室內(nèi)的流體壓力而非利用線性致動(dòng)器來(lái)操作該主動(dòng)式阻尼器。由主動(dòng)式阻尼器產(chǎn)生的引發(fā)運(yùn)動(dòng)(induced motion)可以基于如通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)傳感器或加速度計(jì)測(cè)量出的水平穩(wěn)定器的實(shí)際實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),基于如根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù)預(yù)測(cè)的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài),或其組合。

在下面的詳細(xì)描述中,參照附圖進(jìn)行說(shuō)明,附圖形成了本發(fā)明的一部分,并且通過(guò)例示、具體實(shí)施方式或?qū)嵤├姆绞绞境觥O旅?,參照附圖(其中,貫穿幾個(gè)圖,相同數(shù)字表示相同部件),對(duì)根據(jù)不同實(shí)施方式的振動(dòng)減輕系統(tǒng)和用于采用其的方法進(jìn)行描述。

圖1示出了用于減輕與飛行器的水平穩(wěn)定器102相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)的振動(dòng)減輕系統(tǒng)的側(cè)視圖。查看圖1,振動(dòng)衰減系統(tǒng)100包括阻尼器104。根據(jù)該實(shí)施例,阻尼器104包括兩個(gè)被動(dòng)式阻尼器,被動(dòng)式阻尼器105A和被動(dòng)式阻尼器105B(統(tǒng)稱(chēng)為“被動(dòng)式阻尼器105”)。盡管該圖僅示出了兩個(gè)阻尼器104,但可以使用附加阻尼器104。在該實(shí)施例中,每一個(gè)被動(dòng)式阻尼器105A和105B都是粘彈性阻尼器,具有粘性阻尼器106和諸如彈簧114這樣的彈性部件。該粘性阻尼器106包括粘性流體室108(雙動(dòng)(double acting))和具有多個(gè)孔113的阻尼器活塞110。阻尼器活塞110對(duì)粘性流體室108內(nèi)的粘性流體112施加力。因?yàn)檎承粤黧w112基本上不可壓縮,所以當(dāng)通過(guò)阻尼器活塞110施加向下力時(shí),粘性流體112被擠壓通過(guò)阻尼器活塞110中的多個(gè)孔113。該粘性流體112的和孔113的特征確定了粘性阻尼器106的阻尼特性,其可以通過(guò)下面將更詳細(xì)描述的阻尼系數(shù)(c)來(lái)量化。彈簧114利用施加至阻尼器活塞110的向下力來(lái)壓縮,進(jìn)一步減輕向下力,同時(shí)提供在停止向下運(yùn)動(dòng)之后使阻尼器活塞110朝著開(kāi)始位置向上移動(dòng)的返回力。

該相反過(guò)程也是真實(shí)的。當(dāng)向阻尼器活塞110施加向上力時(shí),粘性流體室108的頂部中的粘性流體112被擠壓通過(guò)孔113,減慢活塞移動(dòng)并且減輕向上力。彈簧114被拉伸,以產(chǎn)生作用于減輕向上力的張力,同時(shí)提供在停止向上移動(dòng)之后向下移動(dòng)阻尼器的返回力。應(yīng)當(dāng)清楚,被動(dòng)式阻尼器105內(nèi)的粘性阻尼器106的數(shù)量可以小于、大于或等于彈性部件或彈簧114的數(shù)量。貫穿本公開(kāi),將彈性部件稱(chēng)為彈簧114,然而,在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下,可以利用任何合適的彈性部件。例如,該彈性部件可以包括但不限于:任何常規(guī)類(lèi)型的彈簧、壓縮氣體彈簧、或永久地施加預(yù)定力的被動(dòng)式電線性致動(dòng)器。還應(yīng)清楚,盡管針對(duì)被動(dòng)式阻尼器105的不同實(shí)施方式被描述為具有利用粘性流體112的粘性阻尼器1206,但本公開(kāi)可以另選地利用液壓氣動(dòng)阻尼器或利用可壓縮流體的其它阻尼器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

因?yàn)楸粍?dòng)式阻尼器104聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102,所以施加至阻尼器活塞110的力源自水平穩(wěn)定器102中的振動(dòng)力。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,振動(dòng)減輕系統(tǒng)100包括:聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的前部116的被動(dòng)式阻尼器105A,和在樞軸點(diǎn)118處聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的至少一個(gè)被動(dòng)式阻尼器105B。出于本公開(kāi)的目的,“前部”可以包括樞軸點(diǎn)118的向前的水平穩(wěn)定器102的任何部分,和水平穩(wěn)定器102出于調(diào)整目的而圍繞其旋轉(zhuǎn)的對(duì)應(yīng)樞軸。例如,根據(jù)一些實(shí)施方式,該前部116可以在水平穩(wěn)定器102上或者臨近水平穩(wěn)定器102前緣,而根據(jù)其它實(shí)施方式,該前部116可以包括前水平穩(wěn)定器翼梁(spar),其可以位于前緣與樞軸點(diǎn)118之間。在一些實(shí)現(xiàn)中,該前部可以靠近或臨近樞軸點(diǎn)118。盡管在圖1的側(cè)視圖中,在樞軸點(diǎn)118處僅示出了一個(gè)被動(dòng)式阻尼器105B,但根據(jù)貫穿附圖描述并示出的實(shí)施例,可以存在圍繞樞軸定位在樞軸點(diǎn)處的兩個(gè)被動(dòng)式阻尼器105。下面,參照?qǐng)D3最佳地示出并進(jìn)一步描述了該構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)明白,在此的公開(kāi)不限于任何特定數(shù)量的阻尼器。

對(duì)于商業(yè)飛行器的水平穩(wěn)定器102來(lái)說(shuō),常見(jiàn)的是,圍繞樞軸繞軸旋轉(zhuǎn),以便調(diào)整飛行器俯仰,使在不同飛行階段期間適應(yīng)飛行器的重心位置。為提供這種繞軸旋轉(zhuǎn)能力,飛行器的水平穩(wěn)定器102通常經(jīng)由樞軸點(diǎn)(根據(jù)尾部構(gòu)造)安裝至機(jī)身或垂直穩(wěn)定器,同時(shí)利用聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的前部116的起重螺桿或合適致動(dòng)器來(lái)控制俯仰。通過(guò)升高和降低起重螺桿,水平穩(wěn)定器102的前部116升高和降低,圍繞與將平穩(wěn)定器102所安裝至的樞軸點(diǎn)相交的樞軸繞軸旋轉(zhuǎn)整個(gè)水平穩(wěn)定器102。出于本公開(kāi)的目的,振動(dòng)減輕系統(tǒng)100可以被示出并描述為安裝至結(jié)構(gòu)120。雖然圖1中未具體是示出(圖3中最佳地看到并且下面進(jìn)行討論),但結(jié)構(gòu)120可以是垂直穩(wěn)定器和水平穩(wěn)定器102內(nèi)的翼梁。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式,聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的前部116的被動(dòng)式阻尼器105A被配置成按第一自由度阻尼振動(dòng)力,而在樞軸點(diǎn)118處聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的被動(dòng)式阻尼器105B被配置成按第二自由度阻尼振動(dòng)力。更具體地說(shuō),如在圖1中看到,可以按大致平行于飛行器的x軸或縱軸的前后方向,來(lái)對(duì)通過(guò)被動(dòng)式阻尼器105A按第一自由度減輕的振動(dòng)力進(jìn)行。可以按大致平行于飛行器的z軸或大致垂直于飛行器的縱軸的上下方向,來(lái)對(duì)通過(guò)被動(dòng)式阻尼器105B按第二自由度減輕的振動(dòng)力進(jìn)行取向。應(yīng)注意到,第三阻尼器104另外操作,以按圍繞滾動(dòng)軸的第三自由度來(lái)阻尼振動(dòng)力,如圖1中的圍繞x軸指示符的滾轉(zhuǎn)標(biāo)簽所示。滾轉(zhuǎn)阻尼在這樣的情況下存在,即,處于垂直穩(wěn)定器(如圖2和3所示)的相對(duì)兩側(cè)上的水平穩(wěn)定器102經(jīng)受不同振動(dòng)力。該不同振動(dòng)可以因發(fā)動(dòng)機(jī)推力不對(duì)稱(chēng)、偏航,或不對(duì)稱(chēng)陣風(fēng)而出現(xiàn)。通過(guò)減輕垂直穩(wěn)定器兩側(cè)上的水平穩(wěn)定器102上的這些振動(dòng)力,可以減輕滾動(dòng)引發(fā)力。

雖然阻尼器104貫穿附圖被示出為大致與x軸和z軸平行地取向,但應(yīng)當(dāng)明白,參照在此公開(kāi)的不同實(shí)施方式中的任一個(gè)描述并示出的阻尼器104中的任一個(gè)或更多個(gè),可以按相對(duì)于x或z軸成角度來(lái)取向。例如,如果將主振動(dòng)力確定為通過(guò)水平穩(wěn)定器102的前部116按相對(duì)于x軸的特定角傳導(dǎo)至結(jié)構(gòu)120,則被動(dòng)式阻尼器105A可以按對(duì)應(yīng)角來(lái)取向,該對(duì)應(yīng)角允許振動(dòng)力沿阻尼器活塞110和彈簧114的行進(jìn)方向大致線性吸收。

圖2示出了安裝在具有低尾部(low-tail)構(gòu)造的飛行器202中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的側(cè)視圖。該低尾部構(gòu)造是一種常規(guī)構(gòu)造,其中,將水平穩(wěn)定器102安裝在機(jī)身204的向后部分(aft portion)內(nèi),并且垂直穩(wěn)定器206在水平穩(wěn)定器102上方從機(jī)身204起向上延伸。出于各種公知理由,常規(guī)低尾部構(gòu)造200對(duì)于其它另選構(gòu)造來(lái)說(shuō)是合意的,下面將討論其中幾個(gè)。然而,水平穩(wěn)定器102的低定位將水平穩(wěn)定器102暴露至來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)208的出口氣流210的畸變。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)208可以具有任何類(lèi)型和數(shù)量,但如上所述,發(fā)動(dòng)機(jī)208可以是高旁路涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),其產(chǎn)生顯著量的出口氣流210畸變。發(fā)動(dòng)機(jī)208的其它示例包括但不限于:螺旋槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、渦輪螺旋槳系統(tǒng)、電力驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)、混合動(dòng)力系統(tǒng)、以及開(kāi)放式轉(zhuǎn)子推進(jìn)系統(tǒng)。

與水平穩(wěn)定器102相關(guān)聯(lián)的氣動(dòng)升力載荷通常經(jīng)由水平穩(wěn)定器102的樞軸點(diǎn)118傳導(dǎo)至機(jī)身204,這樣,定位在樞軸點(diǎn)118處的阻尼器104將以這樣的頻率為目標(biāo),即,升力將因與出口氣流210相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)力而根據(jù)該頻率改變。出口氣流210畸變改變與水平穩(wěn)定器102相關(guān)聯(lián)的曳力,該曳力主要經(jīng)由聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的前部116的起重螺桿而傳導(dǎo)至機(jī)身204,其出于調(diào)整目的而被用于圍繞樞軸點(diǎn)118旋轉(zhuǎn)水平穩(wěn)定器102。因此,定位在水平穩(wěn)定器102的前部116處的阻尼器104將以這樣的頻率為目標(biāo),即,曳力將因與出口氣流210中引發(fā)的畸變的性質(zhì)相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)力而根據(jù)該頻率改變。另外,圍繞水平穩(wěn)定器102的樞軸點(diǎn)118引發(fā)的任何俯仰力矩,將在水平穩(wěn)定器102的前部116處大致傳導(dǎo)至起重螺桿。根據(jù)在此描述的各個(gè)實(shí)施方式,還可以通過(guò)定位在水平穩(wěn)定器102的前部116處的阻尼器,來(lái)減輕與針對(duì)俯仰力矩的變化相關(guān)聯(lián)的任何改變力。

由每一個(gè)位置處的阻尼器104所針對(duì)的頻率可以根據(jù)飛行器202的飛行特征或飛行階段而改變。例如,水平穩(wěn)定器102上的出口氣流,以及周?chē)鷼饬骺梢栽谌魏沃付w行的爬升階段、巡航階段以及下降階段不同。根據(jù)不同實(shí)施方式,振動(dòng)衰減系統(tǒng)100可以被調(diào)諧成在特殊飛行階段減輕不希望的振動(dòng)力。例如,由于與其它飛行階段相比,飛行器202的不成比例的時(shí)長(zhǎng)可能花費(fèi)在巡航飛行上,因而,阻尼器104根據(jù)在巡航飛行特征期間最可能遭遇的振動(dòng)頻率來(lái)設(shè)計(jì)或選擇。如下將討論的,為了最大阻尼效果,在針對(duì)特定飛行器202調(diào)諧或自適應(yīng)振動(dòng)衰減系統(tǒng)100方面利用許多設(shè)計(jì)考慮。

如前提到,出于調(diào)整目的,阻尼器104所安裝至的結(jié)構(gòu)120可以包括機(jī)身204的結(jié)構(gòu)性組件,包括在水平穩(wěn)定器102的前部116處所通常使用的起重螺桿。下面轉(zhuǎn)至圖3,有關(guān)振動(dòng)衰減系統(tǒng)100和其接合至的結(jié)構(gòu)120的進(jìn)一步細(xì)節(jié)將根據(jù)不同實(shí)施方式而加以描述。圖3是安裝在具有低尾部構(gòu)造200的飛行器202中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的立體圖。利用該立體圖,可以看出,起重螺桿302的上下移動(dòng)對(duì)水平穩(wěn)定器102的前部116進(jìn)行上下移動(dòng),其使水平穩(wěn)定器102圍繞與樞軸點(diǎn)118A和118B的相交的樞軸310樞轉(zhuǎn)。

該實(shí)施方式的振動(dòng)衰減系統(tǒng)100包括三個(gè)阻尼器104。具體來(lái)說(shuō),被動(dòng)式阻尼器105A聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的前部116處的起重螺桿302,并且設(shè)置成按大致平行于x軸的第一自由度或前后地對(duì)振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。該實(shí)施例的前部116包括水平穩(wěn)定器前翼梁304,以使起重螺桿302經(jīng)由被動(dòng)式阻尼器105A聯(lián)接至水平穩(wěn)定器前翼梁304。被動(dòng)式阻尼器105B和105C分別在水平穩(wěn)定器后翼梁處聯(lián)接至樞軸點(diǎn)118A和118B,并且被配置成,按大致平行于z軸的第二自由度或上下地對(duì)振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。

圖4和5分別示出了根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有十字形尾部構(gòu)造400的飛行器202中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的側(cè)視圖和立體圖。利用十字形尾部構(gòu)造400,水平穩(wěn)定器102安裝在垂直穩(wěn)定器206的尖端402和根部404之間。如在圖5中看到,起重螺桿302將水平穩(wěn)定器102的前部116聯(lián)接至垂直穩(wěn)定器前翼梁504。將阻尼器104安裝在起重螺桿302與垂直穩(wěn)定器前翼梁504(或結(jié)構(gòu)120)之間,或者起重螺桿302與水平穩(wěn)定器102的前部116之間。根據(jù)不同實(shí)施方式,該阻尼器104可以是如上所述的被動(dòng)式阻尼器105A,或者下面參照?qǐng)D10-12進(jìn)一步詳細(xì)描述的主動(dòng)式阻尼器。

十字形尾部構(gòu)造400的這個(gè)實(shí)施例包括限定樞軸310的兩個(gè)樞軸點(diǎn)118A和118B,水平穩(wěn)定器102經(jīng)由起重螺桿302圍繞該樞軸310旋轉(zhuǎn)以便調(diào)整。在樞軸點(diǎn)118A和118B處,兩個(gè)阻尼器(在這個(gè)實(shí)施例中,被動(dòng)式阻尼器105B和105C)安裝至水平穩(wěn)定器后翼梁306與垂直穩(wěn)定器后翼梁506之間的水平穩(wěn)定器102。該阻尼器針對(duì)低尾部構(gòu)造200按上述同一方式操作。具體來(lái)說(shuō),將被動(dòng)式阻尼器105A設(shè)置成按大致平行于x軸的第一自由度或前后地阻尼振動(dòng)力,而將被動(dòng)式阻尼器105B和105C設(shè)置成按大致平行于z軸的第二自由度或上下地阻尼振動(dòng)力。

圖6和7分別示出了根據(jù)在此描述的不同實(shí)施方式的、安裝在具有T形尾部構(gòu)造600的飛行器202中的振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的側(cè)視圖和立體圖。盡管將振動(dòng)衰減系統(tǒng)100按T形尾部構(gòu)造600接合至水平穩(wěn)定器102和垂直穩(wěn)定器206的精確結(jié)構(gòu)可以稍微不同于下面參照?qǐng)D4和5描述的十字形尾部構(gòu)造400的結(jié)構(gòu),但阻尼器104本身的構(gòu)造和操作和圖6和7所示T形尾部構(gòu)造600大致相同。與T形尾部構(gòu)造600的主要差異在于,水平穩(wěn)定器102安裝在垂直穩(wěn)定器206的尖端402處或臨近其安裝,而非尖端402與根部404之間的位置。

下面轉(zhuǎn)至圖8,并且將對(duì)振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的另選實(shí)施方式進(jìn)行描述。在圖8所示實(shí)施例中,振動(dòng)衰減系統(tǒng)100包括:聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的前部116的、被配置為被動(dòng)式阻尼器105A的阻尼器104;和聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的樞軸點(diǎn)118的一排802并聯(lián)阻尼器104。該排802阻尼器104代替了上述不同實(shí)施方式中的單一阻尼器104。該實(shí)施例的排802包括兩個(gè)阻尼器104A和104B。該排802中的每一個(gè)阻尼器104A和104B都是粘彈性阻尼器,具有粘性阻尼器106和彈簧114。每一個(gè)粘性阻尼器都可以被調(diào)諧或設(shè)置成在特定頻率下減輕振動(dòng),其可以不同于該排802阻尼器104內(nèi)的其它目標(biāo)頻率。在這種情況下,可以根據(jù)希望目標(biāo)頻率來(lái)選擇可容易獲得的粘彈性阻尼器,并且進(jìn)行聚合,以創(chuàng)建在可以不同于該排802內(nèi)的單個(gè)阻尼器104的頻率或多個(gè)頻率下減輕振動(dòng)的排802。該排802內(nèi)的每一個(gè)阻尼器104可以影響該排802內(nèi)的其它阻尼器104的操作,然而,該影響可以利用已知工程技術(shù)來(lái)確定,以使可以由此設(shè)計(jì)該排802。該排802內(nèi)的阻尼器104的數(shù)量和類(lèi)型可以在不脫離該變更的范圍內(nèi)改變。盡管該排802在圖8中被示出為聯(lián)接至具有單一被動(dòng)式阻尼器105A的樞軸點(diǎn)118,該被動(dòng)式阻尼器105A聯(lián)接至水平穩(wěn)定器102的前部,但可以在振動(dòng)衰減系統(tǒng)100內(nèi)的任何或全部阻尼器位置處利用一個(gè)排802。

圖9是根據(jù)不同實(shí)施方式的、具有同心排布結(jié)構(gòu)900的粘彈性阻尼器(或被動(dòng)式阻尼器105)的截面圖。該同心排布結(jié)構(gòu)900包括圍繞粘性阻尼器106定位的多個(gè)同心排列彈簧114A和114B。根據(jù)該實(shí)施例,第一彈簧114A在第一彈簧114A的第一端部902處抵接固定底阻尼器壁906。第一彈簧114A在第一彈簧114A的第二端部904處抵接可移動(dòng)頂阻尼器壁908。該可移動(dòng)頂阻尼器壁908連接至粘性流體室108內(nèi)的阻尼器活塞110。該可移動(dòng)頂阻尼器壁908還在連接點(diǎn)920連接至水平穩(wěn)定器102,并且在固定底阻尼器壁906處連接至結(jié)構(gòu)120。在連接點(diǎn)920處,來(lái)自水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)力向上和向下平移阻尼器活塞110,如開(kāi)放箭頭所示。阻尼器活塞110的線性平移在壓縮第一彈簧114A的同時(shí),受阻于粘性流體室108內(nèi)的粘性流體112。第二彈簧114B位于第一彈簧114A內(nèi),并且在第一內(nèi)彈簧端部912處抵接粘性流體室108的頂表面910,而在第二內(nèi)彈簧端914處抵接可移動(dòng)頂阻尼器壁908。粘彈性阻尼器104按上述方式減輕振動(dòng)力。然而,因?yàn)榈谝粡椈?14A和第二彈簧114B的不同特性,所以可以調(diào)諧粘性阻尼器104來(lái)針對(duì)不同振動(dòng)頻率。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,可以選擇第一彈簧114A或者114B之一的位移長(zhǎng)度,以使可移動(dòng)頂阻尼器壁908可以在接合其它彈簧之前,利用來(lái)自一個(gè)彈簧的阻力而平移一希望距離。作為阻尼器活塞110的位移函數(shù),彈簧114A和114B的連續(xù)接合允許針對(duì)該粘彈性阻尼器的可變固有頻率作為阻尼器位移的函數(shù)。粘彈性阻尼器105的該方面可以被特制成,僅按不同飛行條件或發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置來(lái)吸收大部分臨界振動(dòng)頻率。如下更詳細(xì)描述的,如果在另選飛行條件下希望不同阻尼系數(shù),則該被動(dòng)式阻尼器105可以與一可變或者主動(dòng)式阻尼器組合。

作為例示具有如上示出并描述的同心排布結(jié)構(gòu)900的被動(dòng)式阻尼器105的功能的實(shí)施例,在起飛時(shí)暴露至螺旋槳流的水平穩(wěn)定器102的振蕩頻率最可能更高(由于更高風(fēng)扇/發(fā)動(dòng)機(jī)RPM),并且振蕩性位移的量值因潛在更快速的出口氣流210和對(duì)應(yīng)螺旋槳流而大于巡航條件下的量值。順序彈簧系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為,在起飛時(shí)按高頻率/高位移條件操作,在此期間,兩個(gè)彈簧114A和114B在這個(gè)條件下,可能因水平穩(wěn)定器102的更高位移而接合。同一系統(tǒng)還能夠在巡航飛行期間最佳地操作,對(duì)此,水平穩(wěn)定器102經(jīng)受因不同發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置而造成的更低頻率振動(dòng)和更低位移。

圖1-9已經(jīng)描述了利用被動(dòng)式阻尼器105的振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的操作。利用被動(dòng)式阻尼器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,它們相對(duì)簡(jiǎn)單、廉價(jià)并且可靠。然而,根據(jù)另選實(shí)施方式,在此描述的振動(dòng)衰減系統(tǒng)100內(nèi)的任何或全部阻尼器104可以是主動(dòng)式阻尼器。出于本公開(kāi)的目的,“主動(dòng)式阻尼器”可根據(jù)與水平穩(wěn)定器102相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)或估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)而動(dòng)態(tài)自適應(yīng),以改變阻尼特性。根據(jù)一些實(shí)施方式,主動(dòng)式阻尼器利用線性致動(dòng)器來(lái)在希望頻率或多個(gè)頻率下引發(fā)沿希望方向的運(yùn)動(dòng),以減輕對(duì)應(yīng)振動(dòng)。根據(jù)另選實(shí)施方式,該主動(dòng)式阻尼器可以經(jīng)由改變粘彈性阻尼器的流體室內(nèi)的流體壓力而非利用線性致動(dòng)器來(lái)操作。由主動(dòng)式阻尼器產(chǎn)生的引發(fā)運(yùn)動(dòng)可以基于如通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)傳感器或加速度計(jì)測(cè)量的水平穩(wěn)定器的實(shí)際實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),基于如根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù)預(yù)測(cè)的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài),或其組合。

如前所述,飛行器202按各種飛行/發(fā)動(dòng)機(jī)條件來(lái)操作,其導(dǎo)致針對(duì)作用于經(jīng)受來(lái)自出口氣流210的畸變或其它振動(dòng)力的水平穩(wěn)定器102上的各種力和力矩的恒定改變的強(qiáng)制函數(shù)。主動(dòng)阻尼系統(tǒng)具有這樣的優(yōu)點(diǎn),即,可自適應(yīng)于操作條件,并因此提供優(yōu)越的振動(dòng)阻尼行為。應(yīng)注意到,主動(dòng)阻尼系統(tǒng)可以按如下的方式來(lái)設(shè)計(jì):考慮到該系統(tǒng)的冗余(多個(gè)相同的獨(dú)立系統(tǒng))和潛在被動(dòng)式后備系統(tǒng)。

查看圖10,振動(dòng)衰減系統(tǒng)100包括利用主動(dòng)式阻尼器1002的主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000。該主動(dòng)式阻尼器1002可以包括電線性致動(dòng)器1004,其可以經(jīng)由來(lái)自振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006的致動(dòng)器命令1012而選擇性地啟用,而上下或前后平移,以施加遭遇由水平穩(wěn)定器102經(jīng)歷的振動(dòng)力的減輕力。在該實(shí)施例中,傳感器1008定位在水平穩(wěn)定器102和/或機(jī)身204以及對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)120上。傳感器1008可以包括任何類(lèi)型和數(shù)量的加速度計(jì)或位置傳感器,其可操作以測(cè)量并向振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006提供與振動(dòng)力相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),作為傳感器輸入1010。應(yīng)當(dāng)清楚,“實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)”可以是原始加速度和位置數(shù)據(jù),或者利用該實(shí)時(shí)加速度和位置數(shù)據(jù)所計(jì)算出的某一所得數(shù)據(jù),如水平穩(wěn)定器102中的振動(dòng)的頻率和幅度。傳感器1008沿任意取向的兩個(gè)主軸進(jìn)行測(cè)量,只要這些軸彼此大致垂直,并且它們相對(duì)于水平穩(wěn)定器102或機(jī)身204的偏移已知即可。

利用該傳感器輸入1010,振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006確定要通過(guò)主動(dòng)式阻尼器1002執(zhí)行的最佳力(假設(shè)主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000是如在此參照?qǐng)D10描述的純電氣阻尼系統(tǒng)),或者固有頻率/阻尼比率(假設(shè)主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000是如下參照?qǐng)D12討論的半被動(dòng)式系統(tǒng))。振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006接著向主動(dòng)式阻尼器1002提供該最佳力/位置確定作為致動(dòng)器命令1012,以供致動(dòng)。每一個(gè)主動(dòng)式阻尼器1002將位置與時(shí)間輸入信號(hào)作為致動(dòng)器反饋1014反向中繼至振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006,以確保閉環(huán)控制。

圖11例示了利用主動(dòng)式阻尼器1002的主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000的另選實(shí)施方式。該實(shí)施例類(lèi)似于上面參照?qǐng)D10描述的實(shí)施例,并且其主要差別是缺少傳感器輸入1010。利用上述系統(tǒng),傳感器1008用于測(cè)量并向振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006提供與水平穩(wěn)定器102上的振動(dòng)力相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)。然而,在該另選實(shí)施方式中,不是利用傳感器1008,而是振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006利用與飛行器202或者一個(gè)或更多個(gè)飛行器系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù)1102,以便確定估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)。該振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006按上面參照實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)描述的相同方式來(lái)利用該估計(jì)振動(dòng)狀態(tài),以便確定減輕所估計(jì)的振動(dòng)的致動(dòng)器命令。針對(duì)該實(shí)施方式的目的,與傳感器1008和關(guān)聯(lián)傳感器輸入1010相對(duì)應(yīng)的虛線用于指示:可選地包含下面要參照又一另選實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)討論的傳感器1008。

飛行器參數(shù)1102可以包括任何數(shù)量和類(lèi)型的信息,其可利用已知分析技術(shù),按任何指定時(shí)間,在確定作用于水平穩(wěn)定器102上的力方面加以應(yīng)用。例如,飛行器參數(shù)1102可以包括但不限于:一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置、飛行特征、飛行器特征、飛行控制設(shè)置、環(huán)境參數(shù),或其組合。下面,提供這些例示性飛行器參數(shù)的非限制例。發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置可以包括:不同卷軸(various spool)的每分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)、推力設(shè)置、葉片間距或發(fā)動(dòng)機(jī)間距(若可變的話)。飛行特征可以:包括空氣速度、迎角、俯仰姿態(tài)、滾動(dòng)姿態(tài)、偏航姿態(tài)、以及飛行路徑角。飛行器特征可以包括飛行器重量和重心。飛行控制設(shè)置可以包括水平穩(wěn)定器沖角和升降舵與調(diào)整片有效角。環(huán)境參數(shù)可以包括:環(huán)境壓力、溫度、以及相對(duì)濕度。

利用這些飛行器參數(shù)1102,振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006可以分析作用于水平穩(wěn)定器120上的所預(yù)測(cè)的振動(dòng)力,并且使用所得的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài),而非上面參照?qǐng)D10的實(shí)施方式討論的通過(guò)傳感器1008測(cè)量的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),來(lái)確定適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器命令1012。下面,參照?qǐng)D11的主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000(包括與傳感器1008相關(guān)聯(lián)的虛線),對(duì)主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000的第三實(shí)現(xiàn)進(jìn)行描述。

在該主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000的第三實(shí)施方式中,振動(dòng)衰減系統(tǒng)1006利用飛行器參數(shù)1102來(lái)確定所估計(jì)的振動(dòng)狀態(tài)和對(duì)應(yīng)致動(dòng)器命令1012。另外,振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006接收來(lái)自傳感器1008的、測(cè)量水平穩(wěn)定器102的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)的傳感器輸入1010。利用水平穩(wěn)定器102的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006可以確定對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器命令1012,其可以被用于調(diào)節(jié)根據(jù)所估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)而提供的致動(dòng)器命令1012。按這種方式,主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000可以基于根據(jù)許多飛行器參數(shù)確定的預(yù)測(cè)振動(dòng)狀態(tài)來(lái)提供致動(dòng)器命令1012,同時(shí)隨著實(shí)際振動(dòng)狀態(tài)的出現(xiàn)而測(cè)量它們,并因此進(jìn)行修正。該類(lèi)型雙重輸入系統(tǒng)可以比先前所述的那些更復(fù)雜,但可以更快速且更準(zhǔn)確地操作。

圖12例示了用于主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000的又一另選實(shí)施方式。該系統(tǒng)利用主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202A和1202B(統(tǒng)稱(chēng)且通稱(chēng)為“主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202”),以減輕施加至水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)力。與上面參照?qǐng)D10和11的電線性致動(dòng)器1004討論的系統(tǒng)類(lèi)似地,該實(shí)施方式利用振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006,以經(jīng)由主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202向水平穩(wěn)定器102主動(dòng)施加減輕力。然而,代替采用電線性致動(dòng)器地,該實(shí)施例的主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000利用主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202。像上述被動(dòng)式阻尼器105一樣,該主動(dòng)式粘性阻尼器1202具有諸如彈簧114這樣的彈性部件和粘性阻尼器(其是可變粘性阻尼器1206)。前述被動(dòng)式系統(tǒng)的粘性阻尼器106與產(chǎn)生主動(dòng)式系統(tǒng)的該實(shí)施方式的可變粘性阻尼器1206之間的差別在于,振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006可操作以改變粘性流體室108內(nèi)的壓力,在需要時(shí)上下移動(dòng)阻尼器活塞110,主動(dòng)減輕振動(dòng)力。因?yàn)榭勺冋承宰枘崞?206考慮到改變粘性流體112內(nèi)的壓力,所以可變粘性阻尼器1206內(nèi)的所述室被稱(chēng)為可變系數(shù)阻尼部件1224。

圖12的主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000經(jīng)由振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006操作,控制一個(gè)或更多個(gè)關(guān)聯(lián)的可變系數(shù)阻尼部件1224內(nèi)的壓力。這通過(guò)如下方式來(lái)完成:致動(dòng)流體累積器回路1204A或1204B(統(tǒng)稱(chēng)并且通稱(chēng)為“流體累積器回路1204”)內(nèi)的可變流量閥(即,流量控制閥)1214,以從可變粘性阻尼器1206添加或去除粘性流體112和對(duì)應(yīng)壓力。改變可變系數(shù)阻尼部件1224內(nèi)的壓力改變了阻尼系數(shù)(c),其依次改變了主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202的阻尼特性。

為控制粘性流體112的壓力,可以使用流體累積器回路1204。出于例示性目的,對(duì)以流體方式聯(lián)接至主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202B的流體累積器回路1204B進(jìn)行描述。該流體累積器回路1204B在圖12中用虛線來(lái)描繪輪廓。類(lèi)似的是,第二流體回路,或流體累積器回路1204A與主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202A相關(guān)聯(lián),并且為清楚起見(jiàn),用點(diǎn)線和虛線來(lái)描繪輪廓。

該流體累積器回路1204B包括與可變流量閥1214串聯(lián)的壓力傳感器1208。該壓力傳感器1208向振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006提供與可變系數(shù)阻尼部件1224內(nèi)的和流體累積器回路1204B內(nèi)的壓力有關(guān)的傳感器輸入1210??勺兞髁块y1214的致動(dòng)將流體從累積器1216移動(dòng)至可變系數(shù)阻尼部件1224,并且類(lèi)似地從可變系數(shù)阻尼部件1224釋放壓力,允許振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006管理主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202內(nèi)的阻尼系數(shù)(c)。流體累積器回路1204B另外包括用于存儲(chǔ)粘性流體112的容器1220、和用于填充該系統(tǒng)的泵1218。

該實(shí)施方式的振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006接收振動(dòng)狀態(tài)輸入1222,其被用于確定針對(duì)可變流量閥1214的壓力命令1212。振動(dòng)狀態(tài)輸入1222可以包括實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)或?qū)?yīng)加速度和位置數(shù)據(jù),其可以通過(guò)上面參照?qǐng)D10描述的許多加速度計(jì)和位置傳感器來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量。另選的是,振動(dòng)狀態(tài)輸入1222可以包括飛行器參數(shù)1102,其可以被振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006用于確定如上參照?qǐng)D11描述的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)。

圖12例示了用于控制主動(dòng)阻尼系統(tǒng)1000內(nèi)的多個(gè)主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202的另選實(shí)施方式。首先,每一個(gè)主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202都可以聯(lián)接至分離的流體累積器回路1204。忽略圖12中的虛線,將主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202A聯(lián)接至流體累積器回路1204A,而將主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202B聯(lián)接至流體累積器回路1204B。振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006控制流體累積器回路1204A和1204B兩者。另選的是,流體累積器回路1204的、可以被選擇或設(shè)計(jì)成向多個(gè)主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202提供流體的組件可以共用。查看圖12,包括利用點(diǎn)線繪制的組件,但忽略流體累積器回路1204A,可以看到向主動(dòng)式粘彈性阻尼器1202A和1202B兩者供應(yīng)粘性流體112的更小流體累積器回路。應(yīng)當(dāng)清楚,出于清楚的目的,將該圖簡(jiǎn)化了,而不應(yīng)視為限制。與圖12和其它圖所示的組件相比,可以存在增加或更少的組件。

轉(zhuǎn)至圖13,對(duì)根據(jù)在此呈現(xiàn)的不同實(shí)施方式的、用于確定用于減輕飛行器202的水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)的阻尼器特性的方法進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)清楚,與該圖所示的和在此描述的相比,可以執(zhí)行更多或更少的操作。與在此描寫(xiě)的操作相比,這些操作還可以并行或者按不同次序來(lái)執(zhí)行。圖13示出了用于確定振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的阻尼器的特性的例程1300。該例程1300在操作1302開(kāi)始,其中,確定用于該分析的輸入。該輸入可以包括許多參數(shù),包括但不限于:飛行器202的飛行器幾何結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)布局、用于水平穩(wěn)定器102的材料特性、發(fā)動(dòng)機(jī)核心和風(fēng)扇性能參數(shù)、與設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)檔相對(duì)應(yīng)的操作條件范圍(即,馬赫數(shù)和高度)、以及要向該任務(wù)簡(jiǎn)檔提供的加權(quán)因子。該加權(quán)因子從噪聲和疲勞的角度,指示各種參數(shù)的相對(duì)意義。

從操作1302起,該例程1300繼續(xù)至操作1304,其中,針對(duì)可在任務(wù)中獲得的許多飛行條件,利用在操作1302確定的分析輸入,來(lái)執(zhí)行不穩(wěn)定的動(dòng)力計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)分析。該例程1300并行繼續(xù)至操作1306和1308。在操作1306,作用于水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)力根據(jù)后處理CFD結(jié)果來(lái)確定。該過(guò)程模仿作用于浸入出口氣流210中的水平穩(wěn)定器102上的不穩(wěn)定的提升、拖曳、以及俯仰力矩。換句話說(shuō),操作1306估計(jì)提升力矩、拖曳力矩、以及俯仰力矩,作為作用于經(jīng)歷來(lái)自螺旋槳湍流的振動(dòng)力的水平穩(wěn)定器102上的時(shí)間的函數(shù)。

在操作1308,利用水平穩(wěn)定器102幾何結(jié)構(gòu)和在操作1302確定的機(jī)械特性來(lái)構(gòu)造動(dòng)力(dynamic)有限元法(FEM)模型。從操作1306和1308起,該例程1300繼續(xù)至操作1310,其中,針對(duì)根據(jù)CFD分析獲取的振動(dòng)力(提升力矩、拖曳力矩以及俯仰力矩)的范圍,運(yùn)行動(dòng)力FEM模型。在操作1312,針對(duì)飛行條件范圍,提供水平穩(wěn)定器102的根部處(即,在樞軸點(diǎn)118處)的激發(fā)頻率(ω0)的矩陣。

該例程1300繼續(xù)至操作1314,其中,求解運(yùn)動(dòng)的線性常微分方程,以標(biāo)識(shí)足夠的阻尼系數(shù)和阻尼比率,以使振動(dòng)衰減系統(tǒng)100在與指定設(shè)計(jì)問(wèn)題相關(guān)聯(lián)的需求和技術(shù)限制以及飛行器的一般需求可以規(guī)定的內(nèi)容內(nèi),造成對(duì)該振動(dòng)的實(shí)質(zhì)阻尼。根據(jù)一個(gè)非限制實(shí)現(xiàn),求解運(yùn)動(dòng)的線性常微分方程,以標(biāo)識(shí)足夠的阻尼系數(shù)(c)和阻尼比率(ζ),以使(ζ)大于1。在操作1316,根據(jù)在操作1314確定的阻尼系數(shù)(c),來(lái)選擇或設(shè)計(jì)阻尼器104,并且例程1300結(jié)束。

圖14是示出根據(jù)在此呈現(xiàn)的不同實(shí)施方式的、用于利用被動(dòng)式阻尼器105來(lái)減輕飛行器202的水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)的方法的例程1400。該例程1400在操作1402開(kāi)始,其中,在振動(dòng)衰減系統(tǒng)100的被動(dòng)式阻尼器105處接收振動(dòng)力。操作1404和1406并行發(fā)生。在操作1404,壓縮粘彈性阻尼器的彈性部件。如上所述,根據(jù)被動(dòng)式阻尼器105的構(gòu)造,可以存在諸如彈簧114這樣的單一彈性部件、多個(gè)彈性部件,和/或同心排列彈簧114。在一些實(shí)施方式中,如利用同心排布結(jié)構(gòu)900,該彈簧壓縮可以是順序的,第一彈簧在第二彈簧接合之前被壓縮至預(yù)定位移。

在操作1406,與該粘性阻尼器108相關(guān)聯(lián)的阻尼器活塞110根據(jù)所施加的振動(dòng)力而移動(dòng)。該移動(dòng)將粘性流體112擠壓通過(guò)阻尼器活塞110中的孔113,其操作以抵抗或減慢阻尼器活塞110的移動(dòng)。從操作1404和1406起,該例程1400繼續(xù)至操作1408,其中,所述阻尼器活塞110經(jīng)由通過(guò)被壓縮的彈性部件所施加的力,沿它們的開(kāi)始位置的方向返回。被動(dòng)式阻尼器105的這種抗振蕩移動(dòng)有效地減輕施加至水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)力。

圖15是示出根據(jù)在此呈現(xiàn)的不同實(shí)施方式的、用于利用主動(dòng)式阻尼器1002來(lái)減輕飛行器202的水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)的方法的例程1500。應(yīng)當(dāng)清楚,在此描述的邏輯操作可以被實(shí)現(xiàn)為:(1)運(yùn)行在計(jì)算系統(tǒng)上的一序列計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作或程序模塊,和/或(2)該計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)的互連機(jī)器邏輯電路或電路模塊。該實(shí)現(xiàn)是取決于該計(jì)算系統(tǒng)的性能和其它操作參數(shù)的選擇問(wèn)題。因此,在此描述的邏輯操作被不同地稱(chēng)為操作、結(jié)構(gòu)性裝置、動(dòng)作或模塊。這些操作、結(jié)構(gòu)性裝置、動(dòng)作以及模塊可以采用軟件、采用固件、硬件、采用專(zhuān)用數(shù)字邏輯、及其任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。還應(yīng)清楚,與該圖所示和在此描述的相比,可以執(zhí)行更多或更少的操作。與在此描寫(xiě)的操作相比,這些操作還可以并行或者按不同次序來(lái)執(zhí)行。

該例程1500在操作1502開(kāi)始,其中,在主動(dòng)式阻尼器105處接收振動(dòng)力。在操作1504,如果測(cè)量實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),則振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006接收來(lái)自傳感器1008的傳感器輸入1010。如果傳感器1008未被用于測(cè)量實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),則振動(dòng)衰減系統(tǒng)1006接收來(lái)自飛行器202上的各個(gè)飛行器系統(tǒng)的飛行器參數(shù)1102。如上所述,根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006接收傳感器輸入1010和飛行器參數(shù)1102兩者。

從操作1504起,該例程1500繼續(xù)至操作1506,其中,振動(dòng)狀態(tài)基于來(lái)自傳感器1008的實(shí)時(shí)測(cè)量來(lái)確定,或者根據(jù)所接收的飛行器參數(shù)1102來(lái)估計(jì)。在操作1508,振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006基于振動(dòng)狀態(tài)來(lái)確定致動(dòng)器命令1012或壓力命令1212,并且向主動(dòng)式阻尼器1002或可變流量閥1214提供恰當(dāng)?shù)拿?。振?dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006在操作1510接收來(lái)自主動(dòng)式阻尼器1002的反饋,并且例程1500結(jié)束。

圖16示出了上述振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)1006的例示性計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600,其能夠執(zhí)行在此描述的、按上面提出的方式減輕水平穩(wěn)定器102的振動(dòng)的軟件組件。該計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600包括:中央處理單元1602(CPU)、包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器1614(RAM)和只讀存儲(chǔ)器1616(ROM)的系統(tǒng)存儲(chǔ)器1608、以及將該存儲(chǔ)器聯(lián)接至CPU 1602的系統(tǒng)總線1604。

CPU 1602是執(zhí)行計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600的操作所需的算術(shù)和邏輯操作的標(biāo)準(zhǔn)可編程處理器。該CPU 1602可以通過(guò)經(jīng)由操縱在這些狀態(tài)之間進(jìn)行區(qū)分并且改變這些狀態(tài)的切換部件(switching element),而從一個(gè)離散的物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變至下一個(gè)物理狀態(tài),來(lái)執(zhí)行該必需操作。切換部件通常可以包括:保持兩個(gè)二元(binary)狀態(tài)之一的電子電路(如觸發(fā)器(flip-flop)),和基于一個(gè)或更多個(gè)其它切換部件(如邏輯門(mén))的狀態(tài)的邏輯組合來(lái)提供輸出狀態(tài)的電子電路。這些基本切換部件可以被組合成創(chuàng)建更復(fù)雜的邏輯電路,包括寄存器、加法器-減法器、算術(shù)邏輯單元、浮點(diǎn)單元等。

該計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600還包括:用于存儲(chǔ)操作或控制系統(tǒng)1618的大容量存儲(chǔ)裝置1610;和專(zhuān)用模塊或其它程序模塊,如根據(jù)上述各個(gè)實(shí)施方式的、可操作以向阻尼器104提供致動(dòng)器命令1012和壓力命令1212的振動(dòng)減輕模塊1624。該大容量存儲(chǔ)裝置1610通過(guò)連接至總線1604的大容量存儲(chǔ)控制器(未示出)連接至CPU 1602。該大容量存儲(chǔ)裝置1610及其關(guān)聯(lián)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)向計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600提供非易失性存儲(chǔ)。

該計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600可以通過(guò)變換大容量存儲(chǔ)裝置的物理狀態(tài)而在大容量存儲(chǔ)裝置1610上存儲(chǔ)數(shù)據(jù),以反映所存儲(chǔ)的信息。在本描述的不同實(shí)現(xiàn)中,該物理狀態(tài)的特定變換可以取決于各種因素。這種因素的示例可以包括但不限于:被用于實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)裝置1610的技術(shù),而無(wú)論該大容量存儲(chǔ)裝置是被特征化為主存儲(chǔ)還是輔存儲(chǔ)等。例如,該計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600可以通過(guò)如下方式來(lái)向大容量存儲(chǔ)裝置1610存儲(chǔ)信息:經(jīng)由存儲(chǔ)控制器發(fā)出用于改變磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器裝置內(nèi)的特定位置的磁特性、光學(xué)存儲(chǔ)裝置中的特定位置的反射或折射特性,或者固態(tài)存儲(chǔ)裝置中的特定電容器、晶體管,或其它離散組件的電氣特性的指令。在不脫離本描述的范圍和精神的情況下,物理介質(zhì)的其它變換也是可以的,并且僅提供前述實(shí)施例以易于該描述。該計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600還可以通過(guò)檢測(cè)大容量存儲(chǔ)裝置內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)特定位置的物理狀態(tài)或特性,來(lái)從大容量存儲(chǔ)裝置1610讀取信息。

盡管在此包含的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的描述指諸如硬盤(pán)或CD-ROM驅(qū)動(dòng)器這樣的大容量存儲(chǔ)裝置,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600接入的任何可獲計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。通過(guò)示例而非限制的方式,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括按任何方法或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的、用于存儲(chǔ)信息(如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù))的易失性和非易失性、可去除和非可去除介質(zhì)。例如,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括但不限于:RAM、ROM、EPROM、EEPROM、閃速存儲(chǔ)器或其它固態(tài)存儲(chǔ)器技術(shù)、CD ROM、數(shù)字萬(wàn)用盤(pán)(DVD)、HD-DVD、BLU-RAY,或其它光學(xué)存儲(chǔ)裝置,磁帶盒、磁帶、磁盤(pán)存儲(chǔ)部或其它磁存儲(chǔ)裝置,或者可以被用于存儲(chǔ)希望信息并且可以通過(guò)計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600接入的任何其它介質(zhì)。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式,該計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600可以經(jīng)由諸如網(wǎng)絡(luò)1620的網(wǎng)絡(luò),在利用針對(duì)其它飛行器系統(tǒng)和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的邏輯連接的連網(wǎng)環(huán)境中操作。該計(jì)算機(jī)架構(gòu)1600可以經(jīng)由連接至總線1604的網(wǎng)絡(luò)接口單元1606而連接至網(wǎng)絡(luò)1620。應(yīng)當(dāng)清楚,還可以利用該網(wǎng)絡(luò)接口單元1606,來(lái)連接至其它類(lèi)型類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)架構(gòu)800還可以包括用于接收和處理來(lái)自許多裝置(包括控制顯示單元、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、電子針筆、或可以呈現(xiàn)在連接顯示器1612上的觸摸屏)的輸入的輸入-輸出控制器1622。類(lèi)似的是,該輸入-輸出控制器1622可以向顯示器1612、打印機(jī)、或其它類(lèi)型的輸出裝置提供輸出。

而且,本公開(kāi)包括根據(jù)下列條款的實(shí)施方式:

條款1、一種用于飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)衰減系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:

第一阻尼器,該第一阻尼器聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器的前部,所述第一阻尼器被配置成按第一自由度對(duì)振動(dòng)力進(jìn)行阻尼;以及

第二阻尼器,該第二阻尼器臨近所述水平穩(wěn)定器的安裝點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器,所述第二阻尼器被配置成按第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。

條款2、根據(jù)條款1所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述安裝點(diǎn)包括樞軸點(diǎn)。

條款3、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述樞軸點(diǎn)包括圍繞所述水平穩(wěn)定器的俯仰軸的第一樞軸點(diǎn),并且其中,所述振動(dòng)衰減系統(tǒng)還包括第三阻尼器,該第三阻尼器臨近圍繞所述水平穩(wěn)定器的所述俯仰軸的第二樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器,所述第三阻尼器被配置成按所述第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。

條款4、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一阻尼器和所述第二阻尼器中的至少一個(gè)包括被動(dòng)式阻尼器。

條款5、根據(jù)條款4所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述被動(dòng)式阻尼器包括粘彈性阻尼器。

條款6、根據(jù)條款5所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述粘彈性阻尼器包括兩個(gè)彈簧:被配置成減輕根據(jù)第一頻率的振動(dòng)的第一彈簧;和被配置成減輕根據(jù)第二頻率的振動(dòng)的第二彈簧。

條款7、根據(jù)條款6所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,基于來(lái)自涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的出口氣流的擾動(dòng)的頻率,來(lái)對(duì)所述第一頻率和所述第二頻率中的一個(gè)進(jìn)行選擇。

條款8、根據(jù)條款6所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述兩個(gè)彈簧同心地設(shè)置在所述粘彈性阻尼器內(nèi)。

條款9、根據(jù)條款8所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一彈簧在第一端部處抵接固定底阻尼器壁,而在第二端部處抵接可移動(dòng)頂阻尼器壁,所述可移動(dòng)頂阻尼器壁連接至在粘性流體室內(nèi)的阻尼器活塞,以使所述阻尼器活塞的線性平移在壓縮所述第一彈簧的同時(shí)時(shí)受阻于所述粘性流體室內(nèi)的粘性流體,以及

其中,所述第二彈簧位于所述第一彈簧內(nèi),并且在第一內(nèi)彈簧端部處抵接所述粘性流體室的頂表面,而在第二內(nèi)彈簧端處抵接所述可移動(dòng)頂阻尼器壁。

條款10、根據(jù)條款6所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述兩個(gè)彈簧彼此分離。

條款11、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一自由度包括大致平行于所述飛行器的縱軸的前后方向,以及其中,所述第二自由度包括大致垂直于所述飛行器的縱軸的上下方向。

條款12、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一自由度包括大致平行于所述飛行器的縱軸的前后方向,并且其中,所述第二自由度包括針對(duì)所述飛行器的縱軸的角方向。

條款13、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),所述振動(dòng)衰減系統(tǒng)還包括:一排并聯(lián)阻尼器,該排并聯(lián)阻尼器臨近所述水平穩(wěn)定器的樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器,其中,所述一排并聯(lián)阻尼器包括所述第二阻尼器和第三阻尼器,所述第二阻尼器被配置成在第一頻率內(nèi)按所述第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼,而所述第三阻尼器被配置成在第二頻率內(nèi)按所述第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。

條款14、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一阻尼器和所述第二阻尼器中的至少一個(gè)包括主動(dòng)式阻尼器。

條款15、根據(jù)條款14所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述主動(dòng)式阻尼器包括電線性致動(dòng)器,并且其中,所述振動(dòng)衰減系統(tǒng)還包括:

振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī),該振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)可操作以確定用于減輕與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)頻率的致動(dòng)器命令,并將所述致動(dòng)器命令提供給所述電線性致動(dòng)器以供所述電線性致動(dòng)器執(zhí)行。

條款16、根據(jù)條款15所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),所述系統(tǒng)還包括:

多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器,所述多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器被配置成,測(cè)量與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),并將該實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)提供給所述振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī),

其中,確定用于減輕所述振動(dòng)頻率的所述致動(dòng)器命令包括:確定用于減輕通過(guò)所述多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器測(cè)量的所述實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)的所述致動(dòng)器命令。

條款17、根據(jù)條款15所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,確定用于減輕所述振動(dòng)頻率的所述致動(dòng)器命令包括:

接收與所述飛行器或飛行器系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù);

基于所述一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù),來(lái)確定與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài);以及

確定用于減輕所述估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)的所述致動(dòng)器命令。

條款18、根據(jù)條款17所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù)包括:

發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置、飛行特征、飛行器特征、飛行控制設(shè)置、以及環(huán)境參數(shù)中的一個(gè)或更多個(gè)。

條款19、根據(jù)條款15所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),所述系統(tǒng)還包括:

多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器,所述多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器被配置成,測(cè)量與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài),并將該實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)提供給所述振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī),

其中,確定用于減輕所述振動(dòng)頻率的所述致動(dòng)器命令包括:

接收與所述飛行器或飛行器系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù);

基于所述一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù),來(lái)確定與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài);

確定用于減輕所述估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)的所述致動(dòng)器命令;

根據(jù)為減輕所述估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)所確定的所述致動(dòng)器命令,從所述振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)向所述電線性致動(dòng)器提供用于移動(dòng)所述水平穩(wěn)定器的指令;

接收通過(guò)所述多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器測(cè)量的所述實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài);

基于所述實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)來(lái)確定校正致動(dòng)器命令;以及

將所述校正致動(dòng)器命令提供給所述電線性致動(dòng)器。

條款20、根據(jù)條款14所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述主動(dòng)式阻尼器包括具有可變系數(shù)阻尼部件的粘彈性阻尼器,并且其中,所述振動(dòng)衰減系統(tǒng)還包括:

振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī),該振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)可操作以確定針對(duì)所述可變系數(shù)阻尼部件的、用于減輕與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)頻率的壓力命令,并且該振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)可操作以根據(jù)所述壓力命令來(lái)致動(dòng)流體累積器回路中的可變流量閥,來(lái)管理所述可變系數(shù)阻尼部件內(nèi)的阻尼系數(shù),以減輕所述振動(dòng)頻率。

條款21、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述水平穩(wěn)定器安裝在所述飛行器的機(jī)身內(nèi)的低尾部構(gòu)造中。

條款22、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述水平穩(wěn)定器安裝在所述飛行器的垂直穩(wěn)定器內(nèi)的十字形尾部構(gòu)造中。

條款23、根據(jù)條款2所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述水平穩(wěn)定器安裝在所述飛行器的垂直穩(wěn)定器的頂部?jī)?nèi)的T形尾部構(gòu)造中。

條款24、一種用于減輕飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)的方法。該方法包括以下步驟:

在聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器的前部的第一阻尼器處和臨近樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器的第二阻尼器處接收振動(dòng);

利用所述第一阻尼器按第一自由度對(duì)所述振動(dòng)進(jìn)行阻尼;以及

利用所述第二阻尼器按第二自由度對(duì)所述振動(dòng)進(jìn)行阻尼。

條款25、根據(jù)條款24所述的方法,其中,所述第一阻尼器和所述第二阻尼器中的至少一個(gè)包括被動(dòng)式阻尼器。

條款26、根據(jù)條款25所述的方法,其中,所述被動(dòng)式阻尼器包括粘彈性阻尼器,以使阻尼所述振動(dòng)的步驟包括以下步驟:

利用活塞擠壓粘性流體,以將所述粘性流體擠壓通過(guò)所述活塞中的一個(gè)或更多個(gè)孔,并且響應(yīng)于來(lái)自所述振動(dòng)的力壓縮彈簧,而在釋放所述力時(shí)利用來(lái)自所述彈簧的力朝著開(kāi)始位置使所述活塞返回。

條款27、根據(jù)條款26所述的方法,其中,壓縮所述彈簧的步驟包括以下步驟:按第一頻率壓縮被配置用于減輕第一振動(dòng)力的第一彈簧,而按第二頻率壓縮被配置用于減輕第二振動(dòng)力的第二彈簧。

條款28、根據(jù)條款27所述的方法,其中,壓縮所述第一彈簧和壓縮所述第二彈簧的步驟包括以下步驟:

利用可移動(dòng)頂阻尼器壁向圍繞中心阻尼器部件同心排列的所述第一彈簧和所述第二彈簧施加力,所述中心阻尼器部件從一個(gè)端部處的所述可移動(dòng)頂阻尼器壁延伸至另一端部處的粘性流體室中的阻尼器活塞,以使施加至所述可移動(dòng)頂阻尼器壁的所述力壓縮所述第一彈簧和所述第二彈簧,同時(shí)受阻于利用所述阻尼器活塞的所述粘性流體室內(nèi)的粘性流體。

條款29、根據(jù)條款24所述的方法,所述方法還包括以下步驟:

在一排并聯(lián)阻尼器處接收所述振動(dòng),該排并聯(lián)阻尼器臨近所述水平穩(wěn)定器的樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器,所述一排并聯(lián)阻尼器包括所述第二阻尼器和第三阻尼器,其中,所述第二阻尼器被配置成以第一頻率按所述第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼,而所述第三阻尼器被配置成以第二頻率按所述第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼,并且

其中,利用所述第二阻尼器按第二自由度對(duì)所述振動(dòng)進(jìn)行阻尼的步驟包括以下步驟:利用所述第二阻尼器和所述第三阻尼器按第二自由度對(duì)所述振動(dòng)進(jìn)行阻尼。

條款30、根據(jù)條款24所述的方法,其中,所述第一阻尼器和所述第二阻尼器中的至少一個(gè)包括主動(dòng)式阻尼器。

條款31、根據(jù)條款30所述的方法,其中,所述主動(dòng)式阻尼器包括電線性致動(dòng)器,并且其中,所述方法還包括以下步驟:

確定用于減輕與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)頻率的致動(dòng)器命令;以及

將所述致動(dòng)器命令提供給所述電線性致動(dòng)器,以供所述電線性致動(dòng)器執(zhí)行。

條款32、根據(jù)條款31所述的方法,所述方法還包括以下步驟:

接收來(lái)自多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器的、與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài);以及

將所述實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)提供給振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)。

其中,確定用于減輕所述振動(dòng)頻率的所述致動(dòng)器命令包括:確定用于減輕通過(guò)所述多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器測(cè)量的所述實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)的所述致動(dòng)器命令。

條款33、根據(jù)條款31所述的方法,其中,確定用于減輕所述振動(dòng)頻率的所述致動(dòng)器命令包括:

接收與所述飛行器或飛行器系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù);

基于所述一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù),來(lái)確定與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài);以及

確定用于減輕所述估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)的所述致動(dòng)器命令。

條款34、根據(jù)條款33所述的方法,其中,所述一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù)包括:

發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置、飛行特征、飛行器特征、飛行控制設(shè)置以及環(huán)境參數(shù)中的一個(gè)或更多個(gè)。

條款35、根據(jù)條款31所述的方法,其中,確定用于減輕所述振動(dòng)頻率的所述致動(dòng)器命令包括:

接收與所述飛行器或飛行器系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù);

基于所述一個(gè)或更多個(gè)飛行器參數(shù),來(lái)確定與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的估計(jì)振動(dòng)狀態(tài);

確定用于減輕所述估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)的所述致動(dòng)器命令;

根據(jù)為減輕所述估計(jì)振動(dòng)狀態(tài)所確定的所述致動(dòng)器命令,從所述振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)向所述電線性致動(dòng)器提供用于移動(dòng)所述水平穩(wěn)定器的指令;

接收來(lái)自多個(gè)加速度計(jì)或位置傳感器的、與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài);

基于所述實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)確定校正致動(dòng)器命令;以及

將所述校正致動(dòng)器命令提供給所述電線性致動(dòng)器。

條款36、根據(jù)條款30所述的方法,其中,所述主動(dòng)式阻尼器包括具有可變系數(shù)阻尼部件的粘彈性阻尼器,并且其中,所述方法還包括以下步驟:

利用振動(dòng)衰減計(jì)算機(jī)確定針對(duì)所述可變系數(shù)阻尼部件的、用于減輕與所述水平穩(wěn)定器相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)頻率的壓力命令;以及

根據(jù)所述壓力命令來(lái)致動(dòng)流體累積器回路中的可變流量閥,來(lái)管理所述可變系數(shù)阻尼部件內(nèi)的阻尼系數(shù),以減輕所述振動(dòng)頻率。

條款37、一種用于飛行器的水平穩(wěn)定器的振動(dòng)衰減系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:

第一粘彈性阻尼器,該第一粘彈性阻尼器聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器的前部,所述第一粘彈性阻尼器被配置成按第一自由度對(duì)振動(dòng)力進(jìn)行阻尼;

第二粘彈性阻尼器,該第二粘彈性阻尼器臨近圍繞所述水平穩(wěn)定器的俯仰軸的第一樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器,所述第二粘彈性阻尼器被配置成按第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼;以及

第三粘彈性阻尼器,該第三粘彈性阻尼器臨近圍繞所述水平穩(wěn)定器的所述俯仰軸的第二樞軸點(diǎn)聯(lián)接至所述水平穩(wěn)定器,所述第三粘彈性阻尼器被配置成按所述第二自由度對(duì)所述振動(dòng)力進(jìn)行阻尼。

條款38、根據(jù)條款37所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一粘彈性阻尼器、所述第二粘彈性阻尼器以及所述第三粘彈性阻尼器被配置成減輕至少兩個(gè)不同頻率內(nèi)的振動(dòng)。

條款39、根據(jù)條款38所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一粘彈性阻尼器、所述第二粘彈性阻尼器以及所述第三粘彈性阻尼器中的每一個(gè)都包括一排并聯(lián)粘彈性阻尼器,該排中的每一個(gè)阻尼器都對(duì)應(yīng)于獨(dú)特振動(dòng)頻率。

條款40、根據(jù)條款38所述的振動(dòng)衰減系統(tǒng),其中,所述第一粘彈性阻尼器、所述第二粘彈性阻尼器以及所述第三粘彈性阻尼器中的每一個(gè)都包括多個(gè)彈簧,每一個(gè)彈簧都被配置成減輕獨(dú)特振動(dòng)頻率內(nèi)的振動(dòng)。

基于前述,應(yīng)當(dāng)清楚,在此提供了用于減輕水平穩(wěn)定器102中的振動(dòng)的技術(shù)。上述主旨僅通過(guò)例示的方式來(lái)提供,而不應(yīng)視為限制。在不遵循在此例示和描述的實(shí)施例實(shí)施方式和應(yīng)用的情況下,并且在不脫離本公開(kāi)的、在所附權(quán)利要求書(shū)中闡述的真實(shí)精神和范圍的情況下,可以針對(duì)在此描述的主旨進(jìn)行各種修改和改變。

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