新四季網

用於飛機引擎底座的具有反饋和前饋控制的主動消振和振動隔離的製作方法

2023-09-25 19:27:55

專利名稱:用於飛機引擎底座的具有反饋和前饋控制的主動消振和振動隔離的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種在引擎底座中提供主動振動隔離以便防止飛機引擎的振動傳播到飛機的機翼和機身的設備和方法。
背景技術:
在飛機座艙內,由引擎旋轉的基頻產生音調噪聲(tonal noise)。在許多年內,這種噪聲的產生一直是一個問題。該音調噪聲由引擎旋轉部件中的殘餘不平衡引起,例如低速和高速渦輪機、風扇葉片、壓縮機等等。儘管來自所述旋轉部件(包括軸和葉片)的不平衡由於製造方法的改進而在製造過程中被緊密地控制,但是由於操作的改變或者系統隨著時間的磨損,仍然會產生所述不平衡。因此,來自旋轉部件的顯著的「每轉一次」的振動就被引入到引擎操作當中。這些振動通過機翼和/或機身結構傳播,並且在機艙中產生令人討厭的低頻音調噪聲。這種音調噪聲通常是總體機艙噪聲級的主要成分。根據許多噪聲評估標準,如果存在顯著的音調噪聲,則對於總體噪聲級將有附加的懲罰。這些音調通常處於低頻範圍內。例如,用在中、大型商務飛機上的引擎通常具有低於IOOHz的低壓(LP)系統Ι/rev頻率和低於200Hz的高壓(HP)系統Ι/rev頻率。對於例如區域性的噴氣機之類的小型飛機來說,LP系統Ι/rev大約是IOOHz,而HP系統Ι/rev大約是300Hz。生理聲學分析表明,人們在暴露於低頻噪聲時容易感到疲勞,例如在長途飛行中長時間暴露於低頻噪聲時尤其如此。可以理解,這些音調振動不`可避免。在引擎製造過程中,旋轉部件被仔細地進行了平衡。然而在操作期間,所述平衡可能會發生變化,從而在結構中引入不平衡。隨著服役時間的系統磨損也可能會引入不平衡。由不平衡引起的振動通過引擎底座、機翼結構、機身結構傳播,並且最終激發機艙內部結構(比如配平板(trim panel))振動。該內部結構的振動將噪聲傳播到機艙內。通常來說,「軟」(也就是柔性的或減振的)引擎底座一直是最便宜且最有效的減小振動傳遞的方式。然而,對於大型商務飛機來說,引擎振動頻率可能低至45Hz,這意味著軟底座隔離器需要被設計成具有遠低於45Hz的共振頻率。這種「軟」底座設計導致在引擎加速時產生大的位移,這是不期望的並且是飛機艙製造商所希望避免的。另外,軟引擎底座的可靠性和耐久性也是一個問題,因為它們的可靠性和耐久性不如硬弓I擎底座。因此,在使用硬引擎底座的應用中仍然需要減小音調噪聲的產生。

發明內容
在本發明的一個實施例中,在引擎底座的附近附著有主動振動機構,從而根據引擎的安裝形式而防止引擎振動傳播到引擎底座結構(例如機翼或機身結構)中。在一個實施例中,該主動振動機構是附著到引擎底座附近(或嵌入其中)的結構的作動器,其用來注入反振動移動以便抵消由引擎產生的音調振動。在另一個實施例中,該主動振動機構是附著到引擎底座附近(或嵌入其中)的結構的作動器,其用來消散由引擎產生的音調振動的動能。在本發明的一個實施例中,振動傳感器被放置在引擎和/或機身和/或機翼結構上,以便監測引擎和引擎底座結構的振動性能。來自這些傳感器的數據連同引擎速度信號一起被用於確定所述旋轉部件和引擎(例如渦輪機軸等等)的瞬時基頻。然後,所確定的這些基頻被用於產生將被發送給所述作動器的反振動信號,所述作動器產生反振動移動或等效動能吸收器,以便按照需要抵消或者減輕所確定的基頻振動及其高階諧波。


在完全考慮了下面參照附圖示意性地闡述的本發明的說明性實施例之後,本發明的優點、特性和不同的附加特徵將變得顯而易見,其中:圖1是硬引擎底座結構的圖示;圖2是圖1中所示的硬安裝引擎結構的傳遞能力的圖形表示;圖3是根據本發明的一個實施例的引擎底座結構的圖示;圖4是具有多種振動控制策略的、包括本發明的實施例的引擎底座的傳遞能力的圖形表示;圖5是本發明的一個實施例的控制系統的圖示;圖6是本發明的機身到引擎底座的圖示;以及圖7是本發明的機翼到引擎底座的圖示。
具體實施例方式下面將參考附圖對本發明作進一步的詳細說明,所述附圖不以任何方式對本發明的範圍做出限制。圖1示出了通常所知的硬引擎底座,圖2所示的是該硬引擎底座的傳遞能力,由振動(dB)與頻率(Hz)的關係表示。圖3示出了根據本發明的一個實施例的具有主動元件的引擎底座300,而圖5示出了根據本發明的一個實施例的引擎底座,其包括用於該引擎底座的控制系統的圖示。圖4示出了多種引擎底座配置和方法的傳遞能力(振動與頻率的關係)。圖6和7分別示出根據本發明的實施例的引擎底座到機身和機翼的簡化圖。回到圖1,傳統的硬引擎底座結構100被表示為一個單自由度系統。將引擎14耦合到機翼12上(也可以是機身或其他結構)的引擎底座結構10由彈簧剛度為K的彈簧和粘滯阻尼係數為C的阻尼器。在引擎操作期間,引擎14相對於同樣具有振動和移動的機翼12振動並且移動。該系統的動力學等式由下列等式表示:
權利要求
1.一種引擎底座振動控制系統,包括: 將引擎(34)耦合到引擎支撐結構(32)的至少一個引擎底座(30); 與引擎底座(30)並行放置的至少一個主動振動元件(36),所述至少一個主動振動元件(36)將引擎(34)耦合到引擎支撐結構(32),使得所述至少一個主動振動元件(36)在所述引擎(34)和所述引擎支撐結構(32)上提供制動力,所述至少一個主動振動元件(36)傳遞足以抵消和/或減輕引擎振動的力; 安裝在所述引擎(34)上的至少一個振動傳感器(40)和安裝到所述引擎支撐結構(32)上的至少一個振動傳感器(42),用以檢測在所述引擎(34)和所述引擎支撐結構(32)的其中一個中的振動;以及 控制器(38),其接收來自所述引擎上的所述振動傳感器(40)和所述引擎支撐結構(32)上的所述振動傳感器(42)的信號,並且基於所接收到的、來自所述振動傳感器(40,42)的所述信號來控制所述至少一個主動振動元件(36),其中所述控制器被配置成利用組合的反饋和前饋控制來調節控制參數, 其中所述控制器利用組合的反饋和前饋控制並且其中所述控制器(38)被配置成利用組合的、來自安裝到所述引擎支撐結構(32)上的至少一個振動傳感器(42)的反饋數據和來自安裝在所述引擎(34)上的至少一個振動傳感器(40)的前饋數據來調節控制參數。
2.如權利要求1所述的引擎底座振動控制系統,其中所述至少一個主動振動元件(36)被嵌入在所述至少一個引擎底座(30)中。
3.如權利要求1所述的引擎底座振動控制系統,還包括由所述控制器控制的多個所述主動振動元件(36 )。
4.如權利要求3所述的引擎底座振動控制系統,其中所述多個所述主動振動元件(36)當中的至少一些具有相對於至少一個其他所述主動振動元件(36)的不同取向。
5.如權利要求1所述的引擎底座振動控制系統,其中所述振動傳感器(40,42)是加速度計、速度傳感器、位移傳感器、張力計以及形變計當中的一種。
6.如權利要求1所述的引擎底座振動控制系統,其中所述引擎(34)是飛機引擎,並且所述弓I擎支撐結構(32 )是機翼或機身的其中之一的一部分。
7.如權利要求1所述的引擎底座振動控制系統,其中所述引擎底座(30)是硬引擎底座。
8.如權利要求1所述的引擎底座振動控制系統,其中所述引擎在第一方向上的位移被定義為X,所述引擎支撐結構(32)在第一方向上的位移被定義為y,並且所述控制器(38)控制所述至少一個主動振動元件(36)以便最小化比值y/x。
9.一種控制引擎底座系統的振動的方法,包括: 利用至少一個主動振動元件(36)和引擎底座(30)來耦合引擎(34)和引擎支撐結構(32); 感測引擎(34)和在其上安裝有引擎(34)的引擎支撐結構(32)當中的至少一個的振動; 基於所述感測步驟、利用所述至少一個主動振動元件(36)向所述引擎(34)和所述引擎支撐結構(32)的至少其中之一提供至少一個制動力,以使得從所述引擎(34)到所述引擎支撐結構(32)的振動傳遞最小化,所述提供至少一個制動力包括傳遞足以抵消和/或減輕引擎振動的力;以及 基於組合的反饋和前饋控制來調節制動力的控制參數,所述調節控制參數利用組合的、來自安裝到所述引擎支撐結構(32)上的至少一個振動傳感器(42)的反饋數據和來自安裝在所述引擎(34)上的至少一個振`動傳感器(40)的前饋數據。
全文摘要
本發明涉及一種引擎底座結構(300),其具有附著於該引擎底座(30)的附近的主動振動機構(36),用以防止引擎振動傳播到引擎安裝結構(32)(例如飛機的機翼或機身結構)中。附加地,傳感器(40/42)被設置在引擎(34)和/或機翼/機身結構(32)上,以便提供控制信號給所述主動振動機構(36),從而使得主動振動機構(36)對所感測的數據作出反應,以便最小化從引擎(34)到機翼/機身(32)中的振動傳遞率。
文檔編號F16F15/02GK103072697SQ201310022538
公開日2013年5月1日 申請日期2006年12月21日 優先權日2005年12月21日
發明者H.羅, C.D.楊 申請人:通用電氣公司

同类文章

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法【專利摘要】本實用新型公開了一種新型多功能組合攝影箱,包括敞開式箱體和前攝影蓋,在箱體頂部設有移動式光源盒,在箱體底部設有LED脫影板,LED脫影板放置在底板上;移動式光源盒包括上蓋,上蓋內設有光源,上蓋部設有磨沙透光片,磨沙透光片將光源封閉在上蓋內;所述LED脫影

壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置與流程

本發明涉及通信領域,特別涉及一種壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置。背景技術:在寬帶碼分多址(WCDMA,WidebandCodeDivisionMultipleAccess)系統頻分復用(FDD,FrequencyDivisionDuplex)模式下,為了進行異頻硬切換、FDD到時分復用(TDD,Ti

個性化檯曆的製作方法

專利名稱::個性化檯曆的製作方法技術領域::本實用新型涉及一種檯曆,尤其涉及一種既顯示月曆、又能插入照片的個性化檯曆,屬於生活文化藝術用品領域。背景技術::公知的立式檯曆每頁皆由月曆和畫面兩部分構成,這兩部分都是事先印刷好,固定而不能更換的。畫面或為風景,或為模特、明星。功能單一局限性較大。特別是畫

一種實現縮放的視頻解碼方法

專利名稱:一種實現縮放的視頻解碼方法技術領域:本發明涉及視頻信號處理領域,特別是一種實現縮放的視頻解碼方法。背景技術: Mpeg標準是由運動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,MPEG)開發的用於視頻和音頻壓縮的一系列演進的標準。按照Mpeg標準,視頻圖像壓縮編碼後包

基於加熱模壓的纖維增強PBT複合材料成型工藝的製作方法

本發明涉及一種基於加熱模壓的纖維增強pbt複合材料成型工藝。背景技術:熱塑性複合材料與傳統熱固性複合材料相比其具有較好的韌性和抗衝擊性能,此外其還具有可回收利用等優點。熱塑性塑料在液態時流動能力差,使得其與纖維結合浸潤困難。環狀對苯二甲酸丁二醇酯(cbt)是一種環狀預聚物,該材料力學性能差不適合做纖

一種pe滾塑儲槽的製作方法

專利名稱:一種pe滾塑儲槽的製作方法技術領域:一種PE滾塑儲槽一、 技術領域 本實用新型涉及一種PE滾塑儲槽,主要用於化工、染料、醫藥、農藥、冶金、稀土、機械、電子、電力、環保、紡織、釀造、釀造、食品、給水、排水等行業儲存液體使用。二、 背景技術 目前,化工液體耐腐蝕貯運設備,普遍使用傳統的玻璃鋼容

釘的製作方法

專利名稱:釘的製作方法技術領域:本實用新型涉及一種釘,尤其涉及一種可提供方便拔除的鐵(鋼)釘。背景技術:考慮到廢木材回收後再加工利用作業的方便性與安全性,根據環保規定,廢木材的回收是必須將釘於廢木材上的鐵(鋼)釘拔除。如圖1、圖2所示,目前用以釘入木材的鐵(鋼)釘10主要是在一釘體11的一端形成一尖

直流氧噴裝置的製作方法

專利名稱:直流氧噴裝置的製作方法技術領域:本實用新型涉及ー種醫療器械,具體地說是ー種直流氧噴裝置。背景技術:臨床上的放療過程極易造成患者的局部皮膚損傷和炎症,被稱為「放射性皮炎」。目前對於放射性皮炎的主要治療措施是塗抹藥膏,而放射性皮炎患者多伴有局部疼痛,對於止痛,多是通過ロ服或靜脈注射進行止痛治療

新型熱網閥門操作手輪的製作方法

專利名稱:新型熱網閥門操作手輪的製作方法技術領域:新型熱網閥門操作手輪技術領域:本實用新型涉及一種新型熱網閥門操作手輪,屬於機械領域。背景技術::閥門作為流體控制裝置應用廣泛,手輪傳動的閥門使用比例佔90%以上。國家標準中提及手輪所起作用為傳動功能,不作為閥門的運輸、起吊裝置,不承受軸向力。現有閥門

用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法

專利名稱:用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法背景技術:1-本發明所屬領域本發明涉及一種用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置,其中的管狀容器被放在循環於配送鏈上的文檔匣或託架裝置中。本發明特別適用於,然而並非僅僅專用於,對引入自動分析系統的血液樣本試管之類的自動識別。本發明還涉及專為實現讀