空中共振

空中共振是直升机动力学分析中最复杂的问题，它必须考虑到桨叶的摆动摆振，甚至扭动(变距)，并且必须考虑到人体的运动，而这两个运动自由度之间存在着复杂的福合关系。除此之外，空气动力的作用使问题更加复杂。

A.旋翼振动系统。

要从物理概念上理解空气共振，首先要讨论的旋翼系统没有挥舞/摆振、变距/摆动和变距/摆振耦合，暂时不考虑气动力的影响。若只考虑桨叶摆振，则该旋翼系统同地面共振部分所讨论的旋翼系统相同。该模型具有集合型、周期型和无反力型，其振型个数与桨叶个数相同。在这些振型中，只有周期(进进型和退进型)振型对桨毂平面内运动产生激振力。直升飞机的空中共振可以想象为地面共振。当旋翼摆的倒退频率与机体的振动频率相交或接近时，就可能发生空中共振。但直升飞机在空中的共振问题，远不像直升机在地面那样简单。直升飞机在空中时，气动力不可忽视，再加上旋翼桨叶各自由度之间的耦合作用，空中共振失稳中心不如地面共振明显。当旋翼摆动刚度增加时，旋翼摆动运动与机体之间的耦合量较大，旋翼摆动与机体摆动频率可能会发生交叉，从而导致不带铰接或不带支承的旋翼直升机在空中发生共振。

㈡直升机机身系统。

直升飞机在空中由旋冀产生升力支撑，所以此时的机身系统和旋莫系统是一个整体。我们可以暂时将这种振动系统中的旋翼摆动抛开。这就讨论了直升机机体在空气中的哪些振动形式，以及哪些振动形式将导致桨叶中心在桨叶平面上运动。飞机振动模式是指直升机旋翼摆动运动与机体耦合运动的振动模式。旋翼摆动能与机体产生耦合的振动类型(在固定坐标系中)有集合、循环(前进和后退)，见图2.3-16。

收集式与机身上下运动耦合，周期式与机身的格滚和俯仰运动耦合，旋翼摆动式收集式不能在桨毂平面上引起运动，收集式与机身耦合的振动式与空中共振无关，可忽略。剩下的只有摆动桨叶的周期振型和机体的横滚、纵摇两种振型，这四种振型是相互耦合的，它们在桨毂平面内可能引起桨毂中心的运动。因此，旋翼机机身上与机身气缸面共振的振型有四种，即以摆动式前进和后退为主的两种振型；以俯仰式和横滚式为主的两种振型。直升飞机在空中时，只有这几种振型能与旋翼摆振的进行型和退行型福合产生不稳定振动。