Fråga:
Koppling i en motor med två motorer, tandemrotor
Mike
2015-06-26 15:53:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tänk på en transmission för en tandemrotorhelikopter med två motorer och två huvudrotorer som den nedan.

CH-47 Powertrain

Båda motorerna är anslutna med sprag-kopplingar (enkelriktad) så att motorns varvtal kan gå igenom resten av systemet (t.ex. motorfel), men normalt rör sig de synkroniserade. De två rotorerna är alltid synkroniserade så att de inte kolliderar med varandra när de snurrar (i motsatta riktningar).

Låt oss anta att vi känner tröghetsmomenten för varje motor och varje rotor. Det finns tillbehör (visas inte på bilden) som drivs av samma synkroniseringsaxel och det finns naturligtvis mekaniska förluster, men vi kan försumma alla dessa för enkelhetens skull. Det finns dock en hastighetsförändring mellan motorerna och rotorerna som måste tas med i beräkningen.

Vid modellering av detta system, eftersom varje motor kan gå igenom rotorerna, måste jag integrera de lokala accelerationerna till få varvtalet på rotorerna och varje motor separat. Generellt sett är min fråga: vilka vridmoment och tröghet ser var och en för ändamålen för att hitta en acceleration från obalanserade vridmoment ?

För det fall att båda motorerna är manövrering och körning (dvs. kopplade kopplingar):

  • Skulle varje komponent (motor 1, motor 2 och rotorerna kollektivt) "se" alla fyra vridmoment och alla fyra trögheten (de fyra är två rotorer och två motorer)?
  • Eller skulle varje motor påverkas av vridmomentet och trögheten hos motsatt motor (dvs. på grund av enkelriktad koppling) och bara "ser" sig själv och rotorerna (eller kanske några del därav)?

Om en motor stängs av och inte längre kör:

  • Skulle den stängda motorn bara se sin egen tröghet och litet och minskande vridmoment (och då måste du lägga till några förluster för att faktiskt få det att bromsa upp)?
  • Skulle rotorerna "se" rotornas vridmoment och tröghet och den återstående drivmotorn?
  • Hur är det med motorn som fortfarande kör - rotorerna och sig själv?
Bildlänken är död. Kan du snälla reparera det?
Ett svar:
Rick
2015-08-06 19:36:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I allmänhet kan alla tröghetsorgan som är tvungna att rotera med samma hastighet lägga deras tröghet och vridmoment som verkar på dem:

$$ \ sum_i \ tau_i = \ dot \ omega \ sum_i I_i $$

Där $ \ tau_i $ representerar de vridmoment som verkar evigt på systemet (som det vridmoment som produceras av en motor eller motståndet hos en propeller från vinden)

Du kan också modellera systemet som ekvationssystem:

$$ \ tau_i + \ sum_j \ tau_ {ij} = \ dot \ omega_i I_i $$

Där $ \ tau_ {ij} $ är en antisymmetrisk matris som representerar vridmomentet vid gränssnittet mellan komponenter $ i $ och $ j $. Spragkopplingarna säkerställer att vridmomentet mellan motorn och resten av systemet inte kan vara negativt (helst. Men i verkligheten kommer det att finnas ett litet dragmoment).

För att beräkna accelerationer medan båda motorerna är inkopplade, kan använda den första ekvationen och sedan använda det andra ekvationssystemet för att bestämma vridmomentet på kopplingarna. Om vridmomentet är negativt för en motor skulle den motorn inte längre vara tvungen att rotera med samma hastighet. Det betyder att det inte kan inkluderas i den första ekvationen, så du måste beräkna den igen, men den här gången utesluter den motorn. Använd sedan den första ekvationen på bara motorn för att bestämma motoracceleration.

Om motorns rotationshastighet någonsin överstiger den för resten av systemet skulle kopplingen kopplas in igen så nu är hastigheterna begränsade tillsammans så att de måste behandlas som ett system igen (och för att återföra dem till exakt samma rotationshastighet kan du ta det tröghetsvägda medelvärdet av rotationshastigheten)

Obs: om vissa räfflade kroppar är tvungna att rotera en hastighet som är proportionell mot varandra (t.ex. växlar) kan samma ekvation användas, men trögheten, vridmomenten och hastigheterna måste multipliceras / divideras med förhållandet.

Om begränsningar: $$ \ omega_i = r_i \ omega $$ finns, då: $$ \ sum_i \ tau_i r_i = \ dot \ omega \ sum_i I_i r_i $$



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...