Vraag:
Koppeling in een tweemotorige tandemrotoraandrijving
Mike
2015-06-26 15:53:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Overweeg een transmissie voor een helikopter met tandemrotor met twee motoren en twee hoofdrotors, zoals hieronder.

CH-47 Powertrain

Beide motoren zijn verbonden met sprag (eenrichtings) koppelingen zodat het motortoerental lager kan zijn dan de rest van het systeem (bijv. motorstoring), maar normaal bewegen ze synchroon. De twee rotoren zijn altijd gesynchroniseerd, zodat ze niet met elkaar in botsing komen tijdens het draaien (in tegengestelde richting).

Laten we aannemen dat we de traagheidsmomenten voor elke motor en elke rotor kennen. Er zijn accessoires (niet afgebeeld op de afbeelding) die worden aangedreven door dezelfde synchronisatieas en er zijn natuurlijk mechanische verliezen, maar die kunnen we voor de eenvoud allemaal negeren. Er is echter een snelheidsverandering tussen de motoren en de rotoren waarmee rekening moet worden gehouden.

Bij het modelleren van dit systeem moet ik, aangezien elke motor onder de rotoren kan rijden, de lokale versnellingen integreren om verkrijg de snelheid van de rotoren en elke motor afzonderlijk. Over het algemeen is mijn vraag: welke koppels en inerties 'ziet' elk voor de doeleinden met het doel een versnelling te vinden uit ongebalanceerde koppels ?

Voor het geval dat beide motoren zijn bediening en aandrijving (dwz ingeschakelde koppelingen):

  • Zou elk onderdeel (motor 1, motor 2 en de rotoren samen) alle vier de koppels en alle vier de inerties 'zien' (de vier zijn twee rotoren en twee motoren)?
  • Of zou elke motor niet worden beïnvloed door het koppel en de traagheid van de tegenoverliggende motor (dwz vanwege de eenrichtingskoppeling) en alleen zichzelf en de rotoren 'zien' (of misschien enkele deel daarvan)?

Voor het geval dat een motor wordt uitgeschakeld en niet meer rijdt:

  • Zou de afgezette motor alleen zijn eigen traagheid en klein en afnemend koppel (en dan zou je wat verliezen moeten toevoegen om het daadwerkelijk te laten vertragen)?
  • Zouden de rotoren de koppels en traagheden van de rotoren en de resterende aandrijfmotor "zien"?
  • Hoe zit het met de motor die nog steeds aandrijft - de rotoren en zichzelf?
De afbeeldingslink is dood. Kunt u het alstublieft repareren?
Een antwoord:
Rick
2015-08-06 19:36:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

In het algemeen kunnen voor alle geribbelde lichamen die worden gedwongen om met dezelfde snelheid te roteren , hun traagheid en de koppels die erop inwerken, worden opgeteld:

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

Waarbij $ \ tau_i $ staat voor de koppels die eeuwig op het systeem inwerken (zoals het koppel geproduceerd door een motor, of de weerstand van een propeller door de wind)

U kunt het systeem ook modelleren als een stelsel van vergelijkingen:

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

Waar $ \ tau_ {ij} $ een antisymmetrische matrix is ​​die het koppel vertegenwoordigt op het grensvlak tussen componenten $ i $ en $ j $. De sprag-koppelingen zorgen ervoor dat het koppel tussen de motor en de rest van het systeem niet negatief kan zijn (idealiter. In werkelijkheid zal er echter een klein sleepkoppel zijn).

Om acceleraties te berekenen terwijl beide motoren zijn ingeschakeld kan de eerste vergelijking gebruiken en vervolgens het tweede stelsel vergelijkingen gebruiken om het koppel op de koppelingen te bepalen. Als het koppel voor één motor negatief is, hoeft die motor niet langer met hetzelfde toerental te draaien. Dat betekent dat het niet in de eerste vergelijking kan worden opgenomen, dus je zou het opnieuw moeten berekenen, maar deze keer sluit je die motor uit. Gebruik vervolgens de eerste vergelijking voor alleen de motor om de motorversnelling te bepalen.

Als de rotatiesnelheid van de motor ooit die van de rest van het systeem overschrijdt, wordt de koppeling opnieuw ingeschakeld, dus nu worden de snelheden samen beperkt, zodat ze moeten opnieuw als een systeem worden behandeld (en om ze terug te brengen naar exact dezelfde rotatiesnelheid zou je het traagheidsgewogen gemiddelde van de rotatiesnelheid kunnen nemen)

Opmerking: als sommige geribbelde lichamen worden gedwongen om een ​​snelheid te draaien die evenredig is met elkaar (bijv. versnellingen), kan dezelfde vergelijking worden gebruikt, maar de traagheid, koppels en snelheden moeten worden vermenigvuldigd / gedeeld door de verhouding.

Als beperkingen: $$ \ omega_i = r_i \ omega $$ bestaat, dan: $$ \ sum_i \ tau_i r_i = \ dot \ omega \ sum_i I_i r_i $$



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...