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第3.1 节振动
3.1.1 直升机振动
一简介
直升机由于转动部件很多，不可避免地存在振动。振动将影响直升机的舒适程
度，过大的振动将造成直升机旋转部件及结构的磨损及失效。飞行员和机务维修人
员都必须掌握直升机振动的类型和引起振动的原因。
桨叶锥体与平衡以及振动分析技术的目标就是将振动控制在最小范围内，从而
保证部件及机体结构的持续有效性。
了解直升机振动应该从振动的频率、振动的幅度、振动出现的方式和对直升机
的影响等方面入手。
驾驶员飞行后的报告对分析振动产生的原因将非常重要，他应该不仅能指出振
动的频率、幅度，同时也能指出振动出现的方式，即出现在操纵系统上还是在机身
结构上等；他还可以指出振动发生的阶段，如是发生在悬停时还是在飞行过程中等，
以及产生振动时直升机的速度等等；还应该明确振动产生后对直升机飞行有无影响，
如有无造成直升机横向或上下的摆动等。
有一种振动不常见，但却危险性很大，俗话称尾桨蜂鸣振动，这种振动一般是
在下列条件的综合影响下才会发生：
1） 旋翼转速太高
2） 飞行速度太小
3） 大气温度太低
4） 尾桨桨叶角太大
5） 气流方向是右前方，而且气流很不稳定
这些条件一般在海上平台飞行降落过程中同时出现，振动产生时会在脚蹬上感
觉到大幅度的抖动。驾驶员这时应减小尾桨叶的桨距来克服这种振动，否则振动会
越来越严重并造成尾桨叶故障。尾桨叶不平衡或者尾桨轴承故障会使这种振动迅速
加剧。
低频振动可能的来源非常广泛，全铰式主桨由于转动部件多，产生振动的可能
性尤其复杂，表现形式主要是“每圈一振”（one per revolution）,例如水平阻尼
器故障将会引起主桨不平衡从而使直升机产生振动，振动从一侧开始传到另一侧；
如果这种振动主要从周期变距杆上感觉到，则说明变距轴承已故障；如果振动发生
在机身上，则振动一般是垂直或挥舞关节、阻尼器、主桨毂固定螺帽松动、主减固
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定螺栓松动或主减内部轴承故障等。
半刚性主桨系统的振动由于设计思想不同而与全铰式主桨系统略有不同，但同
样存在振动，不解决振动同样对直升机的飞行有影响。半刚性主桨毂属于静态稳定，
桨叶在安装使用前先要平衡，然后整个系统必须在进行动态振动测试后方可使用。
二振动
在学习如何分析锥体及平衡之前，首先来介绍什么是振动及产生振动的原因。
振动为一种快速的振荡运动，可能是由于旋转部件因为失去平衡，或者是由如
空气动力这样的外力作用下产生。这样的振荡运动可以表述为：位移或振幅（大小）、
频率（快、慢，例如：振动次数/分钟）
振动频率是指在单位时间内振动发生的次数，其单位为赫兹（HZ），一赫兹等于
一个循环/秒，振动周期为振动频率的倒数，如图3-1 所示。
图3-1 振动曲线图
另一种振动的表述方法常用来描述旋翼系统中的振动水平，这是由振动频率与
旋翼旋转速率相比较。例如：在旋翼旋转一周发生振动六个循环，也就是6R 振动或
者比率为6：1。
由于直升机设计及工作特性，直升机承受的振动可能来自桨叶、传动机构、发
动机，这些振动可以对机体结构产生应力甚至损坏，缩短部件的使用寿命，并给飞
行员及乘客造成不舒适的乘坐感觉。在飞行中振动的起源主要来自于主桨及尾桨。
这样就产生一种内在固有的振动。举例说明，每片桨叶产生一个固有的1：1 的振动，
如果直升机有两片桨叶，就会产生固有频率为2：1 或者2R 的振动，三片桨叶就会
产生3：1 或者3R 的振动，以此类推。旋翼系统中1：1 或者1R 振动叫做“ONE PER”，
就即“每圈一振”，即每转一周振动一次，这是由于一片桨叶产生大于其他桨叶升力
造成同轴度不好而引起的振动。
三引起振动的原因
转动部件的振动频率一般与部件的转动速度有关，而直升机上部件的转动速度
各不相同，因此振动频率是识别振动来源的一个主要指标。振动按频率一般分三类：
低频振动----主要来自于主桨系统
中频振动----主要来自于尾桨系统
高频振动----主要来自于发动机和高速传动轴
周期
振幅
一个循环
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必须注意，不是所有的直升机都遵循此模式，对振动如有疑问应以维护手册为
准。例如，贝尔飞机的高频振动来自于尾桨而中频振动则可能来自于滑撬的松动等。
根据振动的幅度或者说振动的严重程度，如果再辅助以转动速度、飞行速度等
其他因素，可以让我们准确地找到振动的原因。
1 低频振动
对各种主桨系统来说，最常见的振动原因是桨叶锥体偏差。所谓锥体是指直升
机所有桨叶叶尖转动轨迹都在一个平面内，因此首先应该在地面进行桨叶锥体的检
查，符合要求后再进行悬停状态的检查。一般振动可以分为两种形式：
·垂直振动：是由于桨叶产生的升力不相等，即主桨锥体超标而引起，与飞行
速度有直接关系，飞行速度越大，振动越大。如果振动发生在低速状态下可以通过
调节变距拉杆长度来减小振动；如果振动发生在高速度状态下，则须调节桨叶调整
片角度来减小振动值。
·横向振动：因主桨系统平衡超标而引起，与主桨转速有直接关系。如果振动
随着旋翼转速的增大而增加，一般是展向平衡超标，应该在轻的一端加配重。如果
振动随着转速减小而增大，一般是弦向平衡超标引起桨叶后掠过大。但注意不能通
过调整桨叶后掠角的方法来修正振动，这样会引起低头力矩。
两种振动形式都与发动机功率有直接关系，输出功率增大振动增大，尤其是垂
直振动更明显。
低频振动主要由主桨引起，主桨的转速一般为每分钟数百转左右。以下列出一
些常见的振动起因：
图3-2 直升机的振动形式
横向振动
· 频率匹配器（俗称--减摆器）设定及相位不正确
· 桨叶不平衡
· 垂直关节轴承粘结或者卡滞
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