Виброразвязка
- Подробности
- Обновлено 27 Март 2015
- Опубликовано 07 Февраль 2015
- Автор: Алексей Анатольевич Козин
Одной из наиболее сложных задач при разработке надежных летательных аппаратов всех типов является защита полетного контроллера от вибраций. Причем если говорить именно о надежном аппарате обеспечивающим максимум выживаемости в условиях частичной потери пропеллеров, возникновении существенного дисбаланса, возникновении резонансов то здесь уже перестает играть роль потенциальные возможности полетного контроллера по программному подавлению вибраций.
Любой, даже самый дорогой полетный контроллер, в условиях жестких вибраций не сможет обеспечить стабильность полета. С другой стороны, в условиях штатного полета, чем меньше вибраций воздействует на полетный контроллер, тем более точно пилотируется аппарат. Руководствуясь этим постулатом мы приняли решение о выделении задачи разработки системы гашения высокочастотных вибраций в отдельный объект исследований.
Многочисленные опыты показали, что размещение полетного контроллера на мягком подвесе (резина, силикон, поролон) не только не могут стабильно погасить вибрации, но и напротив, в определенной ситуации могут привести к регистрации резонансов вибраций вызываемых совпадением частоты собственных колебаний системы виброразвязки и колебаний на раме. В ходе экспериментов был достигнут хороший результат в случае обеспечения низкой частоты собственных колебаний вибрационно развязанной части конструкции. При этом масса защищенной части должна быть максимально возможной, а жесткость подвеса минимальной. При малых массах полетного контроллера даже самые нежные системы крепления были бессильны из-за переменной жесткости проводов идущих от полетного контроллера при различных температурах окружающей среды.
Итак, есть вывод - полетный контроллер должен быть не только мягко подвешен но и максимально утяжелен. В быту подобную тактику применяют в стиральных машинах, во избежание вибраций подвижная часть нагружена балластным грузом в несколько десятков килограмм (именно поэтому многие стиральные машины такие тяжелые). Однако в условиях летательных аппаратов каждый грамм веса на счету, при создании эффективных аппаратов экономят даже на замене стальных болтов на легкосплавные. Ключевым моментом нашей концепции является использование существющих тяжелых элементов конструкции в качестве утяжеляющей части для полетного контроллера. Поскольку силовая батарея является одним из самых тяжелых узлов - мы решили использовать именно ее вес.
для обеспечения горизонтального положения конструкции и удобства смены батарей нами была разработана конструкция "виброзащитного отсека для батарей. Батарейный отсек будучи защищенным от низкочастотных вибраций за счет рессоры и от высокочастотных за счет силиконового демпфера обеспечивает высокий уровень подавления вибраций для авионики размещенной на его верхней части.
Эффект пружинно - гиревой качели при разработке системы демпфирования.
1. К раме в допустимом для нее месте, ближе к центру, на 4 стойках крепится стеклотекстолитовая "рессора". рессора имеет толщину 1мм для батарейного отсека под вес порядка 1кг (с учетом веса двух батарей zippy compact 5800 3S) и 1,5мм для отсека с весом около 2кг с учетом веса двух батарей zippy compact 5800 6S). рессора имеет форму буквы икс и имеет крепежные отверстия на своих концах под силиконовые демпферы жесткого типа.
Для примерного представления деформации рессоры, мы виртуально надавили на неё весом около 20-и килограмм.
2. сами силиконовые демпферы льем из двухкомпонентного силикона
Литьевая форма версия 2.0
3. сверху на демпферы ставится сам отсек, батареи в нем лежат на дне, сверху батареи прижимает поролоновый валик.
4. верхняя плоскость батарейного отсека предназначена для монтажа апм, приемника радио, жпс




Так выглядит наш однокомпонентный бокс безинструментальной сборки выполненный из 1-миллиметрового стеклотекстолита.

