反向旋转双转子系统动力学特性的有限元分析

2011-09-27王克明艾书民

沈阳航空航天大学学报 2011年4期

缪辉，王克明，翟学，艾书民

(沈阳航空航天大学动力与能源工程学院，辽宁沈阳 110136)

早在上世纪50年代，反向旋转双转子结构就被应用于军用发动机的设计。英国的罗尔斯·罗伊斯公司为“鹞”式战斗机最先研制了“飞马”反向旋转双转子发动机。由于高、低压转子反向旋转，它可以适当消除陀螺力矩的影响，从而改善了飞机悬停和过渡飞行时的稳定性，提高了飞机的机动性能。

国内外对双转子系统动力特性的研究日趋成熟。但在可参考的研究资料中，反向旋转双转子的参考文献并不多。在国内，冯国全和张连祥等人对反向旋转双转子发动机稳态不平衡响应进行了研究［1］。罗贵火、胡绚等人对反向旋转双转子系统的动力特性进行了计算和试验［2－3］。在国外，印度学者K.Gupta等人应用传递矩阵法计算了反向旋转双转子系统的不平衡响应，并对该系统的临界转速、振型和不平衡响应进行了实验研究［4］。法国学者 M.Lalanne和 G.Ferraris在《Rotordynamics Prediction in Engineering》一书中应用Rayleigh-Ritz方法对反向旋转双转子系统的动力特性进行了分析［5］。本文围绕一个简易的双转子模型，运用有限元方法计算该双转子系统反向旋转时的临界转速和主振型，并分析了双转子系统的中介轴承刚度和转速比对该转子系统临界转速特性和振型的影响。