平衡大桨根本不用找重心

meaommy

原帖由 jamesgjh 于 2009-1-19 14:33 发表
大家都忽略了一个问题，希望以下解释能说清楚：

静平衡时，m1*r1=m2*r2，
转动时角速度w相同， 则向心力＝m1*r1*w*w=m2*r2*w*w，
故似乎LZ的说法是正确的。

但问题是，通常在作静平衡时，是将两个桨的孔用一 ...

我认为jamesgjh这个是正解。曾经接触过工业用的转子平衡机，那个行业的规则是直径厚度比7：1以上的转子（类似盘子）只用做单面平衡，即静平衡就可以了。其实也就是我们的电直大桨（包括桨夹旋翼头）系统的情况。直径厚度比小于7：1的转子（类似秤砣样或者棒状转子）才要做双面平衡（也就是老知青的第3张图），也就是在转子两头都打孔或者配重，配平，使得转子的两端都分别符合m1*r1*w*w=m2*r2*w*w）消除转动产生的力矩偶，这时才是真正意义上的动平衡。工业上衡量转子振动等级的标准之一，就是残余偏心重量。即在某一直径上，再去掉多少重量，转子就可以平衡。这个残余重量是跟直径有换算关系的。即在100毫米直径处残留5克的重量，可以通过在同一直径方向上，50MM直径处去掉10克来达到同样效果。
我认为我们的直升机旋翼系统所谓的动平衡只不过是并不严谨的习惯叫法而已。其实质只不过是单面平衡，即严格意义上只能算静平衡而已。
我理解的模型圈内说的：

所谓静平衡是：把两个桨桨孔相叠合，用光轴穿锁。然后架到刀口上，再配重使得两边都不翘，达到平衡。
所谓动平衡是在上述“静平衡”的基础上，还严格保持两只桨的重心在同一位置上。
如果真是这样的话，正如jamesgjh所说，因为配平时没考虑到桨夹头和横轴间加上去的直径d，所以桨孔相叠配出来的平衡，拉开了d后，被破坏了，不成立了。而我们魔界所谓动平衡由于要求了单桨重心位置也要一样（实质是使得两桨不但重量一致，而且重心位置一致），所以可以不受d这个变量的影响。表现出来的就是，不论装到什么机机上，只要横轴两边一样长，桨就不会震。
所以，我们魔界的所谓动平衡，只不过是更完善的，可以不受d影响的静平衡而已。
如jamesgjh所说，只要配平的时候，把d也做进平衡系统里（这也是现在很多商品跷跷板式平衡机所设计的那样），那么不用要求单桨重心位置一致，只要两边平衡了，那么在所有d一样的机机上，桨也都是不会震得。但是一旦d变化了，就又会不平衡而震动了。

（借用下以前收集的图）例如：下面这台平衡机用jamesgjh的方法配平出来的桨，当桨夹间的 长度与平衡机上的跷跷板一样长时，是平衡的（但似乎实机上是不可能的，因为跟实机的桨夹间距来比，跷跷板明显太短了）

[ 本帖最后由 meaommy 于 2009-2-1 23:43 编辑 ]

betmanofbmw

原帖由 meaommy 于 2009-2-1 23:21 发表

我认为jamesgjh这个是正解。曾经接触过工业用的转子平衡机，那个行业的规则是直径厚度比7：1以上的转子（类似盘子）只用做单面平衡，即静平衡就可以了。其实也就是我们的电直大桨（包括桨夹旋翼头）系统的情况。直 ...

请这位DX顺便解释一下这种情况怎么计算：
以最常见的450为例，大桨螺距为正负12度。现假设在12度时（12度并不小，显然不能忽略不计），明显大桨与旋转轴并不是垂直的（多少度我不知道，但肉眼都可以看到不小，我没兴趣研究）！力矩是否平衡这时候怎么计算呢？

[ 本帖最后由 betmanofbmw 于 2009-2-2 00:16 编辑 ]

ilg123

看的我很晕。。。不过坚定了我用芬记或者原厂桨。。配平配对这个事情还是留给厂家吧。。我看着都晕。。。

只是有点小小的疑惑。。如果不找重心。直接贴。那么同样一付桨  贴翼根。和贴翼尖。重量明显的不同。。。但是结局是在平衡器上显示为平衡。这样的桨。我赌100快配重过那个桨单体的重量是不一致的。。。那么这样的桨是说。贴翼根。和贴翼尖都会不震动么。。。也就是说。两边的重量不一致的前提下。飞机也不会震动么。。。我自己的觉得这个方法推理起来有疏漏。。希望大家帮我解释。。。。

meaommy

原帖由 betmanofbmw 于 2009-2-2 00:12 发表

请这位DX顺便解释一下这种情况怎么计算：
以最常见的450为例，大桨螺距为正负12度。现假设在12度时（12度并不小，显然不能忽略不计），明显大桨与旋转轴并不是垂直的（多少度我不知道，但肉眼都可以看到不小，我没 ...

这个没太看懂说的是什么情况:em17: ,能上图说明吗？如果是说因为升力的关系，使得桨的旋转面变成了锥形？这样的话只要没双桨，两个桨都是向上同样的角度，平衡不会被破坏啊？如果说是在静止状态，就出现了桨与旋转轴并不是垂直，那估计是机机装有问题吧？可能是桨没甩开？桨夹精度有问题？:em17:或者桨的纵向重心不合理，偏向后缘了，使得甩开后，整个桨出现前掠的情况？真这样，估计这桨的品质不怎么样啊:em17: 明显结构不合理。

[ 本帖最后由 meaommy 于 2009-2-2 09:26 编辑 ]

michaelzyh

101楼总结得很好:em26:

meaommy

原帖由 ilg123 于 2009-2-2 00:55 发表
看的我很晕。。。不过坚定了我用芬记或者原厂桨。。配平配对这个事情还是留给厂家吧。。我看着都晕。。。

只是有点小小的疑惑。。如果不找重心。直接贴。那么同样一付桨  贴翼根。和贴翼尖。重量明显的不同。。。 ...

震不振，不光跟两边的质量大小有关系，还跟两边的重心位置有关系。现在全帖子都在讨论这个问题。现在讨论的有两种作法：一个是只要两桨重心位置合适，不用要求两边重量完全一样也能平衡。另一种做法是，不但要求重心完全一样，而且要求两边重量也完全一样（实际就是使得两只桨全等）
我认为第一种方法少一个步骤，操作简单。但是适应能力不强，只能适应一个d值（也就是说在配平的时候，一定要把d值也做进去，那种把两个桨用一根轴串起来配平的平衡器是绝对不能用这种方法配平的）。而第二种方法多一个步骤。操作复杂一点。但是做出来的桨可以适应任何d值的机机，最为稳妥。:em24:

[ 本帖最后由 meaommy 于 2009-2-2 09:41 编辑 ]

betmanofbmw

原帖由 meaommy 于 2009-2-2 09:22 发表

这个没太看懂说的是什么情况:em17: ,能上图说明吗？如果是说因为升力的关系，使得桨的旋转面变成了锥形？这样的话只要没双桨，两个桨都是向上同样的角度，平衡不会被破坏啊？如果说是在静止状态，就出现了桨与旋转 ...

不知道要怎么帖图,再说一次,说不明白就算了,我也没太大兴趣研究这些问题:
浆的螺距为12度的时候,浆确实不是和旋转轴垂直,越软的桨越明显!看起来是象个锥形的,这和双桨2个概念!也不是结构问题!桨不是无穷硬的刚性物体,这可以很明显看出来的,你自己拿自己机器看看!
如果是锥形,你认为D距离要变吗?是否要乘以COS锥角 呢???你认为就象JXXX那位朋友一样可以统统省略,就用M1R1=M2R2那条公式吗?

[ 本帖最后由 betmanofbmw 于 2009-2-2 10:33 编辑 ]

jamesgjh

原帖由 betmanofbmw 于 2009-2-2 10:27 发表

不知道要怎么帖图,再说一次,说不明白就算了,我也没太大兴趣研究这些问题:
浆的螺距为12度的时候,浆确实不是和旋转轴垂直,越软的桨越明显!看起来是象个锥形的,这和双桨2个概念!也不是结构问题!桨不是无穷硬的刚性物 ...

我明白您地意思，由于桨不是绝对刚性的，在飞起来后，实际上桨的外缘要比中心处变形更大些，但这对力矩关系影响很小，理论上看，m1和m2没变，r1和r2都应该乘上cos（alfa），则公式两边还是平衡的。当然前提是两个桨的刚度应该基本一样，这样两边的变形角度就都是alfa。注意这个alfa也是等效的变形角度，已经考虑了d。

希望这样说您能明白了。

betmanofbmw

原帖由 jamesgjh 于 2009-2-2 10:49 发表


我明白您地意思，由于桨不是绝对刚性的，在飞起来后，实际上桨的外缘要比中心处变形更大些，但这对力矩关系影响很小，理论上看，m1和m2没变，r1和r2都应该乘上cos（alfa），则公式两边还是平衡的。当然前提是两个 ...

D不要乘以COS吗?

uery

复杂的问题简单化，不错:em26: :em15:

jamesgjh

原帖由 betmanofbmw 于 2009-2-2 10:56 发表

D不要乘以COS吗?

我说alfa是等效角度，平衡时r1和r2实际上已经各包含d/2，所以不用单独考虑d。

betmanofbmw

原帖由 jamesgjh 于 2009-2-2 11:10 发表


我说alfa是等效角度，平衡时r1和r2实际上已经各包含d/2，所以不用单独考虑d。

我理解你的意思,但是你没有理解我的意思,我的意思是这样的:
大桨夹够刚够硬,可以认为不变形!桨是会变形的,但是桨的变形是从大桨夹的螺孔开始.如果看旋转面,大桨夹是垂直旋转轴,大桨有个角度.
即使找到了D来配平,如果按M1(R1+D)=M2(R2+D),
如果大桨夹也有个alpa,那M1(R1+D)*COSalfa=M2(R2+D)COSalfa,是平衡的!
但,大浆夹是平的,没有alpa,公式怎么算呢?

[ 本帖最后由 betmanofbmw 于 2009-2-2 11:44 编辑 ]

人山

就说说实践吧,  实践中即使不考虑中间这个d的影响而做出的平衡误差也是很小的, 因为1/2d大约只有R的10%

我一开始也是用先先找重心的方法, 找过不少325桨的重心, 同一副桨重心位置一般误差都在靠近几何中心的位置, 如果直接两只桨的桨根连在一起做平衡,即使你在浆尖配重, 二者的质量差也会被减少大约50%,

在有d的情况下, 多出来一个M*1/2*d是否平衡的问题, 由于两边的质量差已经减少了50%, 1/2*d 只有旋翼半径的1/10,   换而言之,  即使没有d的平衡方式下, 原有误差的95%已经被消除.

如果考虑重心误差3%和重量误差5%的情况, 极端状态下M*R也只有8.2%的误差, 在没有d和不找重心平衡的情况下, 两边M*R的总误差从原来的8.2%下降到0.41%. 这里计算的还是极端的情况.

如果是在桨中部进行配平, 其实90%以上的重量误差已经被消除, 不考虑d和不找重心的情况下作出的平衡M*R误差只有原来的0.1%

如果说找重心又平衡重量的情况下能消除100%的误差, 那么即使是在没有d和不找重心平衡的情况下至少能做到95%.

我飞450电直炸机无数, 用过近百副桨, 除刚入门时候, 后来一直采用不找重心的方法, 我不觉得我的电直有必要去掉那点误差. 旋翼头上一只混控臂轻微的晃动就足以导致严重的震动和双桨,或者两只桨夹的松紧程度的误差也可以轻易超过5%.  桨的刚度和外形上的问题也比这点误差影响大得多.

[ 本帖最后由 人山 于 2009-2-2 12:31 编辑 ]

meaommy

原帖由 betmanofbmw 于 2009-2-2 11:42 发表

我理解你的意思,但是你没有理解我的意思,我的意思是这样的:
大桨夹够刚够硬,可以认为不变形!桨是会变形的,但是桨的变形是从大桨夹的螺孔开始.如果看旋转面,大桨夹是垂直旋转轴,大桨有个角度.
即使找到了D来配平, ...

多动脑，同时也要多动手。不然就是想当然了。
想知道有多大影响，其实只要算算翘上去的的角度使得大桨重心的旋转直径变化了多少就可以知道了。桨的重心一般应该在中段附近吧，我就再放点余量，认为重心在距桨根2/3的地方，即214MM处，那么看下图，当桨尖翘起20MM，且桨为保持刚性时。重心的水平偏移量为0.4MM（实际由于桨不是刚性的一根棍，所以偏移肯定不是0.4mm但是不会差很多）。这是单桨的净偏移量，另外一把桨变形的角度肯定是一样的（不然就有双桨了）。由于重心的半径与这只桨不同，我就算他重心在距桨根100MM处（已经很变态的差距了吧？真有这样的桨，肯定被人骂死），那么重心偏移0.19MM。0.4-0.19=0.21mm。试想下，即使用所谓的动平衡法来平衡桨，谁有本事把两桨的重心误差配到0.2MM以内？所以我认为，你说的问题存在，但是影响相当小，可以忽略。:em15:忘了说，我的图是桨长325的。

[ 本帖最后由 meaommy 于 2009-2-2 13:01 编辑 ]

betmanofbmw

原帖由 人山 于 2009-2-2 12:28 发表
就说说实践吧,  实践中即使不考虑中间这个d的影响而做出的平衡误差也是很小的, 因为1/2d大约只有R的10%

我一开始也是用先找重心的方法, 找过不少325桨的重心, 同一副桨重心位置一般误差都在靠近几何中心的位置, ...

恭喜你，你是比较运气的！
不过我有比你还要运气的时候，用芬记桨的时候，我不仅不找重心，而且连配平都不需要，直接就用了！
我不知道你是否碰到过桨与浆之间重量差比较多的情况，我就碰到过，炸完后，剩下2只木桨，不同批次，要贴7、8圈透明胶才能配平。开始时不找重心，结果怎么都消除不了双桨，找好重心配平后，OK！
你要我分析个所以然出来，我确实不知道！如果你不信，就当我是胡扯！
但是对于初学者，很多知识还缺乏，还不怎么会调机的时候，更加不知道调机那些因素会互相影响，按规程操作肯定不会错！
如果非得说这样那样也行，随便2支桨给我装上，我不信我飞不起来！
我确实不知道不平衡导致的结果有多大，如果你自己觉得影响小，你自己玩呗！
不会个个都那么懒，也不会个个都那么认真，自己玩自己的！

fei55long

靠，还在讨论啊？晕死了，唉，年前跟了一贴，现在还在费口水，真晕了，我想了解下不支持楼主的的介绍下找重心然后再平衡是怎么做？我的理解好像是先单只桨找好重心，然后再做动平衡.
    关键的一问：动平衡完了还要重新做前面的找重心这一步吗？如果做完动平衡了，不再做找重心这一步，那原来的重心w位置还对吗？如果要重新找重心，那还要不要接着做动平衡？要做多少次才能满足呢？

或许反对者还有更好的做法？介绍下吧，共同讨论！

[ 本帖最后由 fei55long 于 2009-2-2 13:39 编辑 ]

betmanofbmw

原帖由 meaommy 于 2009-2-2 12:41 发表

多动脑，同时也要多动手。不然就是想当然了。
想知道有多大影响，其实只要算算翘上去的的角度使得大桨重心的旋转直径变化了多少就可以知道了。桨的重心一般应该在中段附近吧，我就再放点余量，认为重心在距桨根2/ ...

没认真研究过，20MM会不会保守了点？因为加上前后倾的角度，用330桨有人曾经自宫（也就是桨打到尾管），那距离不是一般小哦！
COS(ARGTAN(20/325)=0.9981,
但是如果按40MM,
COS(ARGTAN(40/325)=0.9925,这个差距就有点可观了!再乘上3000/分的转速,数据应该也不太小吧

[ 本帖最后由 betmanofbmw 于 2009-2-2 14:48 编辑 ]

人山

原帖由 betmanofbmw 于 2009-2-2 13:27 发表

我不知道你是否碰到过桨与浆之间重量差比较多的情况，我就碰到过，炸完后，剩下2只木 ...

:em15: 看样子用这种省钱大法的不止我一个啊. 我情急之下用过在飞场拣来的另外一个牌子的桨和摔剩下的一只桨不找重心直接平衡后再飞. 配平的时候有一只浑身缠满电工胶带.

双桨的主要原因并不是不平衡, 调平衡的作用主要减少震动.

aotsuki

对于此帖，应该收藏纪念。。。。。
从2008年讨论到2009年:em15:
正确的大桨配平是先做动平衡让两根桨在可及的范围内重心尽量在距离桨根同样的位置。然后是静平衡，静平衡是要让两根桨的质量一致，可以用大桨平衡器也可以用天平或者电子天平，方法是在轻的桨重心位置加重（由于真实的大桨不是质点所以通常采用模型直升机主旋翼专用配种贴，沿重心垂直与大桨方向粘贴）。
不管大家意见如何，请新手尽量按照这个顺序配平换桨。模型不是玩具，虽然可以拿来当玩具玩，但是安全事故还是少发生为妙。

jamesgjh

原帖由 fei55long 于 2009-2-2 13:32 发表
靠，还在讨论啊？晕死了，唉，年前跟了一贴，现在还在费口水，真晕了，我想了解下不支持楼主的的介绍下找重心然后再平衡是怎么做？我的理解好像是先单只桨找好重心，然后再做动平衡.
    关键的一问：动平衡完了还要 ...

实际上没有那么复杂。做力矩平衡前，要将两桨的重心位置调成一样的，然后再调力矩平衡，这时要在较轻的桨的重心位置贴配重，这个操作不会改变重心位置，只会改变桨的重量。由于假设已经将两桨的重心位置调成一样的位置，所以平衡时重量一定也是相同的。这就是找重心的方法所追求的结果。