A comparison of helicopter main rotor features due to stiffness of rotor blade-hub connection

• Autorzy: Stanisławski J.

Warianty tytułu

PL

Porównanie własności wirnika nośnego śmigłowca przy różnej sztywności połączenia łopaty z głowicą wirnika

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of simulation calculations concerning an influence of stiffness of blade-hub connection on rotor loads and blades deflections in hover, level flight and pull up maneuver. The three versions of rotor are considered with articulated, elastic and stiff connections of blades and hub. The blades with the same distributions of stiffness, mass and the same aerodynamic characteristics are applied for all rotor cases. The rotor loads are calculated applying Runge-Kutta method to solve the equations of motion of deformable blades. According to the Galerkin method, the parameters of blades motion are treated as combination of considered blade bending and torsion eigen modes. The results of calculations indicate for possibility to generate the greater rotor control moments and to improve helicopter maneuverability in the case of applying the non-changed blade of articulated rotor combined with elastic rotor hub.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń symulacyjnych dotyczących wpływu sztywności połączenia łopat z głowicą na poziom obciążeń wirnika i odkształceń łopat w warunkach zawisu, lotu poziomego i wyrwania. Przyjęto trzy wersje wirnika nośnego z przegubowym, sprężystym i sztywnym połączeniem łopat i głowicy. Dla wszystkich przypadków wirnika przyjęto łopaty identycznym rozkładzie sztywności, mas i charakterystyk aerodynamicznych. Obciążenia wirnika nośnego wyznaczano rozwiązując metodą Runge-Kutta równania ruchu odkształcalnych łopat z uwzględnieniem metody Galerkina, gdzie parametry ruchu łopat traktowano jako złożenie giętnych i skrętnych postaci własnych łopat. Wyniki symulacyjne wskazują na możliwość generacji większych momentów sterujących wirnika i poprawę manewrowości śmigłowca w przypadku zabudowy niezmienianej łopaty wirnika przegubowego w zespole z głowicą sprężystą.

Słowa kluczowe

EN

helicopter; main rotor; blade deformations

PL

śmigłowiec; wirnik nośny; odkształcenia łopat

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 1 (250)
• Strony: 114--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Stanisławski J.

• Institute of Aviation, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Prouty R. W., 1988, More Helicopter Aerodynamics, Phillips Pub Co.
• [2] Johnson W., 1980, Helicopter Theory, Princeton University Press, Princeton, New Jersey.
• [3] Padfield G. D., 1996, Helicopter Flight Dynamics. The Theory and Application of Flying Qualities and Simulation Modeling, Blackwell Publishing Ltd.
• [4] Warwick G., 1985, “Will rotors lose their bearings?”, Flight International, 29 June, no. 3966, vol.127, pp. 30-35.
• [5] Braun D., Frommlet H., Schwarz A.,1990, “FEL – A New Main Rotor System”, Vertica, Vol. 14, No. 1, pp. 47-60.
• [6] Schmit-Creton V., 2006, Successful Maiden Flight, Rotor on Line – A publication of Eurocopter, July/August, No. 67, from http://www.airbushelicopters.com/w1/jrotor/67
• [7] Wilson M., 1974, “Westland-Aerospatiale Lynx”, Flight International, 29 August , No. 3416, Vol. 106, Supplement 1, pp. 19-22.
• [8] Yeo H., Johnson W., 2005, “Comparison of Structural Loads Calculated Using Comprehensive Analysis”, 31 st European Rotorcraft Forum, Florence, Italy, September 13-15.
• [9] Nguyen K., Lauzon D., Anand V., 1994, “Computation of Loads on the McDonnell Douglas Advanced Bearingless Rotor”, American Helicopter Society 50 th Annual Forum, Washington D. C ., May 11-13.
• [10] Stalewski W., Projektowanie i optymalizacja aerodynamiczna wiropłatów, (Eng.: Aerodynamic Design and Optimisation of Rotorcraft). Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa, 2017.
• [11] Gula P., Gorecki T., 2013, ”Design, Experiments and Development of a Polish Unmanned Helicopter ILX27”, 39th European Rotorcraft Forum, Moscow, Russia, 3-6 September.
• [12] Stanisławski J., 2015, “Pattern of Helicopter Rotor Loads and Blade Deformations in Some States of Flight Envelope”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 1(238), pp. 70-90.
• [13] Stanisławski J., 2016, “Simulation Investigation of Aerodynamic Effectiveness Reduction of Helicopter Tail Rotor”, Transactions of the Institute of Aviation, No. 1(242), pp. 36-56.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).