Symulacja niesymetrycznego lądowania śmigłowca jako źródło potencjalnego zagrożenia rezonansem naziemnym

• Autorzy: Gorecki T.

Warianty tytułu

EN

Helicopter asymmetric landing simulation as a potencial source of danger ground resonance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rezonans naziemny jest to zjawisko dynamicznej niestateczności śmigłowca. Powstaje na skutek sprzężenia ruchu drgań łopat w płaszczyźnie obrotu oraz ruchu kadłuba zamocowanego na sprężystym podwoziu. Może ono pojawić się podczas startu, lądowania lub kołowania śmigłowca na ziemi. Główną rolę mają tutaj siły bezwładności, dlatego też najczęściej siły aerodynamiczne są pomijane. Głównym czynnikiem powstania tego rodzaju zjawiska są niesynchroniczne wahania łopat w płaszczyźnie obrotu, co w praktyce dotyczy wirników przegubowych lub bezprzegubowych o małej sztywności łopat. Rezonans naziemny występuje, gdy częstość obrotowa wirnika zbliża się do bezwzględnej wartości różnicy częstości odchyleń łopat i częstości drgań kadłuba na sprężystym podwoziu. Nietypowym przypadkiem pojawienia się gwałtownego wzbudzenia rezonansu naziemnego jest asymetryczne lądowanie, kiedy uderzenie podwozia o podłoże powoduje szybkie przemieszczenie się piasty i zmianę azymutalnego położenia łopat. Takie przemieszczenie wywołuje, w wyniku bezwładności wirujących łopat, znaczną niecentryczność środka ich mas oraz inicjuje impuls mogący wywołać zjawisko rezonansu naziemnego. W pracy poddano analizie symulację twardego niesymetrycznego lądowania śmigłowca na podłoże oraz przeanalizowano wpływ takiego lądowania na powstanie siły wymuszającej na wale wirnika nośnego prowokującej pojawienie się rezonansu naziemnego.

EN

Ground resonance is a phenomenon of dynamic instability of the helicopter. It is produced by the coupling of vibration motion in the surface of blade rotation and the movement fuselage mounted on elastic chassis. It can occur during take-off, landing or taxiing a helicopter on the ground. The main role of the inertia forces which are why most aerodynamic forces can be neglected. The main factor in the creation of this kind of phenomenon is the asynchronous fluctuations in the surface of blade rotation which in practice, relates to articulated rotors or low stiffness blades. Ground resonance occurs when the frequency of the rotor speed approaches the absolute value of the difference frequencies deviation blades and fuselage vibration frequency of the elastic chassis. Unusual cases of sharp appearance of resonance excitation is asymmetric to the landing ground when the landing gear hits the ground results in a rapid displacement of the hub and changes the azimuth position of the blade. This displacement causes as a result of inertia of the rotating blades, such distortions of their large masses and initiates an impulse that could cause ground resonance. The article presents an analysis of the simulated helicopters hard landing asymmetrically to the ground and examines the impact of the creation of such landing on the exciting force of the rotor shaft provoking appearance of ground resonance.

Słowa kluczowe

PL

rezonans naziemny; drgania śmigłowca

EN

ground resonance; vibration of a helicopter

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 17, nr 48
• Strony: 57--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Gorecki T.

• Instytut Lotnictwa

Bibliografia

• 1. Ansys, Inc Release Notes – Release 13.0 November 2010.
• 2. Bramwell A. R. S., Done G., Blamford D.: Bramwell`s helicopter dynamics. Butterworth-Heinemann 2001.
• 3. Bronowicz J.: Modelowanie ruchów kadłuba śmigłowca PZ SW-4 podczas uruchamiania silnika. Warszawa: Inst. Lotnictwa, 2004. Prace Inst. Lot. 2-3/2004 nr 177 – 188 s. 139 - 143.
• 4. Bubień W.: Badania rezonansu ziemnego śmigłowców. Warszawa: Inst. Lotnictwa, 2004. Prace Inst. Lot. 2-3/2004 nr 177 – 188, s. 163 - 167.
• 5. Gorecki T.: Model dynamiczny struktury śmigłowca z uwzględnieniem warunków kontaktowych podwozie – podłoże. „Modelowanie Inżynierskie” 2012, nr 44, t. 13, s. 91- 100.
• 6. Szabelski K.: Wstęp do konstrukcji śmigłowców. Warszawa: WKiŁ, 1995.
• 7. Szrajer M.: Badanie symulacyjne rezonansu naziemnego. Warszawa: Inst. Lotn., 1989. Prace Inst. Lotn. Nr 119, s. 48 – 66.
• 8. Żerek L.: Rezonans naziemny śmigłowca o doskonałej i przybliżonej symetrii z uwzględnieniem drgań łopat w płaszczyźnie ciągu. Warszawa: Inst. Lotn., 1989. Prace Inst. Lotn. nr 119, s.68 – 97.
• 9. Żerek L.: Dobór charakterystyk tłumika odchyleń łopaty wirnika nośnego śmigłowca IS-2. Warszawa: Inst. Lotn., 1997. Sprawozdanie 59/HZ/97/A.