PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Investigation of influence of aircraft propeller modal parameters on small airplane performance

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Badania wpływu modalnych parametrów śmigła na zachowanie małego samolotu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The aim of the current paper is to investigate a small airplane model propeller of class F2D according to requirements of Fédération Aéronautique Internationale (FAI, or World Air Sports Federation). In some cases, practical tests show that F2D models with flexible propellers produce specific extra noise and increase flight speed in comparison with “rigid” propellers. Therefore, the following hypothesis could be proposed: flexible characteristics of the increased noise are related to the resonant eigenfrequencies of the propeller. The operating range of the F2D class propeller (28,000-35,000 rpm) is close to or equal to the eigenfrequency resonance. The current investigation addresses dynamic/flexible vibrations of elastic propeller during engine run and researches dynamic parameters of the propeller as well as the contribution of these parameters to the model flight characteristics. To resolve this type of a problem, a stand, which allows completing a physical investigation of flexible propeller vibration modes and dynamic characteristics was created.
PL
Celem artykułu jest przedstawienie wyników badań śmigła małego modelu samolotu zaliczanego do klasy F2D (według klasyfikacji Fédération Aéronautique Internationale, FAI). W niektórych przypadkach testy wykazały, że modele F2 z giętkimi śmigłami, w porównaniu do śmigieł sztywnych, wydają dodatkowy hałas i zwiększają prędkość samolotu. Dlatego wysunięto hipotezę, że elastyczne charakterystyki zwiększonego hałasu są powiązane z rezonansem częstotliwości własnych śmigła. Zakres pracy śmigła klasy F2D (28 000-35 000 obr/min) jest zbliżony do jego częstotliwości własnych. Badania dotyczą elastycznych wibracji dynamicznych śmigła giętkiego w czasie rozruchu silnika i są nakierowane na wyznaczanie parametrów dynamicznych i ich wpływu na charakterystyki lotu modelu. Wykonano i opisano stanowisko, na którym przeprowadzono testy modalne drgań giętkiego śmigła. Na tej podstawie uzyskano charakterystyki dynamiczne.
Rocznik
Strony
1--5
Opis fizyczny
Bibliogr. 26 poz. rys., tab.
Twórcy
  • Institute of Mechanical Science, Vilniaus Gedimino Technical University, J. Basanaviciaus g. 28, Vilnius LT-03224, Lithuania
  • Department of Aviation Technologies, Vilniaus Gedimino Technical University, Linkmenų g. 28, Vilnius, LT-08217, Lithuania
  • Faculty of Mechanical Engineering, Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom ul. Stasieckiego54, 26-600 Radom, Poland
Bibliografia
  • 1. Aref P, Ghoreyshi M, Jirasek A, Satchell M, Bergeron K. Computational Study of Propeller-Wing Aerodynamic Interaction. Aerospace 2018; 5(3): 79, https://doi.org/10.3390/aerospace5030079.
  • 2. Au S-K, Brownjohn J, Mottershead J E. Quantifying and managing uncertainty in operational modal analysis. Mechanical Systems and Signal Processing 2018; 102: 139-157, https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2017.09.017.
  • 3. Bajrić A, Høgsberg J, Rüdinger F. Evaluation of damping estimates by automated Operational Modal Analysis for offshore wind turbine tower vibrations. Renewable Energy 2018; 116: 153-163, https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.03.043.
  • 4. Philip J G, Jain T. An improved Stochastic Subspace Identification based estimation of low frequency modes in power system using synchrophasors. International Journal of Electrical Power & Energy Systems 2019; 109: 495-503, https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.01.030.
  • 5. Başak H, Prempain E. Switched fault tolerant control for a quadrotor UAV. IFAC-Papers On Line 2017; 50(1): 10363-10368, https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2017.08.1686.
  • 6. Brandt A. A signal processing framework for operational modal analysis in time and frequency domain. Mechanical Systems and Signal Processing 2019; 115: 380-393, https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2018.06.009.
  • 7. Bronstein M, Feldman E, Vescovini R, Bisagni C. Assessment of dynamic effects on aircraft design loads: The landing impact case. Progress in Aerospace Sciences 2015; 78: 131-139, https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2015.06.003.
  • 8. Čečrdle J. Whirl Flutter of Turboprop Aircraft Structures. Amsterdam: Elsevier, 2015.
  • 9. Goyal D, Pabla B S. The Vibration Monitoring Methods and Signal Processing Techniques for Structural Health Monitoring: A Review. Archives of Computational Methods in Engineering 2016; 23(4): 585-594, https://doi.org/10.1007/s11831-015-9145-0.
  • 10. Grosel J, Sawicki W, Pakos W. Application of Classical and Operational Modal Analysis for Examination of Engineering Structures. Procedia Engineering 2014; 91: 136-141, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.035.
  • 11. Jurevicius M, Skeivalas J, Kilikevicius A, Turla V. Vibrational analysis of length comparator. Measurement 2017; 103: 10-17, https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.02.010.
  • 12. Kilikevičius A, Čereška A, Kilikevičienė K. Analysis of external dynamic loads influence to photovoltaic module structural performance. Engineering Failure Analysis 2016; 66: 445-454, https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2016.04.031.
  • 13. Kilikevicius A, Jurevicius M, Skeivalas J, Kilikeviciene K, Turla V. Vibrational analysis of angle measurement comparator. Signal, Image and Video Processing 2016; 10(7): 1287-1294, https://doi.org/10.1007/s11760-016-0956-8.
  • 14. Kilikevičius A, Kasparaitis A. Dynamic research of multi-body mechanical systems of angle measurement. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing 2017; 18(8): 1065-1073, https://doi.org/10.1007/s12541-017-0125-1.
  • 15. Kim T, Lim J, Shin S, Kim D-H. Structural design optimization of a tiltrotor aircraft composite wing to enhance whirl flutter stability. Composite Structures 2013; 95: 283-294, https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2012.08.019.
  • 16. Kopecki T, Mazurek P, Lis T. The effect of the type of elements used to stiffen thin-walled skins of load-bearing aircraft structures on their operating properties. Experimental tests and numerical analysis. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2016; 18 (2):164-170, https://doi.org/10.17531/ein.2016.2.2.
  • 17. Nita G M, Mahgoub M A, Sharyatpanahi S G, Cretu N C, El-Fouly T M. Higher order statistical frequency domain decomposition for operational modal analysis. Mechanical Systems and Signal Processing 2017; 84, Part A: 100-112, https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2016.07.004.
  • 18. Pioldi F, Ferrari R, Rizzi E. Output-only modal dynamic identification of frames by a refined FDD algorithm at seismic input and high damping. Mechanical Systems and Signal Processing 2016; 68-69: 265-291, https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2015.07.004.
  • 19. Rizo-Patron S, Sirohi J. Operational Modal Analysis of a Helicopter Rotor Blade Using Digital Image Correlation. Experimental Mechanics 2017; 57(3): 367-375, https://doi.org/10.1007/s11340-016-0230-6.
  • 20. Samolej S, Orkisz M, Rogalski T. The Airspeed Automatic Control Algorithm for Small Aircraft. In: Nawrat A, Bereska D, Jedrasiak K (Eds.). Advanced Technologies in Practical Applications for National Security. Cham: Springer, 2018: 157-168, https://doi.org/10.1007/978-3-319-64674-9_10.
  • 21. Sforza P M. Theory of Aerospace Propulsion (Second Edition). Amsterdam: Elsevier, 2017, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809326-9.00013-0.
  • 22. Šiaudinytė L, Kilikevičius A, Sabaitis D, Grattan K T V. Modal analysis and experimental research into improved centering-leveling devices.Measurement 2016; 88: 9-17, https://doi.org/10.1016/j.measurement.2016.01.044.
  • 23. Stępień S, Szajnar S, Jasztal M. Problems of military aircraft crew's safety in condition of enemy counteraction. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2017; 19 (3): 441-446, https://doi.org/10.17531/ein.2017.3.15.
  • 24. Tang Y-R, Xiao X, Li Y. Nonlinear dynamic modeling and hybrid control design with dynamic compensator for a small-scale UAV quadrotor. Measurement 2017; 109: 51-64, https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.05.036.
  • 25. Teixeira P, Cesnik C E. Propeller Effects on the Dynamic Response of HALE Aircraft. 2018 AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Kissimmee, Florida, 2018, https://doi.org/10.2514/6.2018-1202.
  • 26. Zhu Y-Ch, Au S-K, Brownjohn J. Bayesian operational modal analysis with buried modes. Mechanical Systems and Signal Processing 2019; 121: 246-263, https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2018.11.022.
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-a8854d6a-d6a6-44ad-852e-14fa52637aa4
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.