Analiza numeryczna stanu naprężenia w łopacie śmigłowca PZL "Sokół" uszkodzonej w wyniku przestrzelenia.

• Autorzy: Leski A.

Warianty tytułu

EN

Numerical stress analysis in rotor blade of "PZL - Sokół" helicopter after combat damage.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z krytycznych elementów śmigłowca są łopaty wirnika nośnego. Łopaty współczesnych śmigłowców zbudowane są z materiałów kompozytowych w celu zapewnienia im dużej wytrzymałości, odpowiednich charakterystyk sztywnościowych i małej masy. Przedmiotem analizy niniejszej pracy było określenie wpływu uszkodzenia balistycznego na stan naprężenia w łopacie śmigłowca PZL "Sokół". Obliczenia stanu naprężenia wykonano metodą elementów skończonych. Model numeryczny uwzględniał ortotropowe własności materiałów kompozytowych. Analizowano kilka postaci uszkodzenia łopaty. Dokonano porównania stanów naprężenia wywołanych przez różne rodzaje uszkodzenia. Przedmiotem oddzielnej analizy było zbadanie wpływu miejsca uszkodzenia na stan naprężenia w łopacie dla ustalonej postaci uszkodzenia. Wyniki obliczeń sugerują, że uszkodzenia dźwigara w obszarze <=3.5 [m] mogą spowodować zniszczenie łopaty.

EN

Polish helicopter "PZL - Sokół" is equipped with one main rotor. The main rotor consists of five blades. The blades are built from composite materials. A cross section of the blade shows that a spar is a key to ensure survivability of blade. In this paper a numerical analysis of rotor blade after combat damage is presented. A finite element model of a rotor blade was built and tested. The model respected orhotropic of composite materials. Material properties came from material tests A comparison of test results and results obtained from numerical calculation proved good agreement. To generate boundary conditions a dynamic model of Szumański was used. Based on an experiment results four different damages were chosen to a numerical investigation of a stress distribution in a rotor blade after a damage. The analysis shown that the most danger damage are those when two roving belts are broken. Stresses were analyzed in material coordinate systems. An another analysis was carried out to examine a relationship between a stress level and a position of a damage. To obtain this relationship several models were built with a damage situated in different blade intersections. All damages were similar each other. Results of the analyse shown that a damage situated up to r<=3.5 [m] (where r is a distance from a rotation center) could cause a fatal after effects.

Słowa kluczowe

PL

łopaty śmigłowca; model numeryczny; metoda elementów skończonych; uszkodzenie

EN

helicopter blades; numerical model; finite element method; damage

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 38, nr 2
• Strony: 105--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Leski A.

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, 01-494 Warszawa, ul. Księcia Bolesława 6, tel. [phone],

Bibliografia

• [1] Bossak M., Dokładność obliczeń wykonywanych za pomocą systemów komputerowych. Krajowa Konferencja Komputerowe Wspomaganie Projektowania Kompozytów do Celów Cywilnych i Wojskowych, Wisła, 7-10 grudnia 1999, s. 5-12.
• [2] Hodges D.H., Dowell E.H., Nonlinear equations of mention for the elastic bending and torsion of twisted nonuniform rotor blades. NASA TN D-7818, 1974.
• [3] Hodges D.H., Review of Comoposite Rotor Blade Modeling. Journal of the American Helicopter Society, March 1990, s. 561-565.
• [5] Leski A., Analiza wytrzymałości łopaty śmigłowca uszkodzonej w wyniku przestrzelenia. Rozprawa doktorska. WAT, Warszawa 2000.
• [6] Protokół nr PrS-30.29/20/99 z pomiarów sztywności, linii ugięcia i kątów skręceń łopaty WN nr rys. 30.29.000.00.03 nr fab. 30.05.059 pod obciążeniem. WSK PZL-Świdnik S.A. 1999.
• [7] Sprawozdanie z badań trwałości śmigłowca PZL-Sokół po uszkodzeniach w warunkach bojowych. Sprawozdanie końcowe. ITWL, 1997.
• [8] Szumański K., Model symulacyjny dynamiki wirnika śmigłowca w granicznych, nieustalonych stanach lotu. Prace Instytutu Lotnictwa nr 89, 1982, s. 3-60.

Uwagi

Błąd w numeracji - brak poz. nr 4.