Helicopter rotor blade motions in case of unsteady flight

• Autorzy: Gausz T. , Szilagyi D.

Warianty tytułu

PL

Dynamika łopaty wirnika nośnego w manewrze śmigłowca

• Konferencja: Krajowe Forum Wiropłatowe (5 ; 17-18.10.2003 ; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The rigid rotor blade of the helicopters move together with the helicopter, rotate around the main shaft, have flapping motion around the flapping hinge, lagging motion around the lagging hinge, feathering motion around the length axis of the blade but they have also bending and torsional deformations. The motion of the blades generally controlled by control systems with mechanical back up and there are mechanical dampers too. The rigid motion of the rotor blades is calculated on the ground of the full, non-linear differential equation of the flapping, lagging and feathering motion. The elastic deformations are calculated by using the generalized masses and forces, by using of the modal equations. The aerodynamic forces are calculated by combination of the impulse, blade element and vortex method. The rotor blade will have a generalized equilibrium state, which can be calculated as an asymptotic solution of the abovementioned set of non-linear, ordinary differential equations. The present calculation method was applied to the rotor blades of the Hughes MD 500 E helicopter. This helicopter type was chosen because it flies in Hungary and we know the required data. In this article the effect of the helicopter maneuvers on the rotor blade motion is investigated.

PL

W pracy przedstawiono badania nad wpływem ruchu śmigłowca podczas wykonywania manewrów na ruch łopaty. Sztywna, wirująca łopata wirnika związana ze śmigłowcem, wykonuje ruchy wahliwe wokół przegubów: poziomego i pionowego oraz zmienia skok obracając się wokół osi przekręceń, również deformuje się giętnie i skrętnie. Ruch łopat jest sterowany przez układ sterowania. Uwzględniono także obecność tłumików odchyleń. Ruch sztywnej łopaty wirnika obliczono na podstawie pełnych, nieliniowych równań różniczkowych ruchu względem osi przegubu poziomego i pionowego oraz kąta nastawienia łopaty. Wyznaczono odkształcenia sprężyste, wykorzystując w równaniach modalnych uogólnione siły i masy. Siły aerodynamiczne określono metodą elementu łopat dla modeli prędkości indukowanych będących kombinacją metod: impulsowych i wirowych. Uogólniony stan równowagi łopaty wirnika otrzymano jako rozwiązanie asymptotyczne wspomnianych powyżej nieliniowych, zwyczajnych równań różniczkowych. Metoda obliczeniowa została zilustrowana przykładowo, ze względu na dostępność materiałów dla danych łopat wirnika śmigłowca Hughes MD500E, eksploatowanego na Węgrzech.

Słowa kluczowe

EN

helicopters; rotor; blade motion

PL

śmigłowiec; wirnik; ruch łopaty

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2004
• Tom: Nr 2-3 (177-178)
• Strony: 134--138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gausz T.

• Budapest University of Technology and Economics, Department of Aircraft and Ships

autor

Szilagyi D.

• College of Nyiregyhaza, Department of Aviation Enginering and Training

Bibliografia

• [1] Bramwell A. R. S.: Helicopter Dynamics. Edward-Arnold Ltd, 1976.
• [2] Bronstein - Szemengyajev: Mathematical Handbook (in Hungarian). Budapest, 1987.
• [3] Galuert H.: On Horizontal flight of a Helicopter R & M No. 1157, 1928.
• [4] Gausz T.: Helikopterek BME Mérnöktovábbképzö Intézet Budapest, 1982.
• [5] Миль, М. Л.: Вертолеты расчет ипроектирование 1 Аеродинамика. Машиностроение Москва 1966.
• [6] Stępniewski W. Z., Keys C. N.: Rotary-Wing Aerodynamics. Dover Publications, Inc., New York 1984.
• [7] Szilágyi D.: Aerodynamic and Dynamic Investigation of Rotar Blade Loads. Phd Dissertation, 2003 TUB budapest.
• [8] Young R. A.:Helicopter Engineering, Ronald Press Company, New-York, 1949.