Analiza wpływu obciążeń śmigłowca PZL-Sokół w manewrach NOE na żywotność zmęczeniową i wytrzymałość statyczną zespołów śmigłowca

• Autorzy: Kanadys W. , Kuczek I.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the Influence of PZL-Sokół Helicopters Loads During NOE Maneuvers nn Fatigue Life and Static Strength of the Helicopter Structure Assemblies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach prób w locie sprawdzających możliwości manewrowe śmigłowca W-3 (PZL- Sokół) w świetle wymagań amerykańskich norm wojskowych ADS-33D, wykonano szereg pomiarów obciążeń na zespołach wirnika nośnego i śmigłowca ogonowego oraz w układach sterowania. Wstępne analizy wykazały w niektórych punktach pomiarowych przekroczenia obciążeń, ustalonych jako graniczne dla prób śmigłowców prototypowych typu W-3. Z uwagi na złożony stan obciążenia części śmigłowca, ocena wytrzymałości statycznej i zmęczeniowej bazująca bezpośrednio na pomierzonych składowych obciążeniach w poszczególnych punktach pomiarowych nie jest jednoznaczna. Dla dokładnego sprawdzenia wpływu zwiększonych obciążeńw manewrach NOE (tj. określonych normą ADS-33D) na żywotność zmęczeniową zespołów oraz dla określeniaewentualnych rezerw wytrzymałości statycznej, wykonano analizy sprawdzające złożony stan obciążeń do analizy naprężeń zredukowanych w tzw. przekrojach krytycznych (tj. limitujących wytrzymałość konstrukcji).

EN

Within the flight tests proving maneuver abilities of W-3 (PZL Sokół) helicopter, in the light of requirements put by ADS-33D American military standards, series of load measurements of main rotor, tail rotor and control systems have been performed. In some measuring points preliminary analyses showed exceed of the loads assumed as limiting ones for prototype W-3 helicopters. In consideration of the complex state of helicopter loads, evaluation of static and fatigue strength basing directly on measyred component loads in particular measuring points is not interchangeable. For detailed checking of the influence of increased loads during NOE manuevers (it means defined by ADS-33D standard) on assemblies fatigue life and for evaluation of eventual margin of static strength, analysis reducing the complex state of loads to analysis of reduced stresses in so called critical sections (it means limiting structure strength) has been performed. Within the job stress analyses with the use of RANGE-PAIR method for particular NOE manuevers have been performed in order to evaluate equivalent stresses and maximum and minimum values. Fatigue curves (in the shape of so called variable exponent fatigue broken curve) determined on the basis of the results of helicopter assemblies fatigue stand tests have been used for the analyses. Elementary fatigue damages including additional low cycle variation of loads (so called GROUND-AIR-GROUND cycles) have been defined and on the basis of them fatigue lives of helicopter parts in the conditions of the maneuvers mentioned above have been evaluated. Comparison with fatigue life of normally operated parts proved, that preatest decreases of fatigue life take place in main rotor control systems and in its fitting system. Significantly lesser influence of NOE maneuvers on fatigue life has been noticed on the elements of rotors as blades and hub of the main rotor and the tail rotor. Within the work comparison of maximum values of stresses with allowable stresses obtained on the basis of assemblies' static tests has been performed. As a result of these analyses there havr been defined manuevers during which limiting values have been exceeded: targeting in cone, pullup-pushover and bob up-bob down. Exceeds especially considered the tail rotor transmission shaft, fitting of the main gearbox and the main rotor blades. Because a part of static tests have been conducted until damage and there has been a possibility of evaluation of real strength margin of the structure, the exceeds have been evaluated as not dangerous ones. As a result of the work information on the possibilities of increasing agressivity of performing some NOE manuevers. The possibilities of evaluation of the level of wear of helicopter assemblies fatigue life on the basis of so-called fatigue life ratio (equal to the proportion of the fatigue life in normal operation to the fatigue life in NOE manuevers conditions) and the duration of performing particular manuevers have been noticed. Relatively precise identification of manuevers and their duration is possible with the use of on-board recorder recordings. With the help of results of the presented analysis it will enable safe helicopter maintenance within defined fatigue life of parts, when NOE manuevers are performed during training of pilots.

Słowa kluczowe

PL

NOE; loty; śmigłowiec; żywotność zmęczeniowa; wytrzymałość statyczna

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2001
• Tom: Nr 2-3 (165-166)
• Strony: 108--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kanadys W.

• PZL-Świdnik S.A.

autor

Kuczek I.

• PZL-Świdnik S.A.

Bibliografia

• [1] Opis programu komputerowego „Resurs ver. 2.0" do obliczeń żywotności zmęczeniowej elementów śmigłowca w systemie komputerowym EXCEL 5.0 oraz jego walidacja. Dok. BO-6/97/1.
• [2] Metodyka określania żywotności zmęczeniowej części strukturalnych śmigłowca. Dok. nr AO5-30.03/02/1.
• [3] Dokumentacja analityczno-obliczeniowa zespołów śmigłowca W-3 i W-3A.