Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Vibroacoustic analysis in the assessment of the technical condition of the aircraft airframe composite elements

Mokrzan Daniel, Milewicz Julia, Szymański Grzegorz M., Szrama Sławomir

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 2

11--20

EN

The paper presents the method of assessment of the technical condition of the leading edge of the horizontal stabilizer of an F-16 Block C aircraft made from composite materials. The described method was an experimental measurement of the acoustic pressures generated by the technically operational element and the element with the distorted structural continuity and then a comparison of these pressures in the curves of time and frequency in order to assess how the damage impacts the parameters of the acoustic wave. The test was performed in a dual-channel system, the pressure was induced through impacts on the investigated element with an impact hammer and then, based on the measured induction parameters and the generated acoustic wave, the function of frequency response was calculated, based on which the authors assessed how the structural damage influenced the curve characteristics of the acoustic pressure in the domain of frequency. The described method may be used as an efficient method of non-destructive diagnostics of the airframe elements of an aircraft.

PL

Artykuł przedstawia metodę oceny stanu technicznego krawędzi natarcia statecznika poziomego statku powietrznego F-16 Block C wykonanej z materiałów kompozytowych. Opisywaną metodę stanowił eksperymentalny pomiar ciśnienia akustycznego emitowanego przez element sprawny technicznie oraz element z naruszoną ciągłością struktury, a następnie porównanie ich przebiegu w domenie czasu oraz częstotliwości celem ustalenia w jaki sposób uszkodzenia wpływają na parametry emitowanej fali akustycznej. Badanie dokonywane było dwukanałowo, ciśnienie akustyczne wzbudzane było za pomocą uderzeń w badany element za pomocą młotka modalnego, następnie na podstawie zmierzonych parametrów wzbudzania oraz wywołanego nim fali akustycznej obliczono funkcję odpowiedzi częstotliwości, na podstawie której określono jak uszkodzenie struktury wpływa na przebieg charakterystyki ciśnienia akustycznego w dziedzinie częstotliwości. Opisywana metoda może służyć za skuteczną metodę diagnostyki nieniszczącej elementów płatowca statku powietrznego.

2

Modular Test Stand for Fatigue Testing of Aeronautical Structures - Verification of Assumptions

Leski Andrzej, Wronicz Wojciech, Kowalczyk Piotr, Szmidt Michał, Klewicki Robert, Włodarczyk Karol, Uliński Grzegorz

Fatigue of Aircraft Structures

|

2020

|

Iss. 12

78--91

EN

The Modular Test Stand was developed and manufactured to decrease the cost of fatigue testing and reduce the time of its completion as well as to enable testing specimens under more complex load conditions. The stand consists of three connected sections, similar to a wing box, all being loaded in the same way. Thanks to that, several specimens can be tested simultaneously. This configuration requires that stress and strain distribution should be reasonably uniform, as assumed in the design stage. The structure can be loaded with bending or torsion. A whole section, selected structural node or a specimen mounted in the structure as well as a repair or a sensor can be a test object. Two stands, one for bending and one for torsion were prepared. This paper presents the verification of the assumed strain and stress distributions on the skin panels. The measurements were performed with the use of Digital Image Correlation (DIC) as well as strain gauges. DIC measurements were performed on one skin panel of the central section. Five strain gauge rosettes were installed on both panels of the one section. In addition, one rosette was applied to one skin panel in each of two other sections. Measurements were performed on the stand for torsion as well as on the stand for bending. The results of DIC analysis and strain gauge measurement during torsion show uniform shearing strain distributions on the panels. During bending, on the tensioned side, the strains obtained indicate quite uniform strain distributions. On the compressed side, local buckling of the skin panels results in high strain gradients. Strain levels obtained with the use of a DIC analysis and strain gauge measurements were similar. Moreover, horizontal displacements of markers in the spar axis during bending was determined based on a series of photographic. The deflection line obtained in this way has a shape similar to arc, which is characteristic of the constant bending moment. The stand was tested with torsional and bending loads in order to verify the design assumptions. The results of strain distributions on the skin panels with the use of DIC and strain gauges as well as the deflection line of the spar axis indicate that the Modular Test Stand performs as assumed and can be used for tests.

3

Preliminary Concept of an Unmanned Aerial Vehicle for Patrolling of Water Basins

Tudruj Sylwester, Kozłowska Barbara, Kamieniecki Konrad, Ładyżyńska-Kozdraś Edyta

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2019

|

Vol. 10, Nr 4 (38)

87--98

EN

The paper presents a preliminary concept of an unmanned aerial vehicle (UAV) designed with a form of the Kasper wing (known in Polish as the ‘Kasprzyk wing’) and intended for aerial patrolling and monitoring of large water basins, mass gatherings, ground traffic, state borders, and other applications. Considering the potential uses resulting from the applications, the UAV defined in this preliminary concept would have to operate with high-value onboard data acquisition equipment. This is why this paper focus specifically on the problems of security and protection of the onboard data acquisition equipment the purchase costs of which can be several times higher than the costs of building the UAV airframe. This problem brought the authors to the main assumption of the work presented herein: to develop an UAV design which would provide maximum security and protection of the onboard mission loadout even in conditions of complete loss of propulsion and guidance control. The capability of safe emergency unpowered landing of the UAV enabled the application of an reflex airfoil based on the Kasper wing design. In the event of a propulsion power loss, the UAV could automatically begin a low advance velocity flight to reduce the risk of UAV failure upon touchdown. This was how the objective of this work was identified: to study the design criteria and select the materials for the fabrication of the UAV. The fabrication materials were selected to minimise the risk of failure or sinking of the UAV and its high-value onboard loadout in the event of emergency alighting on water. The behaviour of an UAV model at various loads which simulate real-life flight conditions required a multi-faceted analysis; the second part of the work discusses a selection of experimental methods (including an optically active layer method and a digital image correlation method) which will enable testing the strength properties of the fabricated structural elements of the UAV.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wstępną koncepcję bezzałogowego statku powietrznego (BSP) zbudowanego na planie skrzydła Kasprzyka, którego zadaniem miałoby być monitorowanie z powietrza rozległych akwenów wodnych, a także patrolowanie dużych zgromadzeń, ruchu drogowego, granic itp. Z uwagi na powyższe zastosowania, projektowany BSP miałby transportować drogi sprzęt do akwizycji danych, dlatego też szczególną uwagę zwrócono na kwestie bezpieczeństwa i ochrony przenoszonej aparatury, której cena może wielokrotnie przekraczać koszt budowy samego płatowca. Wynika stąd główne założenie prowadzonych prac, którym jest stworzenie konstrukcji bezzałogowego statku powietrznego zapewniającej maksymalną ochronę sprzętu, nawet wtedy kiedy całkowicie straci on napęd i sterowanie. Możliwość bezpiecznego wylądowania bez zasilania daje zastosowanie profilu samostatecznego, zbudowanego w układzie skrzydła Kasprzyka. Po utracie zasilania BSP mógłby automatycznie przechodzić w lot o małej prędkości postępowej, co zmniejszałoby ryzyko jego uszkodzenia w trakcie przyziemienia. W ten sposób wyłoniono cel pracy, którym była analiza założeń konstrukcyjnych oraz dokonanie doboru materiałów do wykonania bezzałogowego statku powietrznego. Materiały konstrukcyjne dobrano tak, aby w przypadku awaryjnego wodowania zminimalizować ryzyko uszkodzenia lub zatonięcia aparatu latającego wraz z kosztownym wyposażeniem. Zachowanie modelu BSP przy różnych obciążeniach symulujących rzeczywiste warunki jego lotu musi być poddane wszechstronnej analizie, dlatego też w drugiej części pracy zostały omówione wybrane metody doświadczalne (metoda warstwy optycznie czynnej oraz metoda cyfrowej korelacji obrazu), które umożliwią zbadanie właściwości wytrzymałościowych wykonanych elementów konstrukcyjnych.

4

Reliability analysis of the PZL-130 Orlik TC-II aircr aft structural component under real operating conditions

Woch M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2017

|

Vol. 19, no. 2

287--295

PL

Tematem publikacji jest przedstawienie opracowanej metody oceny niezawodności struktury nośnej statków powietrznych. Wykorzystując opisane modele matematyczne stworzono autorskie oprogramowanie komputerowe Aircraft Structural Reliability Assessment (AStRAss), implementujące opracowany model w celu obliczenia niezawodności struktury nośnej statków powietrznych. W niniejszej pracy określono chwilową intensywność uszkodzeń w wybranym miejscu struktury samolotu PZL-130 TC II Orlik dla rzeczywistych warunków eksploatacji. Dla wybranego punktu kontrolnego przedstawiono w pracy również analizę wrażliwości wyników na zmiany istotnych parametrów wejściowych.

EN

The theme of the paper is to present development of new methods for assessing the reliability of the aircraft structure. Based on the described mathematical models , the author developed the “Aircraft Structural Reliability Assessment” (AStRAss) computer software, which implements the realized mathematical model. The aim of the software is calculation of aircraft structure reliability. In this contribution the failure rate of the selected location within the structure of the PZL-130 Orlik TC-II under real operating conditions were calculated. For the chosen control point within the structure the sensitivity of failure rate to the input data was investigated.

5

Helicopter UAV fuselage bulkhead modelling

Kužma L., Kužma D., Miženková Ž.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2016

|

z. 93

69--78

EN

This article deals with the design of helicopter UAV airframe components. There is a description of UAV airframe design modelling involving already existing components in three-dimensional (3D) form. The modelling methodology focuses in detail on proposed bulkheads by using “top-downbottom-up” methodology. In conclusion, there is a brief description of all proposed bulkheads and an outline of possible solutions for how to design airframe stringers.

6

Wspomaganie procesu projektowania samolotu lekkiego z wykorzystaniem zintegrowanego modelu matematycznego

Lichoń D., Kołodziejczyk R.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

6727--6734

PL

Niniejsza praca przedstawia zintegrowany model matematyczny samolotu lekkiego pozwalający na dobór parametrów konstrukcyjnych we wstępnym etapie projektowania. Model ten składa się z pomniejszych modeli obliczeniowych określających geometrię płatowca, masę zespołów samolotu i jego wyważenie, charakterystyki aerodynamiczne, charakterystyki zespołu napędowego oraz osiągi samolotu. Ponadto model uwzględnia ograniczenia wynikające z przepisów certyfikacji oraz zasad budowy statków powietrznych. Użyte w modelach obliczeniowych zależności wynikają z analiz teoretycznych, bogatego materiału doświadczalnego oraz danych statystycznych już istniejących konstrukcji lotniczych. Zbudowany model obliczeniowy został zaimplementowany w formie programu komputerowego służącego do optymalizacji konstrukcji na wstępnym etapie projektowania. W ramach pracy przedstawiono przykład praktycznego zastosowania tego programu. W rezultacie otrzymano szereg parametrów opisujących samolot, których znajomość jest niezbędna w ocenie spełnienia przez konstrukcję założeń koncepcyjnych. Parametry te wykorzystywane są w kolejnych etapach projektowania.

EN

This paper presents an integrated mathematical model of light aircraft allowing for the selection of design parameters in the preliminary design stage. This model consists of minor computational models defining the geometry of the airframe, the weight of the aircraft parts and its balance, aerodynamic characteristics, characteristics of the powertrain and performance of the airplane. In addition, the model takes into account the restrictions of the certification and rules of aircraft construction. Used in the calculation models dependencies are the result of theoretical analysis, extensive experimental material and statistical data of existing aircraft structures. Constructed computational model has been implemented in the form of a computer program used to optimize the structure at the preliminary design stage. As part of the work is an example of the practical application of this program. As a result, a number of parameters describing the airplane were obtained, which is required in assessing the compliance of design with conceptual framework. These parameters are used in the following stages of design.

7

The model of one-type aircraft fleet behaviour while service and advantages SHM V. NDT implementation

Lewitowicz J., Kustroń K.

Journal of KONBiN

|

2014

|

No. 2 (30)

47--58

EN

The paper defines the essence of durability characteristics of the designing structure of an airframe in terms of flight safety. Particular attention is drawn to one of the main factors influencing the durability characteristics of the airframe – diagnostics system for the health assessment of the airframe during the process of operation. The effectiveness of the use of integrated solutions to the structure of the airframe providing a continuous assessment of the technical condition is presented. Continuous diagnostics system integrated with the airframe, SHM, is classified as an intelligent solution. This paper presents a model of the behavior of one-type aircraft operating in the air operator's fleet in terms of susceptibility to failure. Justified assumption in the description of this behavior, in the form of a "bathtub curve". The analysis is supported by real data of failures. The benefits of using a continuous diagnostics system integrated with the airframe, SHM, is interpreted in relation to the classical approach with the use of non-destructive testing, NDT, for the three phases of the bathtub curve.

PL

W analizie przedstawiono model zachowania się floty samolotów jednego typu w procesie eksploatacji. Analizę oparto na wyznaczeniu i ocenie funkcji intensywności uszkodzeń dla rzeczywistej floty. Przebieg krzywej w czasie eksploatacji pokrywa się z przebiegiem „krzywej wannowej”. Na tej podstawie „krzywą wannową” przyjęto w interpretacji jakościowo przedstawionych zalet zastosowania diagnostyki inteligentnej, zintegrowanej ze strukturą płatowca, umożliwiającej ciągłą ocenę stanu technicznego w locie, w odniesieniu do metod diagnostycznych wykonywanych podczas postoju samolotu.

8

Rozwój technik projektowania przyszłościowych płatowców w aspekcie doświadczenia eksploatacyjnego i rozwoju techniki i technologii

Kustroń K.

Journal of KONBiN

|

2012

|

No. 2 (22)

59--72

PL

W referacie przedstawiono podejście do projektowania przyszłościowego płatowca według rozwojowej filozofii projektowania zintegrowanej z filozofią eksploatacji zarządzania trwałością w aspekcie jakości z uwzględnieniem całego cyklu życia statku powietrznego i oddziaływań pomiędzy poszczególnymi fazami. Ujęcie przedstawiono pro-jakościowo. Określono determinanty jakości i wzajemne relacje. Przedstawiono koncepcję systemu doradczego logistycznego wspomagania projektowania płatowca z wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji.

EN

The paper presents forward-looking approach to airframe design and development by integrated design philosophy with the philosophy of sustainability management service in terms of quality, taking into account the whole life cycle of the aircraft and the interactions between the different phases. The approach has been presented pro-quality. The determinants of quality and relationships has been identified. The concept of an advisory system logistics support airframe design using artificial intelligence methods.

9

Key problems of creating the airframe durability

Kustroń K.

Journal of KONBiN

|

2012

|

No. 2 (22)

73--88

EN

The paper proposes a selected key issues in the efficient formation of the airframe structure. The issues of concern design lifetime, manufacturing, command of the durability proposed in the accelerated tests and management of sustainability in the operation. A key importance is of the creating a durability of the airframe, which affects to choice materials and construction solutions. A key problem is modeling the system of exploitation and the inclusion of all the factors influencing the persistence in the aspect of aviation regulatory requirements. A key area influencing the prevention after air accidents, causes by loss of structural coherence of the airframe macroscopic structure. A key importance is the use of accelerated durability testing. A key issue is to determine if the concept of durability and viability are separate or similar in characteristics of durability. The key is to determine the diamonds of quality. A key importance is attributed to diagnostics, including integrated to airframe structure, defining a continuous condition of the aircraft through research pre-fault symptoms. These studies provide the knowledge which determines prevention activities.

PL

W referacie postuluje się kluczowe znaczenie wybranych problemów w efektywnym kształtowaniu trwałości struktury konstrukcyjnej płatowca w procesie jego projektowania i wytwarzania, dowodzenia postulowanej w projekcie trwałości metodami badań przyspieszonych i zarządzania trwałością w procesie eksploatacji. Kluczowe znaczenie w kształtowaniu trwałości płatowca ma wpływ wyboru materiałów i rozwiązań konstrukcyjnych. Kluczowym problemem jest sposób modelowania systemu eksploatacji. Kluczowym obszarem, wpływającym na kształtowanie trwałości są przedsięwzięcia profilaktyczne po wypadkach lotniczych zaistniałe z przyczyn utraty spójności makroskopowej struktury konstrukcyjnej płatowca, stanowiące kamienie stumilowe w kształtowaniu procesów projektowania, wytwarzania i eksploatacji. Kluczowe w ocenie trwałości płatowca są badania przyspieszone trwałości. Kluczowym problemem jest określenie relacji pojęć trwałości i żywotności w charakterystyce trwałościowej płatowca. Kluczowe jest wykorzystanie modelu diamentów jakości. Kluczowe znaczenie przypisuje się diagnostyce technicznej, w tym zintegrowanej ze strukturą płatowca, określającej w sposób ciągły stan techniczny samolotu, poprzez badania symptomów przed-uszkodzeniowych. Wyniki badań dostarczają wiedzy determinującej działania prewencyjne.

10

Zastosowanie inżynierii odwrotnej do zapisu geometrii płatowca

Kachel. S.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 7(CD)

327-338

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących odtwarzania struktur lotniczych, przedstawiono etapy tworzenia modeli wirtualnych. Omówiono problemy, które występują w procesie pozyskiwania danych do utworzenia modeli na potrzeby badań aerodynamicznych, wytrzymałościowych i technologicznych. Przedstawiono metodykę tworzenia bryły wybranych samolotów eksploatowany oraz nowo wprowadzanych do eksploatacji w Siłach Zbrojnych RP. W pracy zaproponowano algorytm odtwarzania istniejących struktur lotniczych w wirtualną rzeczywistość komputera.

EN

In this paper are presented results of the air-structures mapping and the creation stages of virtual solid models. There is mentioned about problems which appears during data acquisition for creating aerodynamic, structure and technological models. Moreover there is shown method of solid creation. This method is presented on chosen aircrafts, which are maintenance in the Polish Armed Forces. There is proposed the algorithm that transform existing air-structure into computer virtual reality.

11

Shm supporting damage tolerance design philosophy as a challenge for designers of future airframes

Kustroń K.

Journal of KONBiN

|

2008

|

No. 3 (6)

213-220

EN

Development design pfilosophy of airframes in all the relevant technological fields is important for the evaluation of high performance airframes best to achive high level of safety and satisfy the market needs. Maintenance cost reduction, increased aircraft availability and weight saving are goals which will be reaching by SHM systems as on-line monitoring of the structure health. Irrespective of which materials will be used in the future, the current design philosophy, which is applied today by the structural designers, will be challenged by the new design philosophy based on SHM. The most efective SHM methods are based on Lamb wave techniques. Using the based on Lamb wave techniques would be cost-effective and reliable damage detection is critical for the utilization of metal, composite and hybrid materials. Multitude of diagnostics data requires to use expert systems for effective analysis.

PL

Rozwój efektywnych metod konstruowania płatowca warunkuje powstawanie konstrukcji o lepszych osiągach przy wysokich właściwościach eksploatacyjnych. Ważnym aspektem jest obniżenie kosztów eksploatacyjnych przy wzroście współczynnika gotowości operacyjnej i oszczędnościach masowych. Te zadania mogą zostać osiągnięte poprzez efektywne zastosowanie ciągłego monitoringu (SHM) w celu wykrywania czy określania wielkości uszkodzenia. Wyniki badań w dostępnej literaturze wskazują na wysoką efektywność metod wykorzystujących własności fal Lamba. Czujniki piezoelektryczne, które można umieszczać na strukturze jak i wprowadzać w samą strukturę podczas procesu wytwarzania elementów konstrukcyjnych płatowca wpływają na oszczędności co do kosztów a przez to, że mają wykrywać uszkodzenia lub nadzorować ich rozprzestrzenianie podwyższają niezawodność. Techniki wykorzystujące fale Lamba są efektywne w ocenie uszkodzeń struktur metalowych, kompozytowych jak i hybrydowych. Dane zbierane z czujników o ogromnej ilości muszą być oceniane przy użyciu systemów eksperckich bazujących na technikach sztucznej inteligencji.

12

Modelowanie dynamiki ruchu podwieszenia w fazie odejścia od płatowca

Lasek M.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 15

197-202

PL

W pracy przedstawiono koncepcję wykorzystania numerycznego wyznaczenia wpływu interferencji układu płatowiec-podwieszenie na ruch podwieszenia lotniczego w fazie zrzutu. Omówiony został model fizyczny i matematyczny układu oraz zaproponowano sposób wykorzystania otrzymanych wyników w badaniach wyznaczających wzajemne położenie podwieszeń i samolotu w początkowej fazie zrzutu.

EN

This work contents concepts and preliminary results solutions of aircraft - external store configuration interference. A Computational Fluid Dynamics (CFD) technique based on Nonlinear Panel Method with unsteady free wake formulation to obtain flow field predictions al)out manoeuvring aircraft - external store configuration just before and during the separation is the primary goal of the investigation. The main emphasis is placed on practical, cost-effective engineering solution of the complex problem with reasonable computational efficiency allowing the computer code to run on PC computers.

13

Military applications of unmanned aerial vehicles

Chachurski R., Kozakiewicz A., Zalewski P.

Research Bulletin / Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics

|

2000

|

nr 10

57-62

EN

Nowadays, one of the most developing branches of aviation technology are the Unmanned Aerial Vehicles (UAV). The UAVs present a real alternative for manned aircraft not only due to the lack of crew on board of the aircraft but because of low cost of aircraft's acquisition and service and high operational flexibility. Traditional observation, surveillance, intelligence missions recently have been completed by monitoring and electronic counter measure operations. In the future, analysts predict employment of UA V in combat operation both in the air to air and air to surface missions. Latest American program designated Tier confirmed this thesis. A low cost of acquisition and service makes UA V very attractive warfare especially for underdeveloped countries. In Poland recently a few similar projects are considered, unfortunately no one has been implemented. In the report a survey of recent deployment of UAVs in various military operations is presented. Attention is focused on incredible increase of modern UAVs importance in recent military operation, especially during the Gulf War and the operation in former Yugoslavia. The UAVs have been specified following their structure, propulsion system, military purposes and performance. Problems, solutions and designs related to aircraft subsystems such as: structure, propulsion system, avionics, communication, targeting and weapon systems have been closely considered. Comparison the general data and performance of European UAVs was described and a new American UAV program was outlined. The development trends and military perspectives of the UAV and combat UCA V are showed, as well.