Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental analysis of the helicopter ditching

Kraskowski Marek

Rocznik Bezpieczeństwa Morskiego

|

2020

|

R. XIV

205--219

EN

The paper presents the method and results of the model tests of helicopter ditching, aimed at adaptation of the helicopter's construction for marine mis-sions. The experiment, realized by Maritime Advanced Research Centre S.A. (CTO) required elaboration of dedicated measurement stand, and solving a number of specific technical problems resulting from the necessity of assuring the repeatability, and required accuracy of the measurements and scalability of the results. Such kind of experiment is not a standard task of a hydrodynamic model testing institution, so it brings an innovation in the testing methodology. The paper presents the details of the test stand and the model itself with rotating rotor, design of the experiment, as well as an overview of the results and main conclusions.

2

Analiza osiągów nowego typu wiropłatu

Łusiak Tomasz, Witczak Radosław, Małek Arkadiusz

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 6

206--211

PL

W artykule dokonano analizy osiągów nowo projektowanego wiropłatu. Przedstawiono także nową koncepcję wyposażenia i użycia wiropłatów w celach transportowych. Praca skupia się na zastosowaniu w tych celach wiatrakowców jako szczególnego rodzaju wiropłatów o specyficznych własnościach. Opracowany i opisany wstępny projekt statku powietrznego obejmuje założenia konstrukcyjne, rozwiązania technologiczne, ergonomię kabiny/ładowni, ekonomię i bezpieczeństwo eksploatacji. Szczególną uwagę zwrócono na wyposażenie wiropłata w zależności od tego do jakiej wersji ma być docelowo skonfigurowany. Praca zawiera także projekt wstępnej geometrii wiropłatu. Przedstawiono bryłę uwzględniającą sformułowane założenia, które posłużą do analizy numerycznej. Na jej podstawie została dokonana przybliżona analiza wyznaczenia podstawowych osiągów i rozkładu mas w zależności od wersji wyposażenia. Ponadto przedstawiono sposób przeprowadzenia analizy numerycznej bryły wiropłatu oraz jej wyniki wraz z ich opracowaniem. Dokonano analizy wyników symulacji numerycznej i sformułowano wnioski dotyczące słuszności zastosowania wiatrakowców do celów transportowych.

EN

The article analyses the performance of the newly designed rotorcraft. A new concept for the equipment and use of rotorcraft for transport purposes was also presented. The work focuses on the use of gyroplanes for these purposes as a special type of rotorcraft with specific properties. The initial aircraft design developed and described includes structural assumptions, technological solutions, cabin / cargo ergonomics, economy and operational safety. Particular attention has been paid to rotorcraft equipment depending on which version it is to be configured to. The work also includes the design of the initial geometry of the rotorcraft. A solid showing the formulated assumptions that will be used for numerical analysis is presented. On its basis, an approximate analysis was made of the determination of basic performance and mass distribution depending on the equipment version. In addition, the method of numerical analysis of rotorcraft body and its results together with their development is presented. The results of numerical simulation were analyzed and conclusions regarding the correctness of gyroplanes for transport purposes were formulated.

3

Various types of the rotorcraft Design in the context of aerospace regulations

Szafran K., Michalczyk M.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2018

|

Nr 1 (250)

142--149

EN

In the next article on synthesis of regulations, the authors presented the general legal requirements for rotorcraft, which is limited to US regulations, because the vast majority of world regulations are based on them. The Institute of Aviation in Warsaw has developed requirements concerning the construction and operation of rotorcraft in Poland. These requirements constitute an important contribution to the regulations of the civil a viation authority which are in force in the air space of the Republic of Poland. This paper presents the legal situation of rotorcraft and compares the requirements for helicopters and gyroplane. The conclusions highlighted the differences that arise from regulations between helicopters and rotorcraft. The authors have suggested the necessity to separate provisions for the group of windmills, which is implemented in the regulations of the civil a viation authority . The presented work is the second of a planned series of publications in which authors intend to bring some of the issues to the reader about the design aspects of aircraft in selected global aviation regulations.

PL

W artykule autorzy przedstawili ogólne wymagania prawne stawiane wiropłatom, przy czym ograniczono się do przepisów obowiązujących w USA, ponieważ zdecydowana większość światowych przepisów opiera się właśnie na nich. W Instytucie Lotnictwa w Warszawie opracowano wymagania, które dotyczą budowy i eksploatacji wiatrakowców w Polsce. Wymagania te stanowią istotny wkład do opracowanych przez Urząd Lotnictwa Cywilnego przepisów obowiązujących w przestrzeni powietrznej RP. W niniejszej pracy zaprezentowano sytuację prawną wiatrakowców oraz porównano wymagania stawiane śmigłowcom oraz wiatrakowcom. We wnioskach uwypuklono różnice, jakie wynikają z przepisów pomiędzy śmigłowcami i wiatrakowcami. Autorzy zasugerowali konieczność wydzielenia przepisów dotyczących grupy wiatrakowców, co jest realizowane w przepisach Urzędu Lotnictwa Cywilnego. Zaprezentowana praca jest drugą z zaplanowanego cyklu publikacji, w której autorzy zamierzają przybliżyć czytelnikom pewne zagadnienia dotyczące aspektów projektowania statków powietrznych w wybranych światowych przepisach lotniczych.

4

Design and optimisation of main rotor for ultralight helicopter

Stalewski W.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 4

287--295

EN

A modern main rotor, dedicated to the ultralight helicopter, has been designed and optimised. Due to assumed simplicity of the rotor design and taking into account some technological constraints, the principal purpose of the presented research was to design a dedicated airfoil which, when applied on the main-rotor blades, would influence satisfactory improvement in a performance of the ultralight helicopter, especially in fast flight. The design and optimisation process has been supported by a computational methodology. The in-house software has been used for direct and inverse design of shapes of the rotor-blade airfoils. Aerodynamic properties of the airfoils as well as the helicopter main rotor were evaluated based on both the two-dimensional and three-dimensional flow simulations conducted using the ANSYS FLUENT software that was used to solve U/RANS equations. Based on the results of conducted computational simulations of fast flight of the ultralight helicopter, it can be concluded that the newly designed main rotor, compared to the baseline, may give certain improvement in helicopter performance in fast flight. In addition, the application of this newly designed rotor may lead to increase of a maximum speed of the helicopter flight, due to the greater lift force achievable by this rotor on the retreating blade, which is favourable from point of view of keeping of a lateral balance of the helicopter in fast flight.

5

Aeroelastic analysis of helicopter rotor using virtual blade model and equivalent beam model of a blade

Sieradzki A.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 1

297--304

EN

Modern helicopter rotor blades design requires taking into account complex aeroelastic phenomena. Sophisticated computational fluid dynamics and structural dynamics models, available on the market, coupled together enable such analysis with very high fidelity. However, the computational cost of this type of simulation is usually very high and for this reason, it cannot be used in interactive design process or optimization run. Complex Fluid Structure Interaction models are excellent tools for validation purposes, but the design process requires simpler models with lower computational cost and still relatively high accuracy and capabilities. The paper presents a new efficient methodology for calculating helicopter rotor loads, deformations and performance. It uses the well-known Navier-Stokes equations aerodynamic solver – ANSYS Fluent, and modified Virtual Blade Model (based on Blade Element Theory) for rotor flow calculation. This connection guarantees exceptional capabilities and fidelity in comparison with simulation time. The dedicated structural dynamics solver, based on equivalent beam model of a blade and Finite Difference Method, was developed and coupled with CFD part using User Defined Functions in Fluent software. The accuracy of created module was validated with wind tunnel tests data of IS-2 helicopter rotor model, performed in Institute of Aviation. The results of calculations were compared with experimental data for a hover state and a forward flight with three different flight velocities. The comparisons showed very good agreement of the data in most of the analysed cases and pointed out new research possibilities. The presented aeroelastic helicopter rotor model combines all advantages of using three-dimensional Navier-Stokes solver with relatively low computational costs and high accuracy, confirmed by wind tunnel tests. It could be used successfully in helicopter rotor blades design process.

6

Prestressing for reduction of local vibrations in a rotorcraft

Suwała G., Holnicki-Szulc J., Knap L.

Engineering Transactions

|

2016

|

Vol. 64, iss. 3

367--380

EN

The main objective of this paper is to investigate the possibility of local structural vibration suppression via introducing initial prestressing. In order to evaluate the effectiveness of the proposed method, a two-step approach has been used. Firstly, a prestressed modal analysis was conducted to measure the influence of the prestressing on changes of eigenfrequencies and eigenmodes. In the second step, a steady dynamic analysis was performed to harmonic excitation to demonstrate the reduction of local amplitudes. Numerical experiments have been conducted on the model of a small rotorcraft. Our results indicate that introduction of initial prestressing may be used to affect natural structure frequencies and to lower the amplitude of vibrations of the structure exposed to external extortions.

7

Computational investigations of active flow control on helicopter - rotor blades

Stalewski W., Sznajder K.

Journal of KONES

|

2014

|

Vol. 21, No. 2

281--288

EN

The paper presents results of the first stage of the research conducted within the frames of Active Rotor Technologies, which is the dynamically developed sub-domain of Rotorcraft Engineering. The research concerned a computational modelling and investigations of new solutions aiming at improvement of performance of modern helicopters and their environmental impact, by active control of operation of their rotors. The paper focuses on one of such solutions applied for the active control of airflow around helicopter-rotor blades. This solution is the Active Gurney Flap – a small, flat tab located at a pressure side of rotor blade near its trailing edge, which is cyclically deployed and stowed during rotation cycles of the blade. The Active Gurney Flap seems to be very promising solution which will enable helicopters to operate with reduced power consumption or reduced main rotor tip speed whilst preserving current flight performance capabilities, especially in terms of retreating blade stall. The newly developed methodology of computational modelling of active-flow-control devices, like Active Gurney Flap, applied for enhance a helicopter performance and improve its environmental impact, has been presented. Development of the methodology was the challenging task, taking into account strongly unsteady character of modelled phenomena and large differences of scales in both the space and time domain, where very small, dynamically deflected tab strongly influences the flow around rotating, large main rotor. Exemplary CFD simulations, presented in the paper, have been conducted to validate developed methodology.

8

Meeting reliability requirements for rotor ice protection system design

Golec P., Brzęczek J.

Diagnostyka

|

2014

|

Vol. 15, No. 1

31--35

EN

Increasing cost of rotorcraft maintenance forces transport companies to utilize their rotorcraft fleet to the fullest. This means that the most successful rotorcraft production company is the one that can provide rotorcraft that can operate in wider range of weather conditions than competition. Air transport authorities define requirements for both rotorcraft performance during flight in icing conditions and reliability of ice accretion protection systems. At the same time production company management requires that production, and development costs are as low as possible. This paper will focus on problems of meeting requirements of rotorcraft ice protection systems reliability using various types of reliability analyses that will help keep the system as simple and inexpensive as possible and are required in certification process of ice protection system.

PL

Ciągłe zwiększanie się kosztów utrzymania wiropłatów wymusza na firmach transportowych maksymalne wykorzystanie możliwości posiadanej floty. Oznacza to, że producent wiropłatów, aby osiągnąć sukces musi dostarczać produkt, który będzie w stanie operować w szerszym zakresie warunków pogodowych, niż firmy konkurencyjne. Organy nadzoru lotniczego określają zarówno wymagania dla własności lotnych wiropłatów w czasie lotu w warunkach oblodzenia oraz wymagania niezawodnościowe układu ochrony przed oblodzeniem. Jednocześnie zarządzający firmami produkującymi, wymagają, aby koszty produkcji i opracowania projektu były możliwie jak najniższe. Niniejsze opracowanie skupia się na problematyce sprostania wymaganiom niezawodnościowym przy wykorzystaniu różnych typów analiz niezawodnościowych, które pozwolą na zaprojektowanie możliwie najprostszych i najtańszych układów, i które są wymagane w procesie certyfikacyjnym układu ochrony wiropłata przed oblodzeniem.

9

Analiza zjawiska pierścienia wirowego na wirniku nośnym

Grzegorczyk K.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2009

|

Nr 6 (201)

52-66

PL

Wpracy przeprowadzono analizę zjawiska pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca, która obejmowała wyjaśnienie istoty zjawiska, warunków powstawania imożliwości zapobiegania temu zjawisku. Dla przypadku pionowego opadania przedstawiono zestawienie wyników analizy numerycznej z rezultatami z badań wlocie. Wynikiem obliczeń było uzyskanie charakterystyk prędkości, kąta skoku ogólnego i mocy silnika.

EN

The paper contains an analysis of helicopter flight in Vortex Ring State (VRS). An analysis includes an explanation of unsteady nature of VRS flow conditions during VRS encounter. It contains also discussion about ways of avoiding and escape from VRS, if it appears during flight. Comparative numerical and flight test data for the rotors operating in vertical descent has been presented. The main goal of this work was to obtain velocity, angle of pitch and power characteristics for axial flow.

10

Analiza powstawania pierścienia wirowego wokół wirnika głównego na podstawie badań śmigłowca W-3 Sokół przy użyciu pakietu obliczeniowego FLUENT

Florczuk W.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2009

|

Nr 6 (201)

67-80

PL

Zagadnienie powstawania pierścienia wirowego na wirniku głównym śmigłowca od wielu lat jest jednym z podstawowych problemów, a zarazem jednym z największych zagrożeń występujących w czasie eksploatacji tego typu maszyn. Powstanie pierścienia wirowego w pobliżu wirnika głównego śmigłowca skutkuje spadkiem jego ciągu nawet o 30%. Zjawisko to najczęściej powstaje i stwarza największe zagrożenie dla maszyny i jego załogi w sytuacji, gdy śmigłowiec zmuszony jest do operowania w warunkach, gdzie ośrodek wypełniający otoczenie porusza się względem śmigłowca, z prędkością zbliżoną do prędkości indukowanej przez wirnik główny. Tego typu przypadki mogą zaistnieć w sytuacji dynamicznego lądowania lub zawisu śmigłowca w obszarze prądów wznoszących, np. nad pożarem, czy rozgrzanym terenem zurbanizowanym. W pracy tej dokonano symulacji opływu śmigłowca w szerokim zakresie jego użytkowania, tj. dla różnych prędkości opadania i prędkości postępowych. Symulacje te wykonano przy użyciu pakietu obliczeniowego FLUENT 6.3.26 oraz wcześniej przygotowanego modelu śmigłowca W-3 Sokół w wersji podstawowej. Wyniki jakie uzyskano jednoznacznie pozwoliły na szczegółowe przeanalizowanie występowania pierścienia wirowego oraz jego struktury, miejsca zaczepienia w zależności od warunków opływu.

EN

Since the rotorcraft has become a commonly use for many applications like police, military, rescue and civil the most dangerous situations during exploitation such machines are vortex ring state. Appearance of vortex ring upon the main rotor during helicopter flight can decrease their thrust almost 30% in result. This phenomenon exists when the rotorcraft operates in conditions where relative velocity to the rotor is similar to induce velocity. Those conditions can occur when helicopter operates while dynamic land or hover in field of upstream air flow, for example when the helicopter is used to fire extinguish and risk of flights above the fire is big. Then the hot air can flow with velocity similar to induced velocity by rotor and in result the vortex ring occur. In this work were performed simulations of W-3 Falcon rotorcraft being in hovering in field of air with different velocity upstream conditions. Those simulations directly shows that vortex ring occurs and influences on rotor while velocity of upstream air is similar to velocity induced by main rotor. In result the rotorcraft can fall down and crash when the pilot reaction will be wrong. The simulations were performed in FLUENT 6.3.26 with model of basic version of W-3 Falcon.

11

Aktualna sytuacja jedynego producenta wiropłatów w Polsce

Majewski M.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2006

|

Nr 1-2 (184-185)

5-8

PL

W czasie głębokiego kryzysu przeżywanego pod koniec lat 90. Polski Przemysł Lotniczy poddany został procesowi głębokiej restrukturyzacji. Niektóre firmy sektora zostały sprywatyzowane, część znacznie zmniejszyła swój potencjał produkcyjny w porównaniu do lat 80. lub uległa likwidacji. Była to cena dostosowania branży lotniczej do trudnej rzeczywistości gospodarki rynkowej, jak również utraty historycznych rynków zbytu w Europie Wschodniej i Środkowej oraz na Bliskim Wschodzie. Podobny proces przeszedł PZL Świdnik. Jeszcze pod koniec lat 80 firma zatrudniała prawie 9 tysięcy pracowników i produkowała ponad 200 śmigłowców Mi-2 rocznie, głównie z przeznaczeniem na rynek radziecki. Przeobrażenia polityczno-gospodarcze, jakie dokonały się w Polsce na przełomie lat 80/90 spowodowały konieczność zmiany filozofii działania firmy, zarówno jeśli chodzi o poszukiwanie nowych rynków zbytu, jak i dostosowanie do obowiązujących w zachodnim świecie norm produkcyjno-jakościowych. PZL Świdnik wyszedł z tej próby obronną ręką. Dodatkowo, dzięki dokapitalizowaniu przeprowadzonemu w grudniu 1999 roku spółka uzyskała środki pozwalające na uzdrowienie sytuacji finansowej i wejście na drogę rozwoju. Należy podkreślić, że pieniądze uzyskane z dokapitalizowania wykorzystane zostały wyłącznie do osiągnięcia wymienionych wyżej celów. Przede wszystkim unowocześniony został park technologiczny, dzięki czemu możliwy był dynamiczny rozwój współpracy z zagranicznymi producentami sprzętu lotniczego, który jest dziś źródłem prawie 50 procent wpływów ze sprzedaży towarów i usług. PZL Świdnik jest obecnie oficjalnym dostawcą komponentów lotniczych dla takich odbiorców jak: Agusta, Eurocopter, Latecoere, GKN, Bell Heli-copter, Cessna, Dassault Aviation, Ratier Figeac, StorkFokker, Marynarka Wojenna USA. Ważnym segmentem działalności firmy jest produkcja i sprzedaż własnych wyrobów. Rok 2005 jest w tym kontekście historyczny, jako że po raz pierwszy w 50-letniej historii produkcji sprzętu lotniczego świdnicka wytwórnia sprzedaje aż cztery typy własnych śmigłowców: Mi-2, PZL Kania, PZL Sokół i PZL SW-4. PZL Świdnik dynamicznie zwiększa wartość rocznej sprzedaży. W2003 roku było to 146 min zł. W 2004 roku już 209 milionów. W roku 2005 sprzedaż ma osiągnąć 294 miliony złotych. Zwiększa się również zatrudnienie. W latach najgłębszego kryzysu firma zatrudniała nieco ponad 2350 pracowników, obecnie zatrudnienie zwiększyło się do prawie 3280 osób. Nadchodzące lata upływać będą na zrównoważonym rozwoju. W roku 2008 wartość sprzedaży przewidziano na poziomie 385 min złotych przy zatrudnieniu 3400 pracowników. Najdynamiczniej rozwijającą się dziedziną aktywności wytwórni będzie współpraca przemysłowa z partnerami zagranicznymi, której wartość na rok 2008 szacuje się na poziomie 209 milionów złotych. To tyle, ile wynosiła całość sprzedaży firmy w roku 2004. Najważniejszymi programami własnymi wytwórni będą w najbliższych latach useryjnienie produkcji i sprzedaż śmigłowca PZL SW-4 oraz modernizacja śmigłowców Sokół służących w Polskich Siłach Zbrojnych.

EN

During the deep crisis experienced at the end of the 1990s, the Polish aerospace industry underwent a process of deep restructuring. Some companies in the sector were pri-vatized and a part significantly decreased its production potential compared to the 1980s or was liąuidated. This was the cost of the aerospace sector to the difficult reality of the market economy, as well as the loss of historically-important export markets in Eastern and Central Europę and the Middle East. PZL-Swidnik underwent a similar process. As late as the end of the 1980s, the company employed almost 9 thousand workers and produced annually over 200 Mi-2 helicopters, mainly designated for the Soviet market. The political and economic reforms which took place in Poland at the turn of the decade from the 1980s to the 1990s caused the change to the philosophy of the company!s operation to become a matter of urgency, in terms of both the search for new export markets and compliance with production and ąuality norms binding in the Western world. PZL-Swidnik completed this task successfully. Additionally, thanks to funding provided in December 1999, the company gained capital, which allowed for the financial situation to become healthy and for entry onto the path of progress. It should be emphasized that the finances gained from the funding were used exclusively for achieving the aims mentioned earlier. Primarily, the technology park was modernized, thanks to which a dynamie inerease in co-operation with foreign manufacturers of aerospace equipment, which today is the source of almost 50% of income from sales of products and sevices, was made possible. PZL-Swidnik is at present an official supplier of aerospace components for customers such as: Agusta, Eurocopter, Latecoere, GKN, Bell Helicopter, Cessna, Dassault Aviation, Ratier Figeac, Stork Fokker and the US Navy. An important part of company activity is the production and sale of our own products. The year 2005 is historical in this context, as for the first time in its 50-year history of production of aerospace eąuipment, the production plant in Świdnik is selling as many as four types of its own helicopters: Mi-2, PZL Kania, PZL Sokol and PZL SW-4. PZL-Swidnik is dynamically increasing the value of its annual sales. In 2003, this was 146 million zloty. In 2004 already 209 million zloty. In the year 2005, the sales are forecast to be higher than 294 million zloty. This also inereases employment. In the years of the deepest crisis, the company employed just over 2350 workers. Currently, this has inereased to almost 3280. The coming years will see continuous progress. In the year 2008, the value of sales is forecast at 385 million zloty with the employment of 3400 workers. The most dynamically developing sector of activity of the production plant will be the industrial cooperation with foreign partners, whose value for the year 2008 is estimated to be at the level of 209 million Zloty. This is the same as the whole of the company sales for the year 2004. The most important in-house programs of the production plant will in the coming years be the serialization of production and the sale of the PZL-S W4 helicopter as well as the modernization of Sokol helicopters in service with the Polish defense forces.

12

Tiltrotor modelling for simulation in various flight conditions

Miller M., Narkiewicz J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 4

881-906

EN

A computer model of a tilt-rotor has been developed for calculating performance, simulating flight and investigating stability and control. The model is composed of a fuselage, wings, an empennage, engine nacelles and rotors. Tiltrotor equations of motion have been obtained by summing up inertia, gravity and aerodynamic loads acting on each part of the aircraft. Aerodynamic loads at wings, empennage and rotor blades have been calculated using a quasisteady model. For rotor induced velocity, the Glauert model has been used. The influence of the rotor inflow wing and empennage aerodynamic loads has been found using the actual value of induced velocity. The computer program of tilt-rotor model has been developed in the MatLab environment. The sub-programs for load calculation have been supplemented by modules for calculation of trim states and stability and control matrices. During the first stage of model investigation, steady flight conditions were calculated, which gave insight into rotorcraft behaviour and model quality.

PL

Opracowano symulacyjny model statku powietrznego typu tiltrotor przeznaczony do symulacji lotu oraz analizy osiągów, stabilności i sterowania. Model wiropłata złożony jest z kadłuba, usterzenia ogonowego, gondoli silnikowych i wirników. Równania ruchu zostały uzyskane przez sumowanie obciążeń od sił bezwładności, grawitacyjnych i aerodynamicznych działających na każdy element statku powietrznego. Obciążenia aerodynamiczne skrzydeł, stateczników i łopat wirników zostały obliczone z zastosowaniem quasistacjonarnego modelu opływu. Do wyznaczania prędkości indukowanej wirników zastosowano model Glauerta. Wpływ strumienia zawirnikowego na skrzydła i stateczniki jest obliczany z wykorzystaniem aktualnej wartości prędkości indukowanej wirników. Program do modelowania wiropłata został opracowany w środowisku MatLab. Program zbudowany jest z modułów obliczeń obciążeń poszczególnych elementów wiropłata, które wykorzystywane są również do wyznaczania warunków lotu ustalonego, stateczności i sterowności. Podczas pierwszego etapu badań wyznaczono warunki ustalonego lotu tiltrotora w różnych konfiguracjach, co pozwoliło zbadać zachowanie i potwierdzić poprawność modelu