Geri Dön

The effect of blade torsional elasticity on helicopter flight dynamics

Burulma yönünde elastik palin helikopter uçuş dinamiğine etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 489506
  2. Yazar: EZGİ AKEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Elastik Pal Modelleme, Elastik Burulma, Helikopter Elastik Pal Modeli, Uçuş Mekaniği Elastik Pal Modeli, Sonlu Elemanlar Methodu, Elastic Blade Modelling, Elastic Torsion, Rotor Elastic Blade Model, Flight Mechanics Elastic Blade Model, Finite Element Method
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Helikopter tasarımını kolaylaştırmak için tasarım ve test süreci daha kapsamlı ve yüksek çözünürlüklü modeller gerektirir. Rotor paleri uçuş dinamiği modellerinde genellikle hızlı sonuç almak için katı modellenir. Helikopter pallerinin esnek oluşu. esnek modelleme ihtiyacını da beraberinde getirir. Elastik modelleme yük ve kontrol açılarının daha doğru tahmin edilebilmesini sağlar. Elastik etkilerin dahil edilmesi modele ekstra bir uygunluk derecesi katar ve tasarım süreçlerinde kullanılabilir hale getirir. Bu çalışmada TUSAS helikopter grubu içinde geliştirilmiş özgün bir uçuş dinamiği kodu (TOROS) kullanılmıştır. TOROS içinde bir trim algoritması bulunur ve altı serbestlik dereceli helikopter modeli içerir. Bu modelde palalar çırpma, sürükleme ve burulma yönünde katı modellenmiştir. Eklenen burulma yönündeki elastik pal modeli, katı modelden farklı olarak aerodinamik ve ataletsel yükleri değiştirir ve bu da kontrol açılarının daha doğru hesaplanmasını sağlar. Palin uç kısmındaki elastik etkiden gelen dönme miktarı, sonlu elemanlar methoduna dayanan ve bir çoklu dinamik modelleme kodu olan Dymore ile karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar methodu ile elastik analiz yapabilme seçeneği TOROS'a eklenmiştir. Bu seçenek ile düz uçuş, otorotasyon denge koşulu gibi denge koşulları ve tüm zamana bağlı manevra analizleri hem burulma yönünde elastik hem de katı modelle yapılabilir duruma gelmiştir. Statik boylamsal kararlılık, denge koşulu ve manevra analizleri hem katı hem elastik model ile tekrarlanmış, burulma yönünde elastik modellenen pallerin uçuş mekaniği analizlerine etkisi incelenmiştir. Bu çalışmaların sonucunda burulma yönündeki elastik pal modelinin helikopterin yunuslama açısına direk etkisinden dolayı kollektif komutunu değiştirdiği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda helikopterin boylamsal statik kararlılığı da kullanılan elastik model ile birlikte negatif yönde etkilenmiştir. Bu nedenle elastik etkilerin tasarım sürecinde göz önünde bulundurulması gerekmektedir.

Özet (Çeviri)

Helicopter design and test stages require more complex and high fidelity flight dynamic models to aid the design process of the helicopters. In the common approach, rigid rotor blades models are used in the flight dynamics models and since this is a fast modeling method. However, increased flexibility of the rotor blades necessitates the use of elastic blade models to have more accurate prediction of the rotor loads and the control angles. Elasticity brings extra fidelity to the flight dynamics model which is extensively used in design stage of a helicopter. In this study, an in house helicopter flight dynamics code (TOROS) which is in Matlab/Simulink Environment and developed by TUSAS Helicopter department is used as the analysis tool. This tool includes a trim model and a six degree of freedom helicopter model with blades modeled rigidly modeled in flap, lag and torsional direction. The mathematical model of a helicopter generated in in house tool is first validated with the commercial FLIGHTLAB model. In the next stage, elastic blade model is integrated to TOROS. In this study, in the elastic blade model flexibility is added only to the torsional degree of freedom. The added torsional flexibility of the blade accounts for change in the aerodynamic and inertial forces with respect to rigid blade model, resulting in more accurate prediction of the control angles. Tip deflections of the torsionally elastic blade is compared with the results of the finite element based multibody dynamics code Dymore. A finite element modelling capability is added to the in house flight dynamics model to perform trim in level flight, autorotation and transient analyses utilizing both rigid and torsionally elastic blade models. Static longitudinal stability analyses of the helicopter are conducted with rigid and elastic blade models to investigate the effect of elastic blade in the torsional direction on the flight mechanics trim analyses and stability. The result of the study is elastic blades in torsional direction has a direct effect on pitch angle of the blades and hence on collective control. The static stability of the system is also affected in a negative way when the blades are elastic in torsion. Elastic effects should be considered during design process.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    75337

    Eğri eksenli düzlemsel kirişlerin düzlem dışı statik problemlerinin analitik çözümü

    Başlık çevirisi yok

    O.YAŞAR DOĞRUER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALAATTİN ARPACI

  2. Tez No

    879065

    Analytical based modeling of damage induced by electromagnetic pressure impact of lightning on aerodynamic surfaces: Aircraft wing and wind turbine blade

    Uçak kanadı ve rüzgar türbini pali aerodinamik yüzeylerinde yıldırımın elektromanyetik basınç etkisinden kaynaklanan hasarın analitik tabanlı modellemesi

    AYSUN SOYSAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Matematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL

    PROF. DR. EROL UZAL

  3. Tez No

    787930

    Yapay zeka ve gökdelen tasarımı

    Artificial intelligence and skyscraper design

    ŞELALE ELÇİN SUNGUR DÖLGEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU

  4. Tez No

    389206

    Yatlarda kıç formunun pervane üzerine etkisi

    Effects of the hull stern geometry to the propeller

    MURAT BURAK ŞAMŞUL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDİ KÜKNER

  5. Tez No

    541208

    Gemi pervanesi performans karakteristiklerinin lineer olmayan kanat elemanı momentum teorisi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleriyle incelenmesi

    Investigation of marine propeller performance characteristic with nonlinear blade element momentum theory and computational fluid dynamics methods

    AHMET SOYDAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAKİR BAL

Geri Dön