Active Twist Design of Helicopter Rotor Blades
2015
Andrejs Kovaļovs

Aizstāvēšana
28.08.2015. 14:00, Rīgā, Kaļķu ielā 1, 119. auditorijā

Zinātniskais vadītājs
Andris Čate, Jevgenijs Barkanovs

Recenzenti
Andrejs Krasņikovs, Eduardas Lasauskas, Vladimirs Kasjanovs

Lidojuma laikā helikoptera rotora lāpstiņa rada stipras vibrācijas un trokšņus, kuru cēlonis ir izmaiņas aerodinamiskajās slodzēs uz lāpstiņām, mainoties to polārajam leņķim. Tādēļ nākotnes helikopteri ir jāuzlabo, lai tie būtu videi un cilvēkam nekaitīgāki. Rotora lāpstiņu savērpes aktīvā regulēšana ar iemontētiem pjezokompozītu aktuatoriem ļauj šīs vibrācijas un troksni samazināt, nelietojot sarežģītus mehānismus rotējošā sistēmā. Lai projektētu rotora lāpstiņu ar aktīvo savērpi, ir izstrādāta jauna metodoloģija. Tā balstās uz jaunu 3D galīgo elementu modeli, eksperimentu plānošanu un reakcijas virsmas tehniku, lai iegūtu lielus pjezoelektriskās aktuācijas spēkus un pārvietojumus ar minimālu aktuatora svaru un pievadīto enerģiju. Lai izpētītu rotora lāpstiņu ar aktīva savērpi, tika veikta konstrukcijas statiskā analīze, izmantojot 3D galīgos elementu modeli un programmatūru ANSYS. Izmantojot rezultātus, kas iegūti, veicot parametrisko analīzi, modeļa mēroga rotora lāpstiņām ar C un D lonžeroniem un ņemot vērā ražotāja prasības ir formulēta problēma par MK aktuatoru optimālu izvietojumu rotora lāpstiņās. Optimizācijas rezultāti ir iegūti modeļa un pilna izmēra lāpstiņām ar C un D lonžeroniem divos MK aktuatoru iespējamos pielietojumos. Rezultāti rāda, ka attiecībā uz minimālo attālumu starp smaguma spēka novietojumu un elastīgo asi, D lonžerons ir efektīvāks par C lonžeronu, bet maksimālie savērpes leņķi abos gadījumos ir vienādi. Ar galīgo elementu metodi atrastais lāpstiņu savērpes leņķis labi sakrita ar eksperimentos iegūto, kas apstiprina modelēšanas precizitāti. Izmantojot izstrādāto metodoloģiju, ir izveidots projektēšanas instruments aktuatoru optimālai izvietošanai rotora lāpstiņās. Projektētājam ir iespējamā izvēlēties vai nu lietot iegūtos optimālos rezultātus vai izmantot šo projektēšanas instrumentu.


Atslēgas vārdi
active twist, macro fibre composite (MFC), helicopter rotor blade, optimisation, response surface

Kovaļovs, Andrejs. Active Twist Design of Helicopter Rotor Blades. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2015. 122 lpp.

Publikācijas valoda
English (en)
RTU Zinātniskā bibliotēka.
E-pasts: uzzinas@rtu.lv; Tālr: +371 28399196