Record Details

RESEARCH OF THE HIGH HARMONICS INDIVIDUAL BLADE CONTROL EFFECT ON VIBRATIONS CAUSED BY THE HELICOPTER MAIN ROTOR THRUST

Civil Aviation High TECHNOLOGIES

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title RESEARCH OF THE HIGH HARMONICS INDIVIDUAL BLADE CONTROL EFFECT ON VIBRATIONS CAUSED BY THE HELICOPTER MAIN ROTOR THRUST
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО ВЫСОКИМ ГАРМОНИКАМ НА ВИБРОПЕРЕГРУЗКИ, ВЫЗВАННЫЕ СИЛОЙ ТЯГИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА
 
Creator Борис Крицкий Сергеевич; ЦАГИ
Руслан Миргазов Миннхатович; ЦАГИ
Ван Лэ Чунг; МФТИ
 
Subject вертолет; несущий винт; индивидуальное управление лопастями; аэродинамические ха- рактеристики; виброперегрузка; вихревая теория
 
Description The paper presents numerical results analysis of main rotor vibration due to helicopter main rotor thrust pulsation.The calculation method, the object of research and numerical research results with the aim to reduce the amplitude of the vibrations transmitted to the hub from the helicopters main rotor by the individual blade control in azimuth by the installation angle of blades cyclic changes are set out in the article. The individual blades control law for a five-blade main rotor based on the blade frequencies is made. It allows reducing the vibration from thrust. Research takes into account the main rotor including and excluding the blade flapping motion. The minimal vibrations regime is identified.Numerical study of variable loads caused by unsteady flow around the main rotor blades at high relative speeds of flight, which transmitted to the rotor hub, is made. The scheme of a thin lifting surface and the rotor vortex theory are used for simulation of the aerodynamic loads on blades. Non - uniform loads caused by the thrust, decomposed on the blade harmonic and its overtones. The largest values of deviation from the mean amplitude thrust are received. The analysis of variable loads with a traditional control system is made. Algorithms of higher harmonics individual blade control capable of reducing the thrust pulsation under the average value of thrust are developed.Numerical research shows that individual blade control of high harmonics reduces variable loads. The necessary change in the blade installation is about ± 0,2 degree that corresponds to the maximum displacement of the additional con- trol stick is about 1 mm.To receive the overall picture is necessary to consider all six components of forces and moments. Control law with own constants will obtained for each of them. It is supposed, that each of six individual blade control laws have an impact on other components. Thus, the problem reduces to the optimization issue. The individual blade control general law will be received as a result. It will meet a lot of conflicting requirements.
Статья посвящена анализу результатов расчетного исследования виброперегрузки несущего винта, вы- званной пульсацией силы тяги несущего винта вертолета.В статье представлены методика расчета, объект исследования и результаты численного исследования ин- дивидуального управления каждой лопастью по азимуту путем циклического изменения угла их установки с целью уменьшения амплитуды вибраций, передаваемых на втулку несущим винтом вертолета. Выработан закон индиви-дуального управления лопастями по лопастным частотам для пятилопастного несущего винта, позволяющийуменьшить вибрации силы тяги с учетом и без учета махового движения лопасти. Определена область, где вибро- перегрузки будут минимальные.Проведены численные исследования переменных нагрузок, обусловленных нестационарным обтеканием лопастей несущего винта, передаваемых на втулку винта при больших относительных скоростях полета. Для моде- лирования процесса обтекания лопастей использовалась схема тонкой несущей поверхности в вихревой теориинесущего винта. Неравномерные нагрузки, вызванные силой тяги, разложены по лопастной гармонике и оберто-нам. Выделены наибольшие величины отклонения от средней амплитуды силы тяги. Выполнен анализ переменных нагрузок с традиционной системой управления. Выработаны алгоритмы управления высшими гармониками, кото- рые реализуются при управлении лопастями и позволяют уменьшить пульсации силы тяги при фиксированном среднем значении силы тяги.Расчетные исследования показали, что индивидуальное управление высокими гармониками лопасти сни- жает уровень переменных нагрузок, при этом необходимое изменение установки лопасти составляет ±0,2 градуса, что соответствует максимальному дополнительному перемещению рычага управления около 1 мм.Для получения общей картины необходимо учитывать все шесть компонент сил и моментов. Для каждого из них будет выработан свой закон управления и свои коэффициенты. Предполагается, что каждый из шести зако- нов управления по отдельности будет влиять на другие компоненты. Таким образом, задача сводится к оптимиза-ционной задаче, в результате которой получится общий закон индивидуального управления лопастями, удовлетво-ряющий многим противоречивым требованиям.
 
Publisher Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)
 
Date 2017-01-13
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/987
 
Source Civil Aviation High TECHNOLOGIES; Том 19, № 6 (2016); 68-76
Научный вестник МГТУ ГА; Том 19, № 6 (2016); 68-76
2079-0619
 
Language rus
 
Relation http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/987/866
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).