Die Rotorblätter eines Hubschraubers führen aufgrund eines gelenkigen oder biegeelastischen Rotorblattanschlusses Bewegungen in der Rotorebene (Schwenken) und senkrecht dazu (Schlagen) aus. Während die Schlagbewegung eine hohe aerodynamische Dämpfung aufweist, können durch die schlecht gedämpfte Schwenkbewegung Instabilitäten entstehen: Zum einen am isolierten Rotorblatt selbst und zum anderen für das gekoppelte Rotor-Zellen-System. Die Stabilität des isolierten Rotorblattes ist eine notwendige Voraussetzung für die Stabilität des gekoppelten Rotor-Zellen-Systems. Durch dynamische Koppelungserscheinungen zwischen Rotor- und Zellenbewegung kann dann zusätzlich die Stabilität des Gesamtsystems deutlich reduziert werden. Zur Vermeidung dieser aeromechanischen Stabilitätsprobleme muß die Schwenkbewegung konstruktiv ausreichend gedämpft werden. Aktive Dämpfungserhöhung kann durch aufwendige Flugregelungssysteme und den Einsatz von Einzelblattaktuatoren erreicht werden, insbesondere um das Vibrations- und Lärmniveau von Hubschraubern zu reduzieren. In dieser Arbeit wird die Erhöhung der aeromechanischen Stabilität durch Anwendung der Einzelblattansteuerung untersucht. Die Regelgüte wird mit der aktiven Steuerung über die konventionelle Taumelscheibe verglichen. Ein einfaches Ersatzmodell für die aktive Dämpfungserhöhung wird aus den vereinfachten und linearisierten Bewegungsgleichungen des Hubschraubers abgeleitet. Mit der mathematischen Einarbeitung der Einzelblattansteuerung in das Gesamtsystem werden Optimierungskonzepte zum Entwurf verschieden komplexer Regler für die Blattansteuerung erzeugt. Da die Reglerparameter konstant sind, erfolgt eine Abschätzung des Reglereingriffes bei Betriebspunktvariationen. Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Beurteilung der Flugeigenschaften des geregelten Hubschraubers. Dazu werden ausgesuchte Flugeigenschaftskriterien der ADS-33D herangezogen. Die grundsätzlichen Ergebnisse des einfachen Ersatzmodells werden schließlich an dem aufwendigeren CAMRAD/JA-Modell überprüft
Aeromechanische Stabilitätsuntersuchungen des Hubschraubers unter Einsatz der Einzelblattansteuerung
Aeromechanical stability investigations on helicopters employing single blade selective control
2001
315 Seiten, 105 Bilder, 7 Tabellen, 226 Quellen
Theses
German
Aeromechanik , Ansteuerungstechnik , Bewegungsgleichung , Dämpfungsverhalten , dynamische Stabilität , Flugeigenschaft , Flügelblatt , Flugregelung , Gesamtsystem , Hubschrauber , Instabilität , mathematisches Modell , Optimierungssimulation , Schalldämpfung , Schwingungsdämpfung , Stabilität von Regelungssystemen , Steuerungs- und Regelungsverfahren , Vibration , Zelle (Flugkörper)
Engineering Index Backfile | 1937
|Springer Verlag | 2014
|Engineering Index Backfile | 1937
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