Schwenkrotorflugzeuge haben das Potential, VTOL-Fähigkeiten (Vertical Take Off and Landing) mit effizientem Langstreckenbetrieb zu kombinieren, es können jedoch aeroelastische Instabilitätsprobleme auftreten. Neben den konventionellen Instabilitäten (durch Dreh- und Starrflügel allein) treten zusätzliche beim Verstellen des Schwenkrotors auf (wegen der aeroelastischen Kopplung zwischen Rotorkräften und Blattverformungen) wie Instabilitäten beim Axialflug, die als Schwenkrotor-Flatterschwingungen bezeichnet werden. In diesem Zusammenhang werden im vorliegenden Beitrag theoretische und praktische Untersuchungen an weiterentwickelten Schwenkrotoren beschrieben, deren Stabilitätsverhalten aufgrund neuer Eigenschaften signifikant verbessert werden kann. Die wichtigsten Merkmale sind: Rotorblätter mit fortgeschrittener Geometrie, kinematische und verbundkonstruktive Blattkopplung sowie optimierte Rotornabenauslegungen. Wegen der anderen Blattgeometrie (schräger zulaufend, pfeilförmig und Änderung der Verdrillungsverteilung) werden die auf den Rotor einwirkenden Schwingungskräfte reduziert, die Widerstands-Divergenz verzögert und Leistungsverluste minimiert. Wesentliches Ziel der Studie ist die Formulierung einer unfassenden aeroelastischen Rotor-Analyse für gekoppelte Blätter mit fortgeschrittener Geometrie sowie Durchführung von Parameter-Untersuchungen zur Analyse des Einflusses der Blattgeometrie auf Blatt-Kinematik und Flatterstabilität. Erstellung eines geeigneten Koordinatensystems für die neue Blattgeometrie, von Profil-Referenzrahmen (vor und nach der Flügelverformung) sowie Transformation der alten in die neue Geometrie, Herleitung einer Matrix für die deformierte Blattgeometrie und der Bewegungsgleichungen. Berechnung von kinetischer und Verformungsenergie der Blätter sowie der elastischen Dehnungsenergie der Rotornabe. Herleitung von Naben- und Flügel-Matrizen. Aerodynamische Modellerstellung. Diskussion der Resultate anhand von Diagrammen.
Aeroelastic analysis of advanced geometry tiltrotor aircraft
Aeroelastische Analysen von VTOL-Flugzeugen mit fortgeschrittener Schwenkrotorgeometrie
Journal of the American Helicopter Society ; 43 , 3 ; 212-221
1998
10 Seiten, 15 Bilder, 1 Tabelle, 8 Quellen
Article (Journal)
English
Hubschrauber , Rotor (Drehflügel) , Aerodynamik , Flatterschwingung , Systemanalyse , geometrische Form , elastische Verformung , Instabilität , dynamisches Verhalten , Pfeilflügel , Wirbelströmung , Verbundkonstruktion , Lastverteilung (mechanisch) , Bewegungsgleichung , Matrix (Zahlenschema) , kinetische Energie , Frequenzbereich , Schwingungsdämpfung
Aeroelastic analysis of advanced geometry tiltrotor aircraft
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British Library Conference Proceedings | 1995
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