مدل سازي و شبيه سازي ديناميك غيرخطي فلپينگ روتور هليكوپتر با احتساب آفست، گشتاور وزن پره و فركانس فلپينگ

Modeling and Simulation of Nonlinear Dynamics of Helicopter Rotor Flapping Considering Offset, Blade Weight Moment and Frequency of Flapping

فلپينگ تيغه روتور هليكوپتر منجر به تقارن ليفت در روتور هليكوپتر مي شود و تاثير قابل توجهي در پايداري و كنترل دارد. در اين مقاله به مدل سازي فلپينگ هليكوپتر در حضور نيروها و گشتاورهاي آيروديناميكي و بررسي اثر آفست، گشتاور وزن پره، فنر مقاوم در لولا، هندسه پره، اثر فركانس طبيعي و نسبت پيشروي براي دستيابي به رفتار قابل اطميناني از فلپينگ مورد بررسي قرار گرفته است. در شبيه سازي به اثرات زواياي كوچك و بزرگ فلپينگ و نقش آفست در گشتاورهاي وارد شده بر پره و همچنين نقش نسبت پيشروي در گشتاورها پرداخته شده است. مدل هاي مختلف ديناميكي فلپينگ و معادلات براي پرواز هاور و كروز هليكوپتر به طور كامل ارائه مي شود و براي يك مثال عددي همه موارد مهم مورد بررسي قرار مي گيرد. همچنين اثر جريان غيريكنواخت در معادلات فلپينگ پره، تاثير فركانس طبيعي حركت فلپينگ با آفست پره ارائه مي شود. اين مهم منجر به افزايش دقت در مدل سازي پديده فلپينگ در هليكوپتر مي شود. نتايج شبيه سازي نشان دهنده اهميت و ميزان تاثير آفست، گشتاورها و نيروهاي وارد شده بر پره در حركت فلپينگ است كه منجر به افزايش دقت در مدل سازي مي شود.

The helicopter rotor blade flapping results in a helicopter rotor symmetry lift and has a significant impact on stability and control. In this paper, the modeling of helicopter flapping in the presence of aerodynamic forces and moments and the effect of offset, blade torque, hinge resistant spring, blade geometry, natural frequency effect, and forward ratio to achieve reliable relief from flapping was investigated. In the simulation, the effects of small and large flapping angles and the role of offset on the momentum entered on the blade, as well as the role of the forward ratio in moments were investigated. Different models of flapping dynamics and equations for the flight of a hover and cruise helicopter are fully presented and all of the important issues are examined for a numerical example. Also, the effect of non-uniform flow in the flapping equations of the blade is the effect of the natural frequency of the flapping motion with the blade offset. This leads to increasing the accuracy in modeling the phenomenon of flapping on a helicopter. Simulation results show the importance and impact of offsets, moments and forces imposed on the blade in the motion of the flapping, which leads to an increase of accuracy in modeling.