تحليل ديناميكي و بررسي ارتعاشات كوپل ملخ گام متغير

Dynamic Analysis and Coupled Vibration of Variable pitch Propeller

ملخ‌هاي گام متغير به دليل استفاده در بالگردهاي پيشرفته، جهت حصول به راندمان بيشتر، پايداري بهتر و دستيابي به ارتفاعات بالاتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد، به همين دليل در اين مقاله به بررسي رفتار اين نوع ملخ‌ها با جابه‌جايي غيرخطي كوپل‌شده سه درجه آزادي پرداخته شده است. بر اين اساس رفتار ملخ گام متغير برحسب تغييرات مركز الاستيك، طول، جرم، سرعت، شعاع ژيراسيون قطبي، سختي‌هاي موجود در سه درجه آزادي و گام بررسي شده است. در مقاله حاضر جهت استخراج فركانس‌هاي طبيعي از روش گالركين استفاده شده و نتايج به‌دست‌آمده با نتايج گزارش‌شده توسط محققان ديگر مورد ارزيابي قرار گرفته است، همچنين نتايج به خوبي گواه بر همگرايي و دقت روش به كار رفته دارد، مشخص شد كه پارامترهاي جرم، طول و سرعت دوراني ملخ بر فركانس‌هاي طبيعي تمامي مودهاي ارتعاشي پره ملخ تاثير دارند، ولي ساير پارامترها به جز زاويه تغيير گام بر فركانس‌هاي مودهاي زوج يا فرد تاثيرگذار است، همچنين در بررسي‌هاي انجام شده بر زاويه تغيير گام مشخص شد كه اين پارامتر در حالت استاتيكي بر فركانس‌هاي طبيعي هيچ‌گونه تاثيري ندارد، ولي در حالت دوران ملخ، بر فركانس‌هاي طبيعي مودهاي ارتعاشي به‌صورت سينوسي يا كسينوسي تاثيرگذار است.

Variable pitch propeller (VPP) is used in advanced helicopters in order to achieve greater efficiency, better stability and attain higher altitudes. This study assesses the behavior of VPP propeller with coupled non-linear displacement in three degrees of freedom. Accordingly, the behavior of this type of propeller with changes of elastic axis distance, length, mass, speed, polar radius of gyration, stiffness in three degrees of freedom, and pitch have been investigated. In this paper, Gallerkin method is used to extract natural frequencies and the results compared with the results reported by other researchers. The results show convergence and accuracy of the used method. In this study, it was found that parameters of mass, length and rotational speed of the propeller have an effect on the natural frequencies, and all modes of vibration. However, other parameters except for the pitch angle effect on the odd or even number of frequency modes. It was also found that the pitch angle in the static mode does not influence on natural frequencies, but in the case of rotation of propeller, affects the natural frequency of vibration modes as sine or cosine form.