CHOOSING OF ROTOR SYSTEM PARAMETERS FOR UAV TRANSPORT HELICOPTER
Abstract
Unmanned aerial vehicles are increasingly used in various fields of human activity. One of the problems that exist while creating of unmanned helicopters is the choice of parameters of the rotor system, which should have a low mass and able to withstand all types of loads. Accordingly, the purpose of the presented work is the development of an effective helicopter rotor system. Within this article, the main objective is to determine the most optimal number of layers in composite material of the main rotor in accordance with the airworthiness standards of the АP-27/29 / CS-LURS. To solve this problem was considered force direction and loads values of the blade and the composite material layers. In the paper composite blade design of experimental helicopter “Shmel” was depicted, and initial data, that was used for calculation, was defined. Main blade parameters with various loading was determined and tabulated. Force distribution scheme on the blade section was depicted. Calculated tension dependence with relative radius of blade section was calculated and depicted. Tensions in separate layers of blade spar was defined. Composite material was analyzed and ratio, which characterize tension and durability of material mutual influence, was determined. Number of layers quantity ratio, which was directed at a certain angle in the pack with the layers total amount was presented. Dependence Tsai-Wu criterion on layers part having nonlinear location for multi-layered blade pack was depicted. With the result, the most optimal correlation of layers number, which directed at a certain angle, was carried out.
Coaxial helicopter, UAV, preliminary design, manual calculation, rotor blade, composite material.
References
2. Миль М.Л. Вертолеты. Расчет и проектирование. Т.2. Колебания и динамическая прочность / М.Л.Миль [и др.]. – М.: Машиностроение, 1967. – 424 с.
3. Авиационные правила часть 27: Нормы лётной годности винтокрылых аппаратов нормальной категории. 2012 г. 171 с.
4. Самсонов И.К. Исследование зависимости прочности стеклопластиковых композиционных материалов на разрыв от типа плетения ткани и количества слоёв. // Инженерная наука и образование. – 2017. - №4; [Электронный ресурс] URL: http://engineering-science.esrae.ru/7-62
5. Миль М.Л. Вертолёты. Расчёт и проектирование. Т.1: Аэродинамика / М.Л. Миль [и др.] – М.: Машиностроение, 1966. – 450 с.
6. Hui Ma. A new dynamic model of rotor–blade systems / Hui Ma. // Journal of Sound and Vibration, Volume 357, 24 November 2015, Pages 168-194.
7. S. Suesse, M. Hajek. Rotor Blade Displacement and Load Estimation with Fiber-Optical Sensors for a Future Health and Usage Monitoring System // Conference: AHS 74th Annual Forum, At Phoenix, AZ, USA. May 2018.
8. Y. Skvortsov (2013): Mechanic of Composite Materials. SGAU, 94p, Samara.
9. E. Basharov, A. Dudchenko (2014): Design of Helicopter Parts from Polymer Composite Materials. MAI, 268 p, Moscow.
10. Кулиш Г.Г. Критерии прочности однонаправленного органопластика при трёхосном напряжённом состоянии. / Кулиш Г.Г., Цветков С.В. // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 2018 г.
11. Углеродные волокна и углекомпозиты. Пер. с англ./ Под ред. Э. Фитцера. – М.: Мир, 1988. – 336 с. ил. ISBN 5-03-000632-Х.
12. Крысин В.Н. Крысин М.В. Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций. – М.: Машиностроение, 1989. – 240 с.: ил. ISBN 5-217-0533-5.
13. Бондалетова Л.И., Бондалетов В.Г. Полимерные композиционные материалы (часть 1): учебное пособие / – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013.
14. Лапицкая Т.В., Лапицкий В.А. Отвердитель Этал-1472 АО «ЭНПЦ ЭПИТАЛ».
URL: http://www.epital.ru/hardeneres/e-1472.html
15. Карабут В.В., Дудник В.В. Оптимизация параметров двухместного вертолёта малой взлётной массы. //Перспектива 2015. //Материалы международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных том IV. – С. 32-36.
16. Бурцев Б.Н., Вагис В.П., Селеменев С.В., Соосный несущий винт вертолета. Конструкция и аэромеханика. // Технический обзор. – Москва: фирма Камов, 2004. – 30 с.
17. Дьяченко Ю.В., Коллеров В.В., Мещеряков А.Н., Технология изготовления лопастей вертолетов. // учебное пособие / – Харьков: Изд-во Харьковского авиационного института, 1992. – 54 с.
18. Беспилотные летательные аппараты // справочное пособие / Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга», 2015. – 616с.
19. Резниченко В.И. Изготовление лопастей вертолетов из неметаллических материалов: учебное пособие / - Москва: Изд-во Московского авиационного института, 1977. – 59с.
20. Карабут В.В., Дудник В.В., Лесняк С.В., Мордовцев А.А., Самсонов И.К. Исследование зависимости прочности стеклопластиковых композиционных материалов на разрыв от типа плетения ткани и количества слоев / ИНЖЕНЕРНАЯ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ. – 2017. – №4 [Электронный ресурс] / ДГТУ. – Ростов н/Д, 2017. – Режим доступа: http://engineering –science.esrae.ru/7 –62.
