Утицај статичких и динамичких оптерећења на појаву иницијалних оштећења композитних лопатица репног ротора хеликоптера

Abstract

Истраживања у оквиру израде ове дисертације била су примарно усмерена на технологију израде лопатица репног ротора хеликоптера од композитних материјала с једне и обезбеђење потребне чврстоће са аспекта замора с друге стране. Истраживања на замени оригиналних металних лопатица, којима је уједно истекао век употребе, са лопатицама од композитних материјала су примарно била усмерена, поред саме технологије израде, и на дефинисање комплетних процедура за обезбеђење потребног века употребе током експлоатације хеликоптера под дејством одговарајућег спектра оптерећења. За ту сврху су развијене прорачунске процедуре као и одговарајући „inhouse“ софтвери. Процена радног века поменутих лопатица репног ротора хеликоптера од композитних материјала проистекла је примарно на бази експерименталних испитивања истих и то како у подручју статичке чврстоће тако и са аспекта замора за меродавни спектар оптерећења. Битан елемент ових истраживања је свакако прецизно дефинисање оптерећења за шта су коришћене CFD нумеричке симулације целог хеликоптера, као и нумеричке симулације напонских стања метал-композитне лопатице репног ротора хеликоптера. Сви ови резултати су верификовани и кроз сопствена земаљска и летна испитивања, што им обезбеђује велику применљивост на другим сложеним конструкцијама у овој важној области како за инжењерску праксу тако и за научна истраживања.

Research in the framework of this doctoral thesis was primarily focused on the technology of the helicopter tail rotor blades made of composite material on one side and securing the necessary strength in terms of fatigue on the other side. Research on the replacement of original metal blades, which is the expired service life, having blades made of composite materials have been primarily focused, next to the technology of production, as the definition of the complete procedures to ensure the required lifetime of the helicopter during the operation under the action of a suitable torque spectrum. For this purpose, here is developed the computation procedure and appropriate "in-house" software. Evaluation of the aforementioned helicopter tail rotor blades made of composite materials stem primarily on the basis of experimental tests of the same both in the static strength and fatigue in terms of authoritative load spectrum. An important element of this research is certainly a precise definition of the loads of what they used CFD numerical simulation of the entire helicopter. All these results are verified through their own ground and flight tests, making them a great applicability in other complex structures in this important area both for engineering practice and scientific research.