بررسی ارتعاشات غیرخطی کوپل پره‌ الاستیک روتور بالگرد و تحلیل فرکانس های فلاتر

Abstract

ناپایداری آیروالاستیکی در پره ها از مهمترین عوامل و منابع ناپایداری در روتور بالگردها محسوب می شوند که از جمله این ناپایداری ها، فلاتر می باشد. در این مقاله به منظور بررسی فلاتر پره و ارتباط آن با پارامترهای سازه ای روتور، معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی کوپل حاکم بر پره‌ الاستیک دوار روتور بالگرد با فرض تیر اویلر- برنولی تحت اثر نیروهای آیرودینامیکی در حالت ‌هاور با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده و با اعمال روش گالرکین به معادلات دیفرانسیل غیرخطی معمولی تبدیل می شوند و سپس معادلات بدست آمده برای مقادیر اغتشاشی کوچک حول شرایط حالت دائم خطی می گردند. اثر کوپل ژیروسکوپی بررسی گردیده و با فرض پاسخ هارمونیک، فرکانس های طبیعی پره در سه محور حرکتی محاسبه شده و ارتباط فرکانس طبیعی و فرکانس فلاتر پره با پارامترهای سازه ای و آیرودینامیکی نشان داده می شود. با استفاده از شبیه سازی عددی، نتایج برای دو نوع پره نرم و سفت با مشخصات معین برحسب پارامترهای مختلف از جمله زاویه پیچش پره، زاویه پیش‌مخروطی و سرعت چرخش روتور برای شکل مود اول ترسیم و اثر هر کدام از پارامترهای مذکور بر روی فرکانس فلاتر و نیز ناحیه پایداری پره مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. نشان داده می شود با افزایش صلبیت پره، فرکانس فلاتر افزایش یافته و سیستم پایدار خواهد بود.