Análisis de Cargas Aerodinámicas y Estructurales de un Rotorcraft de Clase de 5 Toneladas en una Maniobra de Tirón Utilizando un Enfoque Acoplado de CFD/CSD
Autores: Hong, Seong Hyun; Kim, Young Jin; Park, Soo Hyung; Jung, Sung Nam; Kim, Ki Ro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de Cargas Aerodinámicas y Estructurales de un Rotorcraft de Clase de 5 Toneladas en una Maniobra de Tirón Utilizando un Enfoque Acoplado de CFD/CSD
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Helicóptero ligero
Rotor
Dinámica de fluidos computacional
Dinámica estructural computacional
Interacción de cuchillas y vórtices
Vuelo de maniobra
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Se investigan las cargas de aire y estructurales de un rotor de helicóptero ligero (LH) de clase de 5 toneladas en una maniobra de ascenso de 2.24 g utilizando un acoplamiento entre los métodos de dinámica estructural computacional (CSD) y dinámica de fluidos computacional (CFD). El rotor LH se caracteriza por un sistema de cinco palas con rodamientos elastoméricos y amortiguadores entre palas. La solución de recorte periódica junto con las cargas de aire delta CFD/CSD convergentes obtenidas en vuelo nivelado estable (relación de avance de 0.287) se utilizan para realizar el análisis de maniobra transitoria CSD. Los ángulos de actitud del vehículo resultantes y los perfiles de velocidad de la aeronave se prescriben luego en el análisis de maniobra CFD cuasi-estático (QS). Se demuestra que el enfoque QS actual proporciona un medio efectivo para el análisis de las cargas de maniobra. Se capturan adecuadamente comportamientos de flujo importantes, como las oscilaciones inducidas por la interacción de vórtices de palas (BVI) y los picos de momento de cabeceo negativo encontrados en el vuelo de maniobra, con el método propuesto. Se examinan las trayectorias de los vórtices o las distribuciones de presión en la superficie para identificar las fuentes de las oscilaciones. Se utiliza un acoplamiento CFD/CSD suelto (LC) para predecir los movimientos elásticos de las palas, los momentos estructurales y las cargas del enlace de cabeceo en la revolución de maniobra especificada del rotor y también para correlacionar estos con las predicciones basadas en CSD transitorias. Se obtiene una correlación razonable. Los resultados de LC muestran oscilaciones 5P (cinco por revolución) más pronunciadas en la respuesta estructural que las de los métodos basados en CSD.
Descripción
Se investigan las cargas de aire y estructurales de un rotor de helicóptero ligero (LH) de clase de 5 toneladas en una maniobra de ascenso de 2.24 g utilizando un acoplamiento entre los métodos de dinámica estructural computacional (CSD) y dinámica de fluidos computacional (CFD). El rotor LH se caracteriza por un sistema de cinco palas con rodamientos elastoméricos y amortiguadores entre palas. La solución de recorte periódica junto con las cargas de aire delta CFD/CSD convergentes obtenidas en vuelo nivelado estable (relación de avance de 0.287) se utilizan para realizar el análisis de maniobra transitoria CSD. Los ángulos de actitud del vehículo resultantes y los perfiles de velocidad de la aeronave se prescriben luego en el análisis de maniobra CFD cuasi-estático (QS). Se demuestra que el enfoque QS actual proporciona un medio efectivo para el análisis de las cargas de maniobra. Se capturan adecuadamente comportamientos de flujo importantes, como las oscilaciones inducidas por la interacción de vórtices de palas (BVI) y los picos de momento de cabeceo negativo encontrados en el vuelo de maniobra, con el método propuesto. Se examinan las trayectorias de los vórtices o las distribuciones de presión en la superficie para identificar las fuentes de las oscilaciones. Se utiliza un acoplamiento CFD/CSD suelto (LC) para predecir los movimientos elásticos de las palas, los momentos estructurales y las cargas del enlace de cabeceo en la revolución de maniobra especificada del rotor y también para correlacionar estos con las predicciones basadas en CSD transitorias. Se obtiene una correlación razonable. Los resultados de LC muestran oscilaciones 5P (cinco por revolución) más pronunciadas en la respuesta estructural que las de los métodos basados en CSD.