Helikopter ana rotor göbeğinin maksimum uçuş yükleri altında sonlu elemanlar analizi

Abstract

Sabit veya döner kanatlar, hava araçlarında kaldırma kuvveti sağlar. Hava araçları kaldırma sağlamak için döner kanatlar kullandığında “pervane kanatlı, rotorlu uçak” adı verilir ve bu sistem helikopterlerde, otojirde ve cayrodin’de görülebilir. Bu çalışmanın konusu olan helikopterler çoğunlukla arama kurtarma, ulaşım ve askeri amaçlarla kullanılmaktadır. Bu amaçları yerine getirmek için helikopterlerin tasarım sürecinde rotor parçaları tandem rotorlar, koaksiyel(eş-eksenli) rotorlar gibi çeşitli şekillerde tasarlanmalıdırlar. Genellikle helikopterlerin bir veya iki rotoru vardır ve bu iki rotorlu system esas olarak ana rotor ve kuyruk rotorundan oluşur. Ana rotor sistemi ayrıca yarırijit rotor, rijit rotor ve tam mafsallı olarak sınıflandırılabilir. Tamamen mafsallı ana rotor sistemi, helikopterin her palinin ana rotor göbeğine menteşe/menteşelerle bağlayan ve her palin birbirinden bağımsız olarak çırpınmasına, ilerleme-gerilemesine ve hatve değişimine izin verir. Temel olarak tamamen mafsallı ana rotor sistemi, paller, ana rotor göbeği, elastomer yataklar, pal bağlantı kolları, hatve değişim kolları, ve eğilebilen plakadan oluşmaktadır. Bu çalışmada titanyum/çelik alaşımları ve kompozit malzeme kullanılarak tam mafsallı ana rotor göbeğinin mekanik dayanımı araştırmak için tasarlanmış ve ana rotor göbeğinin kritik bölgeleri tartışılmıştır. Bu bir ağırlık azaltma probleminin bir sonucudur. Bu amaçla maksimum uçuş yükleri altında gerilimenin kritik olduğu bölgeleri bulmak için sonlu eleman paket programı “ABAQUS” kullanılarak analizler yapılmış ve uçuş sırasında oluşan yüklerin maksimum değerleri statik analiz de sisteme uygulanarak ağırlık ve dayanım açısından en iyi tasarıma ulaşılmıştır.