ISSN:
1432-0681
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Summary The motion of helicopter rotor blades in high speed flight is very sensitive to disturbing gusts, while the bending loads of the single blades highly increase. Therefore, in building up a controller, at least the flapwise bending distortion of the blades must be considered. A simplified equation of motion with flapwise bending is derived and transformed with the method of eigenfunctions. Thus it is possible to compute the transient response of an elastic rotorblade under the influence of aerodynamic loads with flapwise distortion. For the motion of a rigid rotorblade, in the linearized case being described by a differential equation of 2. order with time-varying coefficients, a suboptimal controller with low authority and bounded control is built up using a quadratic cost function. The controller's efficiency for the nonlinear case of rigid and elastical blades is investigated. Despite very small control angles and vertical gusts of 10 m/s the controller greatly decreases the flapping motion and the bending loads.
Notes:
Übersicht Bei hohen Fluggeschwindigkeiten und entlastetem Rotor ist die Blattbewegung der Rotorblättern bei Schnellhubschraubern sehr böenempfindlich, während die Biegebelastung der einzelnen Blätter stark anwächst. Daher muß bei der Auslegung eines Reglers wenigstens die elastische Verformung des Blattes in Schlagrichtung mit berücksichtigt werden. Es wird eine vereinfachte Bewegungsgleichung für die Schlagbewegung unter Berücksichtigung von Biegung abgeleitet und mit Hilfe der Methode der Eigenfunktionen umgeformt. Damit läßt sich das Einschwingverhalten eines elastischen Rotorblattes mit Beeinflussung der Luftkräfte durch die Biegeverformungen berechnen. Für ein Differentialgleichungssystem 2. Ordnung mit zeitvariablen Koeffizienten, ein derartiger Gleichungstyp beschreibt auch die Bewegung eines starren Blattes im linearisierten Fall, wird ein suboptimaler Regler mit niedriger Autorität bestimmt. Als Funktional dient das quadratische Kriterium bei beschränkter Steuerung. Die Wirkung dieses Reglers im nichtlinearen Fall des starren und elastischen Blattes wird untersucht. Dabei bewirkt der Regler bei Vertikalböen von 10 m/s trotz sehr kleiner Steuerwinkel eine starke Reduzierung der Schlagbewegung und der Biegebelastung.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00533973
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