Dissertação

{en_GB= Helicopter blade twist optimization in forward flight} {} EVALUATED

{pt=O incremento da eficiência do helicóptero é um aspecto fundamental a ter em consideração no desenvolvimento inicial do helicóptero. Este ponto pode ser conseguido de várias maneiras. Em relação à potência consumida há certos aspectos ligados à aerodinâmica do rotor que precisam de ser tomados em conta, em especial a potência induzida aquela que é necessária fornecer ao rotor para este gerar a propulsão. É possível minimizar esta potência uniformizando a velocidade induzida ao longo da pá para todas as posições azimutais. Nesta tese é explorada a ideia de modificar a torção na pá para cada condição de voo de maneira a minimizar a potência induzida. São considerados as seguintes hipóteses: uma secção com torção linear, uma secção com torção quadrática, duas secções com torções lineares, e três secções com torções lineares. Por outro lado esta tese tem também como objectivo determinar quais os conceitos apresentam uma boa oportunidade para a aplicação de uma controlo activo da torção da pá. As simulações foram realizadas tendo como base o Sikorsky UH-60A Black Hawk, para o qual todos os parâmetros do rotor estão disponíveis., en=Improving the efficiency of the helicopter is one of the main objective in helicopter design. Several ways are already taken in account to achieve this purpose. In relation to the power consumption there are some aspects connected with the aerodynamic of the main rotor, specially the induced power, the power used to generate the thrust needed to fly. It’s possible to minimize this power trying to uniform the inflow along the blade for all the azimutal positions. In this thesis the idea is to modify the blade twist in each flight conditions to obtain the minimum induced power. The twist distribution concepts considered are one segment linear twist, quadratic twist, two linear twist segments with different divisions of the blade in inner and outer parts and a three linear twist segments with different airfoils. This thesis has the purpose to understand which concepts represent good opportunity for active twist control implementations. With the results of the simulations a simple active twist control concept is developed. An objective is to understand which piezoelectric actuators work better for this purpose, where they have to be placed and how they have to be actuated. All the simulations are done on the Sikorsky UH-60A Black Hawk where all the main rotor parameters are available.}
{pt=Controlo activo da torção, redução da potência induzida, estruturas adaptativas, optimização do rotor principal, actuadores piezoelétricos, materiais compósitos em fibras., en=Active Twist Control, Induced power reduction, morphing, main rotor optimization, piezoelectric actuators, macro fibers composite materials.}

novembro 11, 2016, 8:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Filipe Szolnoky Ramos Pinto Cunha

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar