Einfluss des Triebstrangs auf die Schwenkbewegung von Hubschrauberrotoren

Abstract

In Simulationen der Rotordynamik von Hubschraubern wird meist lediglich der Rotor modelliert und eine ungestörte Nabendrehzahl angenommen (Basismodell). Die vorliegende Simulationsstudie hebt diese Annahme auf. Das Strukturmodell wird um den Triebstrang erweitert, um dessen Einfluss auf die Rotordynamik zu untersuchen (Rotor-Triebstrang-System). Der Vergleich der Eigenformen und -frequenzen des Rotor-Triebstrang-Systems mit denen des Basismodells zeigt, wie der Triebstrang die kollektiven Schwenkmoden modifiziert. Dazu werden die Auswirkungen der Triebstrangträgheit und -steifigkeit identifiziert und voneinander abgegrenzt. Die aeromechanische Simulation des Rotor-Triebstrang-Systems offenbart beachtliche Änderungen in den blattzahlharmonischen Amplituden der Schwenklasten gegenüber dem Basismodell. Weil die Eigenfrequenz der durch den Triebstrang modifizierten, zweiten kollektiven Schwenkmode in der Nähe der Blattzahlharmonischen liegt, bestimmt diese Mode den Triebstrangeinfluss auf die Schwenklasten im stationären Flug. Auch die Anwendbarkeit reduzierter Triebstrangmodelle zur Abbildung dieses Einflusses wird untersucht. Schließlich wird gezeigt, dass die Berücksichtigung des Triebstrangs die Korrelation simulierter Schwenklasten mit Messungen aus einem Windkanalversuch verbessert.