Polimer Esaslı Helikopter Rotor Palası İmalatı Ve Mekanik Özelliklerinin Tespiti

Abstract

Gelişmiş helikopter rotor palaları genellikle kompozit malzemelerden üretilmektedirler ve yapılarında çeşitli hasarlara neden olabilecek yüksek derecede dinamik ve kararsız aerodinamik çevresel yüklerde çalışmaktadır. Bu yükleme şartlarına tekrarlı olarak maruz kalınması kompozit rotor pala yüzey kaplamalarında delaminasyon, çatlak vb. hasarlara neden olabilir. Bu tezin amacı, farklı kompozit rotor pala malzemelerinin, tasarımlarının ve imalat yöntemlerinin araştırılması ve döner kanat yüzey kaplamalarında yaygın olarak kullanılan [(0/±45/90)2]f yönlenmesinde dokunmuş karbon elyaf ve [(±45)8]f yönlenmesinde dokunmuş cam elyaf takviyeli epoksi matrisli kompozit levhaların çekme ve eğme yükleri altındaki davranışlarının incelenmesidir. Yüzey kaplama malzemesinin çekme ve eğmedeki mekanik özellikleri ASTM standartlarına uygun deneylerle elde edilmiştir. Sonuçlar, yüzey kaplama malzemesi olarak rijitlik, dayanım ve ağırlık bakımından karbon elyaflı dokuma malzemesinden seçilmesinin daha uygun olacağını göstermiştir. Ancak cam elyafa kıyasla çok daha gevrek yapıdaki karbon elyaf kompozit delaminasyon hasarına karşı çok daha duyarlı olduğundan imalat veya kullanımda çok daha titiz ve sıkı kontrol altında tutulmalıdır.

Advanced helicopter rotor blades are generally made of composite materials. The helicopter rotor blades operate in a highly dynamic and unsteady aerodynamic environment leading to severe damage. Repeated exposure to severe repetitive loading conditions can induce damage such as delamination, cracking etc. on composite rotor blade skin. The objectives of this thesis are to investigate various composite rotor blade materials, designs and manufacturing methods and to determine the in-plane tensile and flexural properties of [(0/±45/90)2]f and [(±45)8]f woven carbon and glass fiber-epoxy matrix composites under tension and bending loads. Tension and flexural mechanical properties of the skin material were determined experimentally using the ASTM standards. The results showed that carbon woven fiber epoxy skin is more preferable due to its rigidity, strength and low density. However, with a significantly more brittle structure, the carbon fiber epoxy laminate is more sensitive to delamination, and thus tighter control measure are necessary during both manufacturing and operation.