Hafif, Ticari Bir Helikopterin Güç İletim Sisteminin Burulma Titreşimlerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, hafif ticari bir helikopterin güç aktarma sisteminin burulma titreşimleri analizi yapılmıştır. Analizler için öncelikle sistemin basitleştirilmiş modeli, toplu parametre yaklaşımı ile ayrık model olarak hazırlanmış ve Lagrange denklemleri yardımıyla hareket denklemi elde edilmiştir. Bu denklemin özdeğerleri MatLab dili ile hazırlanan bir kod vasıtası ile bulunmuştur. Daha gelişmiş ve ayrıntılı başka bir model, Daha gelişmiş ve ayrıntılı başka bir model, dönen sistemlerin dinamiği konularında özelleşmiş ve sayısal yöntemleri kullanan bir program yardımı ile yayılı model olarak hazırlanmış ve sistemin doğal frekansları bulunmuştur. Hazırlanan bu modelde, dişliler arasındaki direngenliğin katı ve esnek olması durumlarına göre sistemin doğal frekansları ve mod biçimleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca sistemde tek yönlü bir kavramanın bulunması nedeni ile bu kavramanın uçuş esnansında çözülmesi veya bağlı olarak çalışması ile oluşan farklı işletme koşullarındaki burulma titreşimleri de incelenmiştir. Sistemin burulma titreşimlerine ait doğal frekanslar, helikopterin farklı uçuş rejimleri ve otorotasyon koşulları dikkate alınarak ve Campbell Diyagramları kullanılarak belirlenmiştir. Bu çalışma ile kritik devir sayılarında hangi burulma titreşimlerinin uyarılmasının beklendiğine yönelik çalışmalar da yapılmıştır. Sistemin burulma titreşim davranışının değiştirilmesi istendiğinde hangi tasarım parametrelerinin daha duyarlı olduğu da bu çalışma kapsamında incelenmiştir.

In this study, torsional vibrations of the power transmission system of a light commercial helicopter are analyzed. As a starting study, by using “lumped parameter” model, the simplified model of the power transmission system is prepared and motion equation is obtained with the help of Lagrange equations. Eigenvalues of this equation are found with a software program written with MatLab. Another model, which is more developed and detailed, is prepared as “distributed parameter to model with a program, that is specialized about dynamics of rotating systems and that uses numerical methods. Hence the natural frequencies of the system are found. In this model, natural frequencies of the system are compared between the rigid and flexible,gear tooth assumptions. In addition, natural frequencies of advanced and simple systems and natural frequencies of coupled and uncoupled systems are compared. Critical natural frequencies are identified using Campbell diagrams. Autorotation, engine run-up and coast down and different flight regimes of the helicopter are considered. Based on the present analysis, design modifications which may effect the torsional response of the system are identified.