مدل‌سازی ریاضی و بررسی تاثیر مساحت دم افقی بر وضعیت پایداری بالگرد یک روتور اصلی در پرواز کروز

در این مقاله تاثیر ابعاد دم افقی بر بهبود پاسخ‌های دینامیکی، خواص پایداری و میزان ارتقاء کیفیت و خوش‌دستی پرواز بالگردهای یک روتور اصلی در پرواز کروز بررسی می‌شود. این فرایند شامل استخراج مدل دینامیک غیرخطی شش درجه آزادی بر اساس روابط آیرودینامیک خطی و با فرض خطی بودن سرعت القایی روتور و دو درجه آزادی فلپینگ و فدرینگ برای بالگرد متشکل از یک روتور اصلی، روتور دم، دم افقی و عمودی، بدنه و سامانه پیشرانش است. استخراج مشتقات پایداری و کنترل بالگرد در شرایط تریم و بررسی تاثیر تغییر مساحت دم افقی بر پایداری بالگرد در پرواز کروز بیانگر روند مطالعات در مقاله حاضر است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که افزایش مساحت دم افقی بالگرد تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر شرایط تریم بالگرد مورد تحقیق ندارد، و نیازی به محاسبه شرایط تریم برای مقادیر مختلف مساحت دم افقی نیست. همچنین نتایج نشان می‌دهد که تغییر سایز دم افقی باعث بهبود پایداری طولی می‌شود، و با افزایش مساحت دم افقی تا سه برابر مقدار اولیه، قطب‌های سیستم حلقه باز به ناحیه پایدار منتقل می‌شود و الزامات استاندارد (ads-33e) برای پرواز در سطح یک پروازی که فراجهش کمتر از 30 درصد و زمان نشست کمتر از 5 ثانیه را اجابت می‌کند.

Mathematical modeling and investigating the effect of the area of the horizontal stabilizer on the stability of a singlemainrotor helicopter in forward flight

This paper investigates the effect of the area of the horizontal stabilizer of a singlemainrotor helicopter on its dynamic responses, stability properties, and flight handling quality during forward flights. Taking linear aerodynamical relations into account, and assuming a linear induced velocity for the rotor and two degrees of freedom of flapping and feathering for each blade, we have derived the six degrees of freedom nonlinear dynamical model of the helicopter consisting of a main rotor, tail rotor, horizontal stabilizer, vertical stabilizer, fuselage, and the thrust system. The paper covers our findings on the stability derivatives, the effect of the area of the horizontal stabilizer on the forwardflight stability of the helicopter. The results indicate that the trim flight conditions do not considerably change when the horizontal stabilizer area increases. Moreover, increasing the area of the horizontal stabilizer threefold has been found to improve the longitudinal stability of the helicopter—the poles of the openloop system are transferred to the stability region. However, such stability is accompanied by a favorable overshoot and the settling time required for flight at level 1(ADS33E); (overshoot less than 30% and the settling time less than 5 seconds.)