МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА С УПРАВЛЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ

Аношкин, А.Н.; Писарев, П.В.; Нуреева, Е.Г.; Баяндин, С.Р.

doi:10.15593/perm.mech/2024.3.01

МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА С УПРАВЛЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ

А.Н. Аношкин, П.В. Писарев, Е.Г. Нуреева, С.Р. Баяндин

Сведения об авторах

А.Н. Аношкин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
П.В. Писарев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
Е.Г. Нуреева
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
С.Р. Баяндин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация

https://doi.org/10.15593/perm.mech/2024.3.01

Во время полета лопасти несущего винта вертолета создают существенные колеба- ния и шум в силу изменения действующих на них аэродинамических нагрузок при измене- нии их азимутального угла. Для снижения возникающих вибраций и шума используют раз- личные методы. Например, с появлением активных материалов была предложена концеп- ция несущего винта с активным закручиванием. Актуаторы, интегрированные в обшивку лопасти несущего винта, создают динамическое закручивание и искривленность лопасти, приспособленные в любой момент времени к условиям полета, существенно уменьшаю- щие колебания и шум, а также улучшающие летные характеристики. Настоящая работа посвящена многопараметрической оптимизации конструкции лопасти несущего винта вертолета с управляемой геометрией. Сформулирована постановка задачи многопараметрической оптимизации композитной конструкции на основе термопьезоэлек- трической аналогии. Выбрана целевая функция. Определены основные варьируемые пара- метры конструкции лопасти и сформулированы ограничения для выбранных параметров. Разработана методика проектирования конструкции лопасти с управляемой геометрией, которая включает в себя три программных блока. Первый блок – математическая модель. Второй блок – построение матрицы планирования эксперимента. Третий блок – получение поверхностного отклика и поиск экстремума. Определены оптимальные параметры активных (управляющих) и силовых элементов конструкции лопасти с управляемой геометрией. Полученное решение оптимизационной задачи сравнивалось с результатами прямого численного моделирования. При проведении прямого численного моделирования рассчиты- тывались управляемые деформации исследуемой лопасти при различных значениях управляющего электрического напряжения, задача решалась в связанной трехмерной постановке с использованием полученных геометрических параметров. Результаты настоящего исследования могут быть применимы при проектировании конструкций с управляемой геометрией.

Ключевые слова

многопараметрическая оптимизациякомпозиционные материалыуправляемая геометриялопастьтермопьезоэлектрическая аналогияцелевая функцияпараметры оптимизацииограниченияпланирование экспериментаметодикаоптимальное проектирование

Multiparametric Optimization of the Rotor Blade Design of a Helicopter with Controlled Geometry

In flight, a helicopter’s rotor blades create significant fluctuations and noise due to changes in the aerodynamic loads acting on them when their azimuth angle changes. Various methods are used to reduce the resulting vibrations and noise. For example, with the advent of active materials, the concept of a rotor with an active twisting was proposed. The actuators integrated into the main rotor blade skin initiate dynamic twisting and curvature of the blade, adapted at any time to flight conditions and signifi- cantly reducing vibrations and noise, as well as improving flight characteristics. This work aims at the multiparametric optimization of the blade design with controlled geometry. The problem of the multiparametric optimization of a composite structure based on thermo- piezoelectric analogy is formulated. The target function is selected. The optimization parameters of the blade design are determined and constraints for the selected parameters are formulated. A design method of the blade structure with controlled geometry has been developed, which includes three program blocks. The first block is a mathematical model. The second block is the construction of the matrix of planning experiments. The third block is to obtain a surface re- sponse and search for an extremum. The optimal parameters of the active (control) and power elements of the blade design with controlled geometry are determined. The obtained solution of the optimization problem was compared with the results of the di- rect numerical simulation. When conducting the direct numerical simulation, controlled defor- mations of the blade under study were calculated at different values of the control electric volt- age, the problem was solved in a related formulation using the obtained geometric parameters. Thus, the results of this study can be applied in the design of structures with controlled geometry.

Keywords

multiparametric optimizationcomposite materialscontrolled geometrybladethermo-piezoelectric analogyobjective functionoptimization parametersconstraintsexperiment planningmethodologyoptimal design

Литература

1.Косушкин, К.Г. Анализ махового движения лопастей соосного несущего винта / К.Г. Косушкин, Б.С. Крицкий, Р.М. Миргазов // Материалы XXXIII научно-технической кон- ференции по аэродинамике: тезисы, Жуковский, 15–16 декаб- ря 2022 года. – Жуковский: Центральный аэрогидродинамиче- ский институт имени профессора Н.Е. Жуковского, 2022. – С. 71–72. Scholar
2.Вершков, В.А. Численное исследование аэродинамиче- ских характеристик шарнирного винта вертолёта в сравнении с экспериментом / В.А. Вершков, Б.С. Крицкий, Р.М. Мирга- зов // Материалы XXXII научно-технической конференции по аэродинамике, Жуковский, 28–29 октября 2021 года. – Жуков- ский: Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского, 2021. – С. 41–42. Scholar
3.Говердовский, В.Н. Состояние и методы повышения качества виброзащиты вертолета / В.Н. Говердовский, А.В. Зо- бов // Современные технологии. Системный анализ. Модели- рование. – 2009. – № 4(24). – С. 191–196. Scholar
4.Хвощев, С.О. Проблема виброизоляции. Способы ре- шения проблемы виброизоляции / С.О. Хвощев, Г.М. Макарь- Scholar
5.Shin, S.J. Design and simulation of integral twist control for helicopter vibration reduction / S.J. Shin, E.S. C. Cesnik, S.R. Hall // Int. J. Control Autom. Syst. – 2007 – Vol. 5, no. 1 – P. 24–34. Scholar
6.Bistable morphing composite structures: A review / Z. Zhang, Y. Li, X. Yu, X. Li, H. Wu, S. Jiang, G. Chai // Thin- Walled Structures. – 2019. – Vol. 142. – P. 74–97. Scholar
7.Electrically-latched compliant jumping mechanism based on a dielectric elastomer actuator / M. Duduta, F.C.J. Berlinger, R. Nagpal, D.R. Clarke, R.J. Wood, F. Zeynep Temel // Smart Ma- terials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 31–38. Scholar
8.Power-efficient piezoelectric fatigue measurement using long-range wireless sensor networks / D. Rodenas-Herraiz, X. Xu, P. Fidler, K. Soga // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 1–17. Scholar
9.Water droplet impact energy harvesting with P(VDF- TrFE)piezoelectric cantilevers on stainless steel substrates / S.C.J. Jellard, S.H. Pu, S. Chen, K. Yao, N.M. White // Smart Ma- terials and Structures. 2019. – Vol. 28. – P. 21–30. Scholar
10.Крицкий, Б.С. Исследование влияния индивидуаль- ного управления по высоким гармоникам на виброперегрузки, вызванные силой тяги несущего винта вертолета / Б.С. Криц- кий, Р.М.Миргазов, В.Ч. Лэ // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. – 2016. – Т. 19, № 6. – С. 68–76. Scholar
11.Определение аэродинамических характеристик оди- ночной лопасти несущего винта в пакетах FLOEFD, ANSYS FLUENT И RC-VTOL / Б.С. Крицкий, М.С. Махнев, Р.М. Мир- газов, П.Н. Субботина, Т.В. Требунских // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. – 2016. – № 223(1). – С. 77–83. Scholar
12.Kessler, C. Active rotor control for helicopters: individ- al blade control and swashplateless rotor designs / C. Kessler // CEAS Aeronautical Journal. – 2011. – Vol. 1. – P. 23–54. Scholar
13.Sensitivity analysis of piezo-driven stepped cantilever beams for simultaneous viscosity and density measurement / C. Zhang, S.H. Siegel, S. Yenganti, H. Zhang // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 6–72. Scholar
14.Deraman, A.S. Analysis of Rectangular Flexible Hori- zontal Piezoelectric Cantilever Beam Base on ANSYS / A.S. De- raman, R. Niirmel, M.R. Mohamad // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 917. Scholar
15.Wang, X. Optimal Control of Pretwisted Rotating Thin- Walled Beams via Piezoelectrically Induced Couplings / X. Wang, P. Xia, P. Masarati // AIAA Journal. – 2019. – Vol. 1–17. Scholar
16.Application of piezoelectric fiber composite actuator to aircraft wing for aerodynamic performance improvement / M. Li, J.X. Yuan, D.Guan, W.M. Chen // Science China Technological Sciences. – 2011. – Vol. 54, № 2. – P. 395–402. Scholar
17.Юрлова, Н.А. Численный анализ вынужденных уста- новившихся колебаний электровязкоупругой системы при сов- местном воздействии механических и электрических нагрузок / Н.А. Юрлова, Д.А. Ошмарин, Н.В. Севодина // Вестник Перм- ского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2022. – № 4. – С. 67–79. Scholar
18.Matveenko, V.P. An application of graphene composites for additional damping of vibrations of smart structures based on piezo- electric elements / V.P. Matveenko, D.A. Oshmarin, N.A. Iurlova // Ad- vanced Structured Materials. – 2022. – Vol. 156. – P. 137–146. Scholar
19.Electroelastic modeling of thin-laminated composite plates with surface-bonded piezo-patches using Rayleigh–Ritz method / M.M. Gozum, A. Aghakhani, G. Serhat, I. Basdogan // Journal of Intelligent Material Systems and Structures. – 2018. – Vol. 29(10). – P. 2192–2205. Scholar
20.Dynamic and static modelling of piezoelectric composite structures using a thermal analogy with MSC/NASTRAN / F. Cote, P. Masson N., Mrad, V. Cotoni // Composite Structures – 2004. – Vol. 65. – P. 471–484. Scholar
21.Dong, X.-J. Dynamic analysis of structures with piezo- electric actuators based on thermal analogy method / X.-J. Dong, G. Meng // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2006. – Vol. 27. – P. 841–844. Scholar
22.Staworko, M. Modeling and simulation of piezoelectric elements – comparison of available methods and tools / M. Sta- worko, T. Uhl // Mechanics. – 2008. – Vol. 27. – P. 161–171. Scholar
23.Yoon, H. Kirchhoff plate theory-based electromechani- cally-coupled analytical model considering inertia and stiffness effects of a surface-bonded piezoelectric patch / H. Yoon, B.D. Youn, H.S. Kim // Smart Materials and Structures. – 2016. – Vol. 25(2), art. № 025017. Scholar
24.Cao, D. Modeling and power performance improvement of a piezoelectric energy harvester for low-frequency vibration environments / D. Cao, Y. Gao, W. Hu // Acta Mechanica Sinica. – 2019. – Vol. – 35(4). – P. 894–911. Scholar
25.Kuang, Y. Evaluation and validation of equivalent prop- erties of macro fibre composites for piezoelectric transducer mod- elling / Y. Kuang, M. Zhu // Composites Part B: Engineering. – 2019. – Vol. 158. – P. 189–197. Scholar
26.Primary and secondary pyroelectric effects in macro- fiber composites / K.L. Acosta, S. Srivastava, W.K. Wilkie, D.J. Inman // Composites Part B: Engineering. – 2019. – Vol. 177. – Art. № 107275. Scholar
27.Baghace, M. Modeling, analysis, and control of MFC sandwiched laminate panel flutter with general layups and arbi- trary boundary conditions / M. Baghace, A. Farrokhabadi, R.-A. Jafari-Talookolaei // Composite Structures. – 2019. – Vol. 223. – Art. № 110940. Scholar
28.Pan'kov, A.A. Numerical model of optical fiber piezo- electric feedback detector used for aviation composite constructions elements' geometry control / A.A. Pan'kov, P.V. Pisarev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 510. – Art. № 012029. Scholar
29.Active vibration damping of composite structures using a nonlinear fuzzy controller / H. Nasser, E.-H. Kiefer-Kamal, H. Hu, S. Belouettar, E. Barkanov // Composite Structures. – 2012. – Vol. 94. – P. 1385-1390. Scholar
30.Матвеенко, В.П. Использование электропроводящих композиционных материалов для дополнительного демпфиро- вания смарт-систем на основе пьезоэлементов / В.П. Матвеен- ко, Д.А. Ошмарин, Н.А. Юрлова // Прикладная механика и техническая физика. – 2021. – Т. 62, № 5(369). – С. 45–57. Scholar
31.Bortnikov, A.D. Experimental study on active damping of compressor blade forced vibrations using piezoelements / A.D. Bortnikov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engi- neering. – 2019. – Vol. 489. – Art. № 012035. Scholar
32.JAXA-ONERA-DLR cooperation: results from rotor op- timization in hover / G. Wilke, J. Bailly, K. Kimura, Y. Tanabe // CEAS Aeronautical Journal. – 2022. – Vol. 13. – P. 313–333. Scholar
33.Selection of the optimal airfoil for the small-sized un- manned helicopter main rotor blade / K.S. Vasil’chenko, S.V. Rez- nik, N.L. Aung, A.R. Gareev // Russian Aeronautics. – 2022. – Vol. 65, no. 3. – P. 524–532. Scholar
34.Structural and mechanism design of an active trailing- edge flap blade / J.H. Lee, B. Natarajan, W.J. Eun, S.R. Viswa- murthy, J.-S. Park, T. Kim, S.J. Shin // Journal of Mechanical Sci- ence and Technology. – 2013. – Vol. 27. – P. 2605–2617. Scholar
35.Design, optimization, testing, verification, and validation of the wingtip active trailing edge / A. Wildschek, S. Storm, M. Herring, D. Drezga, V. Korian, O. Roock // Smart Intelligent Air- craft Structures (SARISTU). – 2015. – P. 219–255. Scholar
36.Haucke, F. Combined active separation control on the leading edge and on the trailing edge flap of a slatless high-lift con- figuration / F. Haucke, M. Bauer, W. Nitsche // New Results in Nu- merical and Experimental Fluid Mechanics X. – 2016. – P. 215–225. Scholar
37.Experimental investigation of an active twist model rotor blade under centrifugal loads / P. Wierach, J. Riemenschneider, S. Opitz, F. Hoffmann // Wiedemann, M. Adaptive, tolerant and efficient compo- site structures / M. Wiedemann, M. Sinapius. – 2012. – P. 391–407. Scholar
38.Optimized comparative analysis of an active twist for helicopter rotor blades with C- and D-spar designs / E. Barkanov, A. Kovalov, P. Wierach, J. Riemenschneider // Mechanics of Com- posite Materials. – 2018. – Vol. 54. – P. 553–566. Scholar
39.Hoffmann, F. Structural modeling and validation of an active twist model rotor blade / F. Hoffmann, R. Keimer, J. Rie- menschneider // CEAS Aeronautical Journal. – 2016. – Vol. 7. – P. 43–55. Scholar
40.Barkanov, E. Optimal design of the active twist for heli- copter rotor blades with C-spar / E. Barkanov, S. Gluhih, A. Ko- valov // Mechanics of Advanced Materials and Structures. – 2008. – Vol. 15. – P. 325–334. Scholar
41.SmartMaterial [Электронный pecypc]. – URL: https://www.smart-material.com/media/Datashoets/SMARTChar- gelInstructionsV1%202.pdf (дата обращения: 15.06.2023). Scholar
42.Numerical calculation of the SMART-construction tor- sion angle depending on the MFC PZT fibers polarization angle / A.N. Anoshkin, P.V. Pisarev, E. Barkanov, V.A. Ashihmin // AIP Conference Proceedings. – 2019. – Vol. 2188(1). – Art. №. 040006. Scholar
43.Numerical calculation of composite structures equipped with flexible piezoactuators stress-strain state / A.N. Anoshkin, P.V. Pisarev, S.R. Bayandin, E.G. Kungurtseva // AIP Conference Proceedings: 28TH Russian Conference on Mathematical Modelling in Natural Sciences. – 2020. – Vol. 2216(1). – Art. №. 040013. Scholar

1.Kosushkin K. G., Krickij B. S., Mirgazov R. M. Analiz mahovogo dvizhenija lopastej soosnogo nesushhego vinta // Mate- rialy XXXIII nauchno-tehnicheskoj konferencii po ajerodinamike : Tezisy, Zhukovskij, 15–16 dekabrja 2022 goda. – Zhukovskij: Central'nyj ajerogidrodinamicheskij institut imeni professora N.E. Zhukovskogo, 2022. – S. 71-72. Scholar
2.Vershkov V. A., Krickij B. S., Mirgazov R. M. Chislennoe is- sledovanie ajerodinamicheskih harakteristik sharnimogo vinta ver- toljota v sravnenii s jeksperimentom // Materialy XXXII nauchno- tehnicheskoj konferencii po ajerodinamike, Zhukovskij, 28–29 ok- tjatbrja 2021 goda. – Zhukovskij: Central'nyj ajerogidrodinamicheskij institut im. professora N.E. Zhukovskogo, 2021. – S. 41-42. Scholar
3.Goverdovskij V. N., Zobov A. V. Sostoyanie i metody pov- syheniya kachestva vibrozashchity vertoleta // Sovremennye tekhnolo- gii. Sistemnyj analiz. Modelirovanie. – 2009. – № 4(24). – S. 191-196. Scholar
4.Hvoshchev S. O., Makar'yanc G. M. Problema vibroizoly- acii. Sposoby resheniya problemy vibroizolyacii // Voprosy ustoj- chivogo razvitiya obshchestva. – 2022. – № 8. – S. 1075-1087. Scholar
5.Shin S. J., Cesnik C. E. S., Hall S. R. Design and simula- tion of integral twist control for helicopter vibration reduction // Int. J. Control Autom. Syst. – 2007 – Vol.5, No. 1. – P. 24–34. Scholar
6.Zhang Z., Li Y., Yu X., Li X., Wu H., Jiang S., Chai G. Bi- stable morphing composite structures: A review // Thin-Walled Structures. – 2019. – Vol. 142. – P. 74-97. Scholar
7.Duduta M., Berlinger F. C. J., Nagpal R., Clarke D. R., Wood R. J., Zeynep Temel F. Electrically-latched compliant jump- ing mechanism based on a dielectric elastomer actuator // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 31-38. Scholar
8.Rodenas-Herraiz D., Xu X., Fidler P., Soga K. Power- efficient piezoelectric fatigue measurement using long-range wire- less sensor networks // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 1-17. Scholar
9.Jellard S. C. J., Pu S. H., Chen S., Yao K., White N. M. Water droplet impact energy harvesting with P(VDF- TrFE)piezoelectric cantilevers on stainless steel substrates // Smart Materials and Structures. 2019. – Vol. 28. – P. 21-30. Scholar
10.Krickij B. S, Mirgazov R. M., Lje V. Ch. Issledovanie vlijanija individual'nogo upravlenija po vysokim garnomikan ma vi- broperegruzki, vyzvannye siloj tigaj nesushhego vinta vertoleta // Nauchnyj vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta grazhdanskoj aviacii. – 2016. – T. 19, № 6. – S. 68-76. Scholar
11.Krickij B.S., Mahnev M.S., Mirgazov R.M., Subbotina P.N., Trebunskih T.V. Opredelenie ajerodinamicheskih harakteristik odinochnoj lopasti nesushhego vinta v paketah FLOEFD, ANSYS FLUENT I RC-VTOL // Nauchnyj vestnik Moskovskogo gosudar- stvennogo tehnicheskogo universiteta grazhdanskoj aviacii. – 2016. – № 223(1). – S. 77-83. Scholar
12.Kessler, C. Active rotor control for helicopters: individu- al blade control and swashplateless rotor designs // CEAS Aero- nautical Journal. – 2011. – Vol. 1. – P. 23–54. Scholar
13.Zhang C., Siegel S. H., Yengunti S., Zhang H. Sensitiv- ity analysis of piezo-driven stepped cantilever beams for simulta- neous viscosity and density measurement // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 6-72. Scholar
14.Deraman A. S., Niirmel R., Mohamad M. R. Analysis of Rectangular Flexible Horizontal Piezoelectric Cantilever Beam Base on ANSYS // IOP Conf. Series: Materials Science and Engi- neering. – 2020. – Vol. 917. Scholar
15.Wang X., Xia P., Masarati P. Optimal Control of Pretwisted Rotating Thin-Walled Beams via Piezoelectrically In- duced Couplings // AIAA Journal. – 2019. – Vol. 1–17. Scholar
16.Li M., Yuan J. X, Guan D., Chen W. M. Application of piezoelectric fiber composite actuator to aircraft wing for aerody- namic performance improvement // Science China Technological Sciences. – 2011. – Vol.54. № 2. – p. 395-402. Scholar
17.Jurlova N. A., Oshmarin D. A., Sevodina N. V. Chislen- nyj analiz vynuzhdennyh ustanovivshihsja kolebanij jel- ektrovjazkouprugoj sistemy pri sovmestnom vozdejstvii me- hanicheskih i jelektricheskih nagruzok // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universiteta. Mehanika. – 2022. – № 4. – S. 67-79. Scholar
18.Matveenko V. P. Oshmarin D. A., Iurlova N. A. An Ap- plication of Graphene Composites for Additional Damping of Vi- brations of Smart Structures Based on Piezoelectric Elements // Advanced Structured Materials. – 2022. – Vol. 156. – P. 137-146. Scholar
19.Gozum M. M., Aghakhani A., Serhat G., Basdogan I. Electroelastic modeling of thin-laminated composite plates with surface-bonded piezo-patches using Rayleigh–Ritz method // Jour- nal of Intelligent Material Systems and Structures. – 2018. – Vol. 29(10). – P. 2192–2205. Scholar
20.Cote F., Masson P., Mrad N., Cotoni V. Dynamic and static modelling of piezoelectric composite structures using a thermal analogy with MSC/NASTRAN // Composite Structures – 2004. – Vol. 65. – P.471-484. Scholar
21.Dong X.-J., Meng G. Dynamic analysis of structures with piezoelectric actuators based on thermal analogy method // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2006. – Vol. 27. – P.841-844. Scholar
22.Staworko M., Uhl T. Modeling and simulation of piezoelectric elements – comparison of available methods and tools // Mechanics. – 2008. – Vol. 27. – P. 161-171. Scholar
23.Yoon H., Youn B. D., Kim H. S. Kirchhoff plate theory- based electromechanically-coupled analytical model considering inertia and stiffness effects of a surface-bonded piezoelectric patch // Smart Materials and Structures. – 2016. – Vol. 25(2). – art. № 025017. Scholar
24.Cao D., Gao Y., Hu W. Modeling and power performance improvement of a piezoelectric energy harvester for low-frequency vibration environments // Acta Mechanica Sinica. – 2019. – Vol. – 35(4). – P. 894-911. Scholar
25.Kuang Y., Zhu M. Evaluation and validation of equivalent properties of macro fibre composites for piezoelectric transducer modelling // Composites Part B: Engineering. – 2019. – Vol. 158. – P. 189-197. Scholar
26.Acosta K. L., Srivastava S., Wilkie W. K., Inman D. J. Primary Primary and secondary pyroelectric effects in macro-fiber composites // Composites Part B: Engineering. – 2019. – Vol. 177. – art. № 107275. Scholar
27.Baghace M., Farrokhabadi A., Jafari-Talookolaei R.-A. Modeling, analysis, and control of MFC sandwiched laminate panel flutter with general layups and arbitrary boundary conditions // Composite Structures. – 2019. – Vol. 223. – art. № 110940. Scholar
28.Pan'kov A. A., Pisarev P. V. Numerical model of optical fiber piezoelectric feedback detector used for aviation composite constructions elements' geometry control // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 510. – art. № 012029. Scholar
29.Nasser H., Kiefer-Kamal E.-H., Hu H., Belouettar S., Barkanov E. Active vibration damping of composite structures using a nonlinear fuzzy controller // Composite Structures. – 2012. – Vol. 94. – P. 1385-1390. Scholar
30.Matveenko V. P., Oshmarin D. A., Jurlova N. A. Ispol'zovanie jelektroprovodjashhih kompozicionnyh materialov dlja dopolnitel'nogo dempfirovanija smart-sistem na osnove p'ezoe- jelementov // Prikladnaja mehanika i tehnicheskaja fizika. – 2021. – T. 62, № 5(369). – S. 45-57. Scholar
31.Bortnikov A. D. Experimental study on active damping of compressor blade forced vibrations using piezoelectric devices // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 489. – art. № 012035. Scholar
32.Wilke G., Bailly J., Kimura K., Tanabe Y. JAXA- ONERA-DLR cooperation: results from rotor optimization in hov- er // CEAS Aeronautical Journal – 2022. – Vol. 13. – P. 313-333. Scholar
33.Vasil'chenko K. S., Reznik S. V., Aung N. L., Gareev A. R. Selection of the Optimal Airfoil for the Small-Sized Unmanned Helicopter Main Rotor Blade // Russian Aeronautics. – 2022. – Vol. 65, No. 3. – P. 524–532. Scholar
34.Lee J. H., Natarajan B., Eun W. J., Viswamurthy S. R., Park J.-S., Kim T., Shin S. J. Structural and mechanism design of an active trailing-edge flap blade // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2013. – Vol. 27. – P. 2605–2617. Scholar
35.Wildschek A., Storm S., Herring M., Drezga D., Kori- an V., Roock O. Design, Optimization, Testing, Verification, and Validation of the Wingtip Active Trailing Edge // Smart Intelligent Aircraft Structures (SARISTU). – 2015. – P. 219–255. Scholar
36.Haucke F., Bauer M., Nitsche W. Combined Active Sep- aration Control on the Leading Edge and on the Trailing Edge Flap of a Slatless High-Lift Configuration // New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics X. – 2016. – P. 215–225. Scholar
37.Wierach P., Riemenschneider J., Opitz S., Hoffmann F. Experimental Investigation of an Active Twist Model Rotor Blade Under Centrifugal Loads // Wiedemann, M. Adaptive, tolerant and efficient composite structures / M. Wiedemann, M. Sinapius. – 2012. – P. 391-407. Scholar
38.Barkanov E., Kovalov A., Wierach P., Riemenschneider J. Optimized Comparative Analysis of an Active Twist for Helicopter Rotor Blades with C- and D-Spar Designs // Mechanics of Compo- site Materials. – 2018. – Vol. 54. – P. 553–566. Scholar
39.Hoffmann F., Keimer R., Riemenschneider J. Structural modeling and validation of an active twist model rotor blade // CEAS Aeronautical Journal. – 2016. – Vol. 7. – P. 43–55. Scholar
40.Barkanov E., Gluhih S., Kovalov A. Optimal design of the active twist for helicopter rotor blades with C-spar // Mechan- ics of Advanced Materials and Structures. – 2008. – Vol. 15. – P. 325-334. Scholar
41.SmartMaterial: URL:https://www.smart-material.com/media/ Datasheets/SMARTChargeInstructionsV1%202.pdf (15.06.2023). Scholar
42.Anoshkin A. N., Pisarev P. V., Barkanov E., Ashihmin V. A. Numerical Calculation of the SMART – Construction Torsion An- gle Depending on the MFC PZT Fibers Polarization Angle // AIP Conference Proceedings. – 2019. – Vol. 2188(1). – art. №. 040006. Scholar
43.Anoshkin A. N., Pisarev P. V., Bayandin S. R., Kungur- tseva E. G. Numerical calculation of composite structures equipped with flexible piezoactuators stress-strain state // AIP Conference Proceedings: 28TH Russian Conference on Mathemat- ical Modelling in Natural Sciences. – 2020. – Vol. 2216(1). – art. №. 040013. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (№ 3, 2024)

Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована: 05.09.2024
В выпуске: 05.09.2024
Выпуск: № 3 (2024)

МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА С УПРАВЛЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ

Аннотация

Ключевые слова

Multiparametric Optimization of the Rotor Blade Design of a Helicopter with Controlled Geometry

Keywords

Литература

Другие статьи выпуска

Информация о статье