طراحی، تحلیل و ساخت پره های اصلی بالگرد سبک از جنس چوب چند لایه و الیاف فایبرگلاس

هلیکوپتر های سنگین و جدید امروزی تولد و ترقی روز افزون خود را مرهون ساخت، توسعه و رفع عیب هلیکوپتر های سبک و فوق سبک هستند. هلیکوپتر های سبک سریع تر عمل کرده و در پرواز درجا و رو به جلو ، راندمان قابل قبولی را دارند. در ساخت هلیکوپتر ها هزینه و وزن پایین تر، دسترسی آسان تر به منابع ساختی و افزایش عملکرد ، فاکتورهایی مهم قلمداد می شوند. استفاده از هلیکوپتر های سنگین در جایگاهی که رفع نیاز با نوع سبک امکان پذیر می شود، باعث اتلاف هزینه است . با توجه به پتانسیل توسعه پذیری و افزایش عملکرد هلیکوپتر های سبک ، ساخت یک هلیکوپتر سبک تک سرنشین با لحاظ فاکتورهای ذکر شده، در این پروژه هدف قرار گرفته است. نظر به پتانسیل بالای هلیکوپتر های سبک aw/95 در اعمال تغییرات گسترده توسط سازندگان مختلف در نقاط مختلف جهان ، این مدل بالگرد برای ساخت و اعمال تغییرات بهینه انتخاب گشت. در ساخت هلیکوپتر فوق، در بخش موتور، انتقال قدرت ، سازه و... تغییراتی اعمال شد. اما تمرکز ما در طی این پروژه بر تغییرات اعمال شده بر پره های ملخ اصلی این مدل هلیکوپتر است. طراحی و ساخت پره مستلزم لحاظ رویکرد ایرودینامیکی و سازه ای با در نظر داشتن محدودیت هایی از جانب شرایط پروازی درجا و روبه جلو است. در رویکرد ایرودینامیکی ، پارامترهای هندسی پره نظیر ایرفویل و میزان انحنا مطرح می شود. با توجه به پیشینه تحقیق پژوهش خود و مطالعه اصول عملکردی و ایرودینامیکی ملخ ها از ایرفویل naca0012 که ایرفویل عمده هلیکوپتر های aw/95 می باشد، استفاده کرده ایم و انحنای پره ملخ اصلی نیز 8 درجه از ریشه تا نوک پره ، در نظر گرفته شده است. در رویکرد سازه ای ، پیکربندی اجزای داخلی و انتخاب جنس پره ها مطرح شده است. به منظور کاهش هزینه ها در عین حفظ عملکرد ایرودینامیکی پره ، ساخت آن از جنسی متفاوت با دیگر مدل ها امکان سنجی شده و به کمک نرم افزارهای 6.13-4 abaqus و solidworks simulation 2014 و fluent 6.3.26 مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل خمش پره با نتایج و داده های تجربی مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفته و اعتبارسنجی شده اند. تجربه اولیه بدست آوردن دامنه فرکانسهای طبیعی پره و تحلیل آئرودینامیکی پره در جریان باد و بدست آوردن lift و همچنین خستگی روی پره انجام شده است. جنس انتخاب شده برای پره ها در قالب کامپوزیتی مشتمل بر چوب چندلایه راش، افرا و الیاف پارچه ای بوده که تمامی اتصالات با چسب رزین اپوکسی برقرار می شود. به کارگیری این ساختار، با لحاظ اهدافی چون ساخت و تولید با هزینه کمتر ، ایجاد آسان انحنای پره و دسترسی ارزان به منابع موجود جهت ساخت و همچنین تولید پره با این ابعاد و با این روش برای اولین بار در کشور، می باشد. در کنار پرداختن به مراحل ساخت و ماشینکاری پره ها به مدلسازی و ساخت سایر اجزای هلیکوپتر نیز اشاره شده است. نتایج نشان می دهد که این پره از لحاظ تولید مقرون به صرفه بوده و بعنوان پایه ای مناسب برای تولید و تست بلید در هلیکوپتر و با تغییراتی برای توربین بادی نیز مناسب می باشد. واژه های کلیدی : هلیکوپتر ، پره ، ایرفویل ، کامپوزیت ، چوب چند لایه