Open Information and Computer Integrated Technologies

The helicopter main rotor blade is the basic product that determines the reliability and service life of the helicopter as a whole. The problem of predicting and ensuring the specified blade life is an urgent problem considered at the stage of its design. The analysis of the design, structural materials and design and technological solutions of the main rotor blade (RB) of the Mi-8 helicopter has been carried out. A brief description of the main rotor blade of the Mi-8 helicopter is presented. The analysis was carried out and a standard flight cycle (SFC) of the helicopter was developed. The type of bench equipment for carrying out bench fatigue tests of the blade has been selected and justified. The loads on the main rotor blade for the SFC are determined. To determine the fatigue life of a blade, it is necessary to know the characteristics of the stress-strain state. The calculation of the stress-strain state (SSS) of a blade by the finite element method (FEM) using the ANSYS system is presented. The characteristics of the stress-strain state of the spar of the regular and irregular parts of the rotor blade of a helicopter are determined using the ANSYS system. The use of numerical methods for calculating the characteristics of the stress-strain state can significantly reduce the time and cost of designing a blade. The paper presents the results of calculating the regular part of the main rotor blade of the Mi-8 helicopter in the hover mode in the case of its loading with aerodynamic and inertial load from rotation, as well as the force from its own weight. With the help of the ANSYS system, a finite element model of the regular part of the blade was developed, consisting of a set of beam elements of variable section, a calculation was carried out taking into account the geometric nonlinearity of the structure's behavior, and an analysis of the results obtained was carried out. To describe the response of materials to an external action, a model of an elastically deformable isotropic body was used with the assignment of the corresponding elastic constants of the material. The analysis of the calculation results includes the determination of reactions at the attachment points, the values of the maximum displacements of structural elements and stresses in dangerous sections. Dangerous sections are determined and the values of the longitudinal force and bending moment in these sections are calculated. The assessment of the static strength of the blade by the safety factor was carried out. When evaluating the static strength, the equivalent stresses according to Mises were considered as the maximum design stresses. To assess the fatigue strength, we analyzed the distribution of the main tensile stresses in the power elements over typical stress concentrators. The maximum level of the main tensile stresses in the dangerous section indicates that the blade material operates in the zone of high-cycle fatigue. A technique for calibrating strain gauge channels has been developed. The calculation of the characteristics of the rotor blade of a helicopter is based on the requirements set forth in the technical literature, regulatory documents. When performing work, the requirements of the Aviation Rules, Part 29 (AP - 29) were taken into account. These studies were the basis for the development of a method for confirming the resource characteristics of a helicopter main rotor blade based on the results of flight and bench tests.

Интегрированное проектирование винтокрылых летательных аппаратов транспортной категории : учебник. В 3 ч. Ч. 1. / А. Г. Гребеников, Н. И. Москаленко, В. А. Урбанович и др. – Харьков. Нац. аэрокосм. ун-т им. Н. Е. Жуковского «Харьков. авиац. ин-т», 2016. – 411 с.

Далин, В. Н. Конструкция вертолетов : Учебник / В. Н. Далин, С. В. Михеев. – М. : МАИ, 2001. – 352 с.

Дудник, В. В. Конструкция вертолетов /В. В. Дудник. – Ростов н/Д: Изд. дом ИУИ АП, 2005. – 158 с.

Сопротивление усталости элементов конструкций / А.З. Воробьев,

Б.И. Олькин, В.Н. Стебенев и др. – М. : Машиностроение, 1990. – 240 с.

Методы расчета усталостной долговечности элементов авиационных конструкций : учеб. пособие / П. А. Фомичев; Мин-во образования и науки Украины, Нац. аэрокосм. ун-т им. Н. Е. Жуковского «ХАИ». – Харьков : ХАИ, 1992. – 58 с.

Конструирование агрегатов и систем вертолётов : учеб. пособие / К. Ю. Вишняков, В. Н. Доценко, Я. С. Карпов, В. С. Кривцов, Л. И. Лосев, В. И. Рябков, В. А. Урбанович. – Харьков : Нац. аэрокосм. ун-т «Харьков. авиац. ин-т», 2005. – 384 с.

Курочкин, Ф. П. Конструирование винтов, силовых установок и приводов вертолета : учеб. пособие / Ф. П. Курочкин – М. : МАИ, 1980. – 70 с.

Расчет лопастей и втулок несущих винтов на прочность / Под ред.

С.П. Монтвилы. – Харьков : ХВВАИУ, 1987. – 98 с.

Нормы летной годности транспортной категории винтокрылых аппаратов. Авиационные правила. Ч. 29. – Межгосударственный авиационный комитет, 1995.

Гребеников, А. Г. Анализ характеристик напряженно-деформированного состояния комлевой части лопасти несущего винта вертолета / А. Г. Гребеников, И. В. Малков, С. П. Светличный, А. В. Лоленко, А. И. Кривобок, В. А. Урбанович, Н. И. Москаленко // Відкриті інформаційні та комп'ютерні інтегровані технології: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н. Е. Жуковского «Харьков. авиац. ин-т». – Харьков, 2020. – Вып. 90. – С. 4 – 32. doi: 10.32620/oikit.2020.90.01.

ANSYS Analysis Guide. Structural Analysis Guide. Chapter 8. Nonlinear structural analysis. 001087. 4th Edition. SAS IP.

ANSYS Theory Manual. Chapter 2. Structures. SubSection 2.1.1. Stress-Strain Relationships. 001087. 4th Edition SAS IP ©. – 2016.

ANSYS Contact Technology Guide. Chapter 10. Multipoint Constraints and Asseblies. Section 10.3. Surface-Based Constraints. 001087. 4th Edition SAS IP ©. – 2016.

ANSYS Element Guide. Chapter 3. Element References. Section 3.1. Element Library. SOLID185. 001087. 4th Edition. SAS IP©. – 2016.

ANSYS Element Guide. Chapter 3. Element References. Section 3.1. Element Library. TARGE170 and CONTA174. 001087. 4th Edition. SAS IP©. – 2016.

ANSYS Contact Technology Guide. Chapter 3. Surface-to-Surface Contact. 001087. 4th Edition. SAS IP©.– 2016.

ANSYS Element Guide. Chapter 3. Element References. Section 3.1. Element Library. BEAM188. 001087. 4th Edition. SAS IP©. – 2016.

ANSYS Theory Manual. Chapter 3. Structures with Geometric Nonlinearities. 001087. 4th Edition SAS IP ©. – 2016.

Гребеников, А. Г. Метод определения характеристик напряженно-деформированного состояния лонжерона регулярной части лопасти несущего винта вертолета с помощью системы ANSYS / А. Г. Гребеников, И. В. Малков,

С. П. Светличный, В. А. Урбанович, Н. И. Москаленко // Відкриті інформаційні та комп'ютерні інтегровані технології: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н. Е. Жуковского «Харьков. авиац. ин-т». – Харьков, 2021. – Вып. 94. – С. 77 – 100. doi: 10.32620/oikit.2021.94.07.

Курохтин, В. Ю. Кинетика усталостных трещин в лопастях несущих винтов вертолетов : дис. … канд. техн. наук / В. Ю.Курохтин. – Братск, 2018. – 177 с.

Курохтин, В.Ю. Моделирование увеличенного люка из композиционных материалов в грузовой створке вертолета Ми-171 // Международная научно-практическая конференция «Инновационное развитие современной науки» : тез. докл. – Уфа : РИО МЦИИ «Омега Сайнс», 2014. – С. 99–104.

Разработка стендов для ресурсных испытаний изделий авиационной и другой техники / Л. А. Бохоева [и др]. // Вестник ВСГУТУ. – 2013. – № 6. – С. 31 35.

Экспериментальное определение характеристик сопротивления усталости изделий авиационной техники / В. Ю. Курохтин [и др]. // Вестник ВСГУТУ. – 2013. № 5 . – С. 46–53.

Образцов, И. Ф. Строительная механика летательных аппаратов /

И. Ф. Образцов. – М. : Машиностроение, 1986. – 536 с.

Курохтин, В.Ю. Проектирование люка из композиционных материалов в правой грузовой створке вертолета Ми-171 // Международная научно-практическая конференция «Наука сегодня» : тез. докл. – Вологда : ООО «Издательский дом «Вологжанин», 2014. Т. 1. – С. 48–51.

Курохтин, В.Ю. Моделирование увеличенного люка из композиционных материалов в грузовой створке вертолета Ми-171 В. Ю. Курохтин // Ползуновский альманах. – 2013. № 2. – С. 106–110.

ГОСТ 25.502-79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость. Введ. 01.01.1981. – М. : Изд-во стандартов, 1986. – 36 с.

Научные основы конструктивно-технологических методов обеспечения ресурса авиационной техники: монография / В. А. Богуслаев, А. Г. Гребеников, Н. И. Москаленко и др. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н. Е. Жуковского «Харьков. авиац. ин-т», 2017. – 292 с.

Шанявский, А .А. Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций: синергетика в инженерных приложениях / А .А. Шанявский. – Уфа – монография, 2003. – 802 с.

Шанявский, А. А. Исследование кинетики усталостного разрушения авиационных алюминиевых сплавов методами фрактографии : дис… канд. техн. наук А. А. Шанявский / . М. 1978. – 202 с.

Шанявский, А. А. Моделирование усталостных разрушений металлов: монография Уфа – 2007. – 498 с.

Дунин-Барковский, И. В. Теория вероятностей и математическая статистика в технике (общая часть) / И. В. Дунин-Барковский, Н. В. Смирнов. – М. : Гостехтеориздат, 1955. – 556 с.

Курохтин, В. Ю. Определение усталостных прочностных характеристик авиационных изделий на основе ресурсных испытаний // XIV Всероссийская с международным участием конференция «Механики XXI века» : тез. докл. /

В. Ю. Курохтин. – Братск: Изд-во БрГУ, 2015. – С. 22–28.

Фомичев, П. А. Анализ усталостной прочности регулярных и нерегулярных зон конструкции: метод. указания для выполнения практических работ по курсу «Проектирование вертолётов» (Раздел 3. Прочность вертолетов, п.9 Анализ усталостной прочности регулярных и нерегулярных зон конструкции) программы научной стажировки иранских специалистов фирмы PARS AVA TALASH в Национальном аэрокосмическом университете им. Н. Е. Жуковского «ХАИ» / П. А. Фомичев. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н. Е. Жуковского «Харьков авиац. ин-т», 2013. – 20 с.

Фомичев, П. А. Учет концентрации напряжений в расчете долговечности элементов конструкций по номинальным напряжениям / П. А. Фомичев, Т. С. Бойко // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н. Е. Жуковского «ХАИ». Вып. 4 (60). Харьков, 2009. – С. 53 – 63.

Определение ресурсных характеристик изделий авиационной техники на основе стендовых испытаний с использованием компьютерных технологий на примере лопасти винта вертолета / В. Ю. Курохтин [и др]. // Системы. Методы. Технологии – 2015 – № 4 (28). – С. 36–42.