Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Modeling and simulation of helicopter flight

Marek Cel

Abstract

Development of the real-time helicopter flight dynamics simulation model in a form of a computer software was the main subject of this master thesis. The computational algorithm based on: – aircraft dynamic equations of motion developed using general laws of classical mechanics; – helicopter rotor dynamics model based on Glauert analysis; – numerical procedures of solving ordinary differential equations with given initial value, especially Runge-Kutta 4th order method was used to achieve this goal. In the first stage the rotorcraft was characterized as a flying object, issues related to its design and simulation modeling of physical objects and phenomena were presented. Further assumptions and simplifications of the model were done and differential equations of motion were developed. In the next step methods of modeling dynamics, aerodynamics and loads due to helicopter rotor were presented. Those methods were based on the rotor momentum theory and also blade element analysis. Due to verify accuracy of the developed simulation model the quality analysis of the obtained results was done basing on the computational and experimental data available in reference sources. The computer software able to simulate single fully articulated rotor helicopter flight dynamics is the main result of this project. The simulation model was developed with the technical data of the PZL SW-4 helicopter.
Record ID
WUTb0665b0fdb694e2e9890a2c288178d33
Diploma type
Master of Science
Author
Marek Cel (FPAE/IAAM) Marek Cel,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Modelowanie i symulacja lotu śmigłowca
Supervisor
Tomasz Goetzendorf-Grabowski (FPAE/IAAM) Tomasz Goetzendorf-Grabowski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
14-01-2013
Issue date (year)
2012
Pages
80
Internal identifier
MEL; PD-2036
Reviewers
Tomasz Goetzendorf-Grabowski (FPAE/IAAM) Tomasz Goetzendorf-Grabowski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Cezary Galiński (FPAE/IAAM) Cezary Galiński,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
LOTNICTWO, MECHANIKA LOTU, MECHANIKA KOMPUTEROWA, MODELOWANIE SYMULACYJNE, ŚMIGŁOWCE, SYMULATORY
Abstract in Polish
Celem tej pracy dyplomowej było opracowanie modelu symulacyjnego dynamiki lotu śmigłowca w postaci programu komputerowego działającego w reżimie czasu rzeczywistego. Do realizacji tego zadania wykorzystany został algorytm obliczeniowy opracowany na podstawie: – dynamicznych równań ruchu statku powietrznego wyprowadzonych w oparciu o ogólne zasady mechaniki klasycznej; – modelu dynamiki wirnika nośnego bazującego na rozwinięciu klasycznej analizy Glauerta; – metod numerycznych rozwiązywania zagadnień początkowych równań różniczkowych zwyczajnych, a w szczególności metody Rungego-Kutty 4-tego rzędu. W pierwszym etapie dokonano charakterystyki wiropłatów jako statków powietrznych, przybliżono zagadnienia związane z konstrukcją śmigłowców oraz modelowaniem symulacyjnym obiektów i zjawisk fizycznych. Następnie przedstawiono założenia oraz wyprowadzono równania różniczkowe opisujące ruch statku powietrznego w przestrzeni. W kolejnym kroku poruszone zostały zagadnienia związane z modelowaniem dynamiki, aerodynamiki oraz obciążeń pochodzących od wirnika nośnego. W tym celu posłużono się teorią strumieniową oraz metodą elementu łopaty. W celu weryfikacji poprawności opracowanego modelu wykonano analizę jakościową uzyskanych wyników w oparciu o dostępne w literaturze dane uzyskane z symulacji i badań eksperymentalnych. Wynikiem pracy jest oprogramowanie, umożliwiające symulację dynamiki lotu śmigłowca wyposażonego w pojedynczy wirnik o głowicy przegubowej, które zostało opracowane w oparciu o dane techniczne śmigłowca PZL SW-4.
File
  • File: 1
    Marek_Cel_-_Praca_dyplomowa.pdf
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTb0665b0fdb694e2e9890a2c288178d33/
URN
urn:pw-repo:WUTb0665b0fdb694e2e9890a2c288178d33

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page