Iterative helicopter rotor load calculations with the use of finite element method

Współczesne rozwiązania konstrukcyjne wirników śmigłowcowych znacznie odbiegają od rozwiązań dotychczas stosowanych. Dotyczy to przeważnie struktur kompozytowych a zwłaszcza ich węzłów mocowania, niejednokrotnie integralnie przechodzących w głowicę wirnika. Szczególnie uwidacznia się to w rozwiązaniach wirników bezłożyskowych, w których wprowadzono kompozytowe elementy skrętne i/lub węzły elastomerowe, niejednokrotnie spełniające rolę tłumików. Dotychczas stosowane modele obliczeniowe stają się zbyt uproszczone i nie pozwalają na ocenę obciążeń oraz sprzężeń strukturalnych pojawiających się zwłaszcza w nasadzie łopaty. Konieczne jest wprowadzenie dokładniejszych modeli struktury łopaty. Taką propozycję przedstawiono w artykule, prezentując iteracyjne rozwiązanie drgań wymuszonych modelu struktury łopaty wirnika pod wpływem obciążeń, w ustalonych i quasi-ustalonych stanach lotu.Recent helicopter rotor design is much different from that applied so far. This statement relates especially to composite joints that are integral with the rotor head. Such a design is observed in hingeless rotor heads, where torsional composite elements or elastomeric joints are introduced. Compu-tational models utilized so far have become too simplified and do not allow loads and structural couplings in the rotor blade root to be accurately assessed. There is a need to introduce morę adeąuate rotor blade models and such a pro-posal is presented in this paper, showing an iterative solution of loaded rotor blade model forced vibrations in steady state and quasi steady state flight conditions

Numerical modeling and tests of specific helicopter aerodynamic interference cases

W artykule przedstawiono jeden ze sposobów analizy numerycznej interferencji aerodynamicznej między śmigłowcem a obiektem znajdującym się w jego bezpośredniej bliskości. W celu weryfikacji analizy numerycznej przeprowadzono porównanie obliczeń numerycznych z wynikami eksperymentalnymi dla wybranych przypadków. Przeprowadzono badania eksperymentalne na modelu śmigłowca podczas analizowania przypadku szczególnego obiektu o kształcie rotundy jakim jest "studnia" modelującego dziedziniec budynków zabudowy miejskiej. Analizie poddano wpływ zjawiska interferencji aerodynamicznej na obciążenia, opływ i własności śmigłowca w tych szczególnych przypadkach jego użytkowania. Przedstawiono wyniki obliczeń wykorzystujących oprogramowanie (Fluent TM), odpowiedzi dynamicznych na zaburzenia symulacyjnego modelu wirnika śmigłowca uwzględniajqcego deformacje łopat oraz rezultaty laboratoryjnych badań eksperymentalnych na modelach fizycznych śmigłowca.In a following article one of the methods of numerical analysis according to aerodynamical interference between a helicopter and an object in it's close proximity has been shown. In order to verify the numerical analysis, a comparison between numerical computations and the results of wind tunnel tests has been done. Specific shape of courtyard between high buildings has been considered as a subject to research during wind tunnel tests, which has been done using a remote controlled helicopter. The influence of aerodynamical interference on loading and properties of helicopter and parameters of flowfield has been analysed during these specific cases of operation. Results of calculations using RANS solver FLUENT code has been shown, as they depict dynamic answer of rotor model to disturbance including effect of blades deformation. The result of wind tunnel test of physical helicopter model has been also shown

Bioodpady parków wypoczynkowych jako miejscowy surowiec do wytwarzania energii

Biomass is the oldest and third in terms of volume renewable energy source. Biomass produced by recreational parks is organic matter (fresh of dry) produced by plants as a consequence of their normal growth. Plant waste (bio-waste) produced mainly due to leaf abscission in autumn and during maintenance works are generally transported outside park area. This results in a loss of potential profit for the manager/owner of the site. Bio-waste may be stored in composting plants or incinerated in on-site incineration plants producing energy for the park (and its environs) and thus contributing to energetic self-sufficiency of the park. The aim of this article is to estimate biomass volume available in selected Lodz city parks for use in energy production.Biomasa to najstarsze i trzecie co do wielkości na świecie naturalne odnawialne źródło energii. Biomasę parków wypoczynkowych stanowi substancja organiczna (w postaci świeżej lub suchej) powstająca podczas naturalnego rozwoju roślin na obszarze parku. Pozostałości roślinne (bioodpady) nagromadzone głównie podczas jesiennego opadu liści i prowadzonych zabiegów pielęgnacyjnych w parku są przeważnie wywożone poza jego teren. Taka sytuacja wiąże się utratą potencjalnych dóbr dla zarządcy/właściciela terenu. Bioodpady mogą być magazynowane w kompostownikach lub spalane w spalarniach na miejscu, wytwarzając energię dla parku (jak i otoczenia) i przyczyniając się w ten sposób do samowystarczalności parku pod względem energetycznym. Artykuł zawiera szacunkowe obliczenia dotyczące możliwości pozyskania biomasy na cele energetyczne na przykładzie wybranych parków Łodzi

Interference between helicopter and its surroundings, experimental and numerical analysis

The paper describes the phenomenon of the occurrence of aerodynamic interference between a helicopter and an object in its near vicinity. Such situations occur during rescue missions as well as during police and military operations when the helicopter flies near such objects as buildings and ships. The specific shape of the example object, a typical town courtyard, is discussed below. The influence of the interference on the rotor and fuselage loading, air flow and flying qualities was analyzed for these special cases of helicopter operations. The results of the computations performed using the FLUENT software in terms of the dynamic response to disturbances on the simulation model of a helicopter rotor have been presented. The model used in these calculations made it possible to analyze flexible rotor blades. The results of the experimental tests of interference between the helicopter model and different shapes have been attached, as well

Resilience, rapid transitions and regime shifts: Fingerprinting the responses of Lake Żabińskie (NE Poland) to climate variability and human disturbance since AD 1000

Rapid ecosystem transitions and adverse effects on ecosystem services as responses to combined climate and human impacts are of major concern. Yet few long-term (i.e. >60 years) quantitative observational time series exist, particularly for ecosystems that have a long history of human intervention. Here, we combine three major environmental pressures (land use, nutrients and erosion) with quantitative summer and winter climate reconstructions and climate model simulations to explore the system dynamics, resilience and the role of disturbance regimes in varved eutrophic Lake Żabińskie (NE Poland) since AD 1000. The comparison between these independent sources of information allows us to establish the coherence and points of disagreements between such data sets. We find that climate reconstructions capture noticeably natural forced climate variability, while internal variability is the dominant source of variability during most parts of the last millennium at the regional scale, precisely at which climate models seem to underestimate forced variability. Using different multivariate analyses and change point detection techniques, we identify ecosystem changes through time and shifts between rather stable states and highly variable ones. Prior to AD 1600, the lake ecosystem was characterised by high stability and resilience against observed natural climate variability. During this period, the anthropogenic fingerprint was small; the lake ecosystem was buffered against the combined human and natural disturbance. In contrast, lake–ecosystem conditions started to fluctuate across a broad range of states after AD 1600. The period AD 1745–1886 represents the phase with the strongest human disturbance of the catchment–lake ecosystem. During that time, the range of natural climate variability did not increase. Analyses of the frequency of change points in the multi-proxy data set suggest that the last 400 years were highly variable and increased vulnerability of the ecosystem to the anthropogenic disturbances. This led to significant rapid ecosystem transformations