Tujuan kajian ini ialah untuk merekabentuk dan menganalisis keadaan bilah utama bagi sebuah helikopter sepaksi menggunakan Analisis Unsur Terhingga dan juga memfabrikasikan ia menggunakan bahan komposit. Helikopter sepaksi adalah sebuah helikopter dengan sepasang rotor helikopter dipasang diatas antara satu sama yang lain pada aci sepusat, dengan paksi putaran yang sama, tetapi dalam arah yang bertentangan (kontra giliran). Integriti struktur boleh dianalisis dengan menggunakan perisian FEA seperti CatiaV5R20, untuk menentukan agihan tegasan di sepanjang bilah pemutar apabila daya angkat dihasilkan. Tegasan maksimum kemudiannya dibandingkan dengan kekuatan alah bahan yang digunakan. Daya angkat dikira apabila bilah berputar pada 532 revolusi per minit. Bahan-bahan yang digunakan ialah aluminium untuk “spar” dan serat karbon untuk permukaan luar. Tegasan maksimum yang diperolehi daripada analisis adalah 950MPa keatas aluminium. Aluminium mempunyai kekuatan alah kira-kira 414MPa, jadi “spar” yang tidak akan mampu menahan beban yang dikenakan akan gagal. Gentian karbon sebahagian besarnya akan menahan tegasan ricih yang kecil.
Pengubahsuaian kepada reka bentuk asal akan dibuat untuk memastikan “spar” mampu untuk menahan daya angkat. Seterusnya adalah proses fabrikasi acuan dibuat terlebih dahulu. “Plug” dibuat daripada kayu balsa kerana ia lebih ketepatan yang lebih tinggi. Kemudian menggunakan acuan, bilah pemutar sebenar boleh dibuat menggunakan proses layup basah dan menggunakan gentian karbon sebagai bahan.
___________________________________________________________________________________
The purpose of this research is to design and analyze the condition of the main rotor blade for a coaxial helicopter using Finite Element Analysis and also fabricating it using composite material. Coaxial helicopter is a single seat helicopter with a pair of helicopter rotors mounted one above the other on concentric shafts, with the same axis of rotation, but that turn in opposite directions (contra-rotation). The structural integrity can be analyzed using FEA software such as CatiaV5R20 in order to determine the stress distribution along the rotor blade when lift is generated. The maximum stress is then compared with the yield strength of the material used. The lift force generated is calculated when the rotor is spinning at 532 revolution per minutes. The materials used were aluminum for shaft and carbon fiber for the skin. The maximum stress obtained from analysis was 950MPa which is on the aluminum spar. Aluminum has a yield strength of about 414MPa, so the spar will not able to withstand the load applied and it will fail. Most of the applied load will be carried out by the spar, the carbon fiber skin will largely withstand the shear stress which is small. A modification to the initial design has to be made in order to ensure the spar is able to withstand the lift force. Next is the fabrication where it is done by first making a mold from balsa woods and fiber glass. The plug is made using both of this material because they are easy to shape and cut. However, it was later discovered that using balsa wood for the plug is more preferable because of higher accuracy on the dimension. Then using the mold, the actual rotor blade can be made using wet layup process and using carbon fiber as material.
Design, analyze & fabricate coaxial helicopter main rotor blade_Azlan Shah Abdul Jalil_A2_2012_NI