TTK Links: Home Page | TTK Moodle | ÕIS
TTK/UAS Repository For Digital Teaching and Learning Resources

Helikopteri Robinson R-44 kerevälise lisavarustuse projekteerimine

Säde, Eero (2014) Helikopteri Robinson R-44 kerevälise lisavarustuse projekteerimine. [thesis] [en] Designing of helicopter Robinson R-44 external accessories.

[img]
Preview
PDF - Published Version
Download (2MB) | Preview
[img]
Preview
PDF - Supplemental Material
Download (1MB) | Preview

Abstract

Töö esimeses osas käsitlesime riigikaitselist asutust õhuväe lennubaas, mis on üks osa Kaitseväe allasutustest ja mille ülesanneteks on teostada riigikaitset. Lennubaasi lennuvahendite mitmekülgsete ülesannete tõttu on tekkinud vajadus erivarustusena kereväliste platvormide järele helikopteritele Robinson R44. Lõputöö tehnilises osas käsitletakse analoogseid tooteid ja nende tehnilisi näitajaid, mille baasil konkreetset projekteeritavat platvormi projekteerima hakata. Üheks põhiliseks eeskujuks on võetud firma Tyler Technologies INC poolt toodetav erioperatsioonide platvorm. Kuna antud toodet ei toodeta õhuväe lennubaasi poolt kasutatava helikopteri R44 jaoks, siis tuli ka käsitleda antud kopterimudelit, millele platvormi vaja läheb, samuti tutvusime mitmete lisavarustustega, mida toodetakse R44 jaoks. Järgnevalt käsitlesime projekteerimist mõjutavaid tingimusi ja takistusi, mida peab arvestama õhusõidukile lisavarustuse projekteerimisel. Antud juhul saime väga hea ülevaate sellest, mis seaduslikel alustel õhuväes muudatustöid õhusõidukile teha võib. Teemadest käsitlesime veel aerodünaamikat, materjale, massikeset ja inimkeha standardmõõte. Järgnevalt seadsime kriteeriumid platvormi tootmiseks põhinedes eelpool nimetatud punktidele. Inimkeha standardiks valisime keskmiste mõõtudega varustusega sõduri ja sellest lähtuvalt, saime luua profiili platvormi mõõtmetele ja vastupidavusele. Kopterile kinnitatava konstruktsiooni kinnituspunktide valikul oli põhiliseks eesmärgiks kopteri tootjapoolsete ettekirjutuste jälgimine ja kopteri kerele mitte ühegi muudatustöö tegemine. Piisavalt tugevateks kinnituspunktideks osutusid kopteri teliku keresisesed horisontaaltorud, kuhu saab kinnitada projekteeritava platvormi. Väga oluliseks osaks töös olid massi- ja tasakaaluarvutused, kus tuli välja selgitada, kas antud lisavarustust saab R44 küljes kasutada kui platvormid on koormatud. Töö käigus leidsime tulemuse, mis lubas jätkata projektiga, kuna kõik näitajad jäid kopteritootja lubatud piiridesse. Seejärel töötasime välja projekteeritava konstruktsioonilise lahenduse selliselt, et antud toodet saaks kasutada õhuväe erinevatel kopteriversioonidel. Antud juhul tekitas raskusi pontoonkopterile vajaliku konstruktsioonilise lahenduse leidmine. Lahenduseks tuli nii isteraami kui ka pikka alusraami tõsta telikupiirist niivõrd, et platvorm jääks pontoonide kohale, sama kehtib ka avariipontoonidega kopteril. Konstruktsiooni põhimaterjaliks valisime alumiiniumsulami AW 6082 T6, mille baasil tehti tugevusarvutused nii põhikonstruktsioonile kui ka sõlmpunktidele. Tugevusarvutused teostati tugevusarvutuslike programmidega, mis võimaldasid toodet optimeerida. Põhikonstruktsiooni torustiku tugevusarvutustel optimeerisime tulemused ja antud tulemustele põhinedes jätkasime raami sõlmpunktide tugevusarvutustega. Sõlmpunktideks on erinevad kinnised ja lahtivõetavad sõlmed nagu põlved ja klambrid. Klambrite vajadus tekkis sõlmede lahtivõetavuse pärast, kuna antud raam on mõeldud paigaldamiseks ajutiselt ainult konkreetse lennuülesande jaoks ja kiirete ümberseadistuste pärast vastavalt vajadusele kas kasutatakse lühikest- või pikka alusraami. Klambrite projekteerimisel tuli kokku projekteerida viis erinevat klambrit, millest üks klamber on kasutatud konstruktsioonis neli korda ja teised neli on üksikeksemplarid. Neljal ühesugusel klambril on võimalus klambrid kiirkorras avada ja konstruktsiooni muuta sobivaks kas isteraamile või pikale alusraamile. Alusraamide konstruktsioonile paigaldamist saab sooritada kiirkinnitussõrmede abil, mille kasutamisel saab raami kinnitada/eemaldada kümnekonna sekundi jooksul. Isteraamil on kahepunkti turvavöösüsteem, mis reisijat lennu ajal istmel kinni hoiab. Pikale alusraamile on kauba või kanderaami jaoks tehtud sisselõiked ja läbi nende saab lasti kinnitada koormakinnitusvahenditega alusraami torustiku külge. Lisaohutusvahendina on isteplatvormil võimalik kasutada rakmetele kinnituvat julgestusliini, mis on teise otsaga kinnitatud kopteri salongiturvarihmade külge. Lõplikuks tehniliseks osaks sai projekteeritud platvormi massikeskme määramine ja selle mõjupunkti leidmine kopterile kinnitatult. Antud väärtused on olulised kopterit hooldava ettevõtte jaoks kopteri massikeskme määramisel kui platvorm kopterile paigaldatakse. Majanduslikus osas arvutasime platvormile kuluva ostutoodete ja materjali kogumaksumuse. Materjali arvutamisel võtsime aluseks toorikutele mineva materjali koguse. Materjalide ja ostutoodete hinnad on võetud edasimüüjate ja tootjate hinnakirjadest, mis olid kehtivad lõputöö teostamise hetkel. Projekteeritava toote lõpliku omahinna kujunemisel on vaja masinaehitusettevõtet, kes teeb hinnapakkumise vastavalt oma tootmisvõimekusele ja seadmepargile. Tootmiseks on vajalik nii lõiketöötluse kui ka alumiiniumkeevituse olemasolu. Lõputöö käigus sai etteantud ülesanded täidetud ja eelnevat plaani sai ületatud platvormi mitmekesistamise tõttu. Lisaks eriüksuse transpordiplatvormile teostasime ka kanderaami transportplatvormi kui suuremamõõdulise kaubaplatvormi ühte tootesse. Suutsime teostada seda selliselt, et kandeplatvormi seadistust kiirkorras muutes saab kasutada sellist platvormi, mida hetkel vaja on. Eriti oluline on see kriisiolukorras, kus aeg on väga olulise tähtsusega, et vastavalt olukorraga kiirelt kohaneda. Samas arvestasime hooldustehnikuga, kellel oleks mugav ja lihtne vastavat muudatust teostada. Edaspidiselt tuleks toote valmimisel välja töötada toote kasutamiseks erinevad juhendid nagu paigaldus ja hooldusjuhend. Platvormist saaks edasi arendada kopteri lisavarustuse kinnitusraami, erinevatele seadmetele või fikseeritud relvastuse jaoks. Projekteeritud tootele oleks lisaks turgu sama õhusõiduki tüüpi kasutavatel asutustel, kes teostavad julgeolekualaseid ülesandeid (politsei, turvafirmad). Antud juhul tuleks tootele taotleda lennuameti poolt lennukõlblikustunnistus kasutamaks platvormi tsiviilotstarbel.

Abstract [en]

Designing of helicopter Robinson R-44 external accessories Estonian Air Forces use three different versions of helicopter Robinson R-44 and they are used in defence force training as well as for police special force air support. Their maintenance costs are low and therefore it is beneficial to use this helicopter type for the current duties of Estonian defence and police forces. However, this helicopter R-44 model does not have the necessary accessories for effective use e.g. limited space in the helicopter, special force operator cannot take the necessary position for shooting, limited visual and operating field, etc. As the need for flight operations is growing, there is a need for an external helicopter platform for R-44 which could be quickly attached to or removed from the helicopter when necessary. Currently, there are no external helicopter platforms available for the helicopter R-44. The aim of the current project was to design a suitable external platform applicable to helicopter Robinson R-44 all three different types used in the Estonian Air Forces. Similar products are designed for helicopters like Eurocopter AS350 and MD Helicopters MD-500. Therefore, it was possible to use the examples of these helicopter accessories as a model and to design an external helicopter platform for R-44 which would enable the special force operator to work effectively on the platform filling the duties of air support. The most important indicators of the designed platform are its strength, stiffness and light weight. The current platform has to be manufactured in a machine building company as there are no possibilities for manufacture in the Estonian Air Forces. Therefore, it was necessary to work out assembly drawings and requirements in order for the manufacture companies to produce the platform according to the set requirements. The current project comprises of different calculations and graphical drawings. In the first section, the author introduces the air base of the Estonian Air Forces. In the second, technical section, the author introduces analogue products, conditions of engineering, gives an overview of the helicopter Robinson R-44 and its technical data, strength calculations, weight and balance calculations. The conditions of engineering were limited by the legislation concerning modifications to state aircrafts. The criteria for the design were set by aerodynamics, materials, centre of gravity and standard dimensions of the human body. In accordance with the mentioned criteria, the measurements and durability profile of the platform was created. After the calculations and dimensioning, it became obvious that the platform can be attached to the helicopter at its fuselage horizontal strut of the landing gear. Aluminium alloy AW 6082 T6 was selected as the main material for the platform. In addition to the platform, it was necessary to construct different clamps that could be opened and closed quickly. Moreover, the clamps allow the platform to be used in different functions; firstly, as the seat frame and, secondly, as the long platform. The seat frame has a special two-point seat belt. In case of the long platform, there are cutouts in the long frame for attaching the litter on the frame with straps. In the final part of the technical section the author had to determine the centre of gravity and find its impact point to the helicopter when attached to the R-44. In the third section, the author provides the economic aspects, materials and prices. Assembly drawings are available in appendices.

Item Type: thesis
Advisor: Tavo Kangru
Subjects: Mechanical Engineering > Production Development
Divisions: Institute of Engineering > Machine Building
Depositing User: Eero Säde
Date Deposited: 19 Jun 2014 09:54
Last Modified: 19 Jun 2014 09:55
URI: http://eprints.tktk.ee/id/eprint/626

Actions (login required)

View Item View Item