KR101368070B1 - Fatigue evaluation device of rotating swashplate of helicopter main rotor control system - Google Patents

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Abstract

One embodiment of the present invention relates to a device for testing the fatigue of a rotary swash plate of a main rotor of a helicopter. The technical object of the present invention is to verify the fatigue endurance and static intensity of the helicopter by testing the rotation of the rotary swash plate by mounting a dummy bearing on a main rotor assembly of the helicopter.

Description

헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치{FATIGUE EVALUATION DEVICE OF ROTATING SWASHPLATE OF HELICOPTER MAIN ROTOR CONTROL SYSTEM}Fatigue Test Device for Helicopter Main Rotor Rotating Swash Plate {FATIGUE EVALUATION DEVICE OF ROTATING SWASHPLATE OF HELICOPTER MAIN ROTOR CONTROL SYSTEM}

본 발명의 일 실시예는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치에 관한 것이다.
One embodiment of the present invention relates to a fatigue testing apparatus of a helicopter main rotor rotary swash plate.

헬리콥터는 로터 시스템과 함께 블레이드를 회전시켜서 양력을 얻어 비행하는 형식의 항공기를 가리킨다. 헬리콥터는 일반적인 고정익 항공기와는 달리회전하는 로터 시스템에서 대부분의 양력 및 추력을 얻는다. 헬리콥터는 형태에 따라 하나의 주로터(Main Rotor) 와 하나의 꼬리로터(Tail Rotor)를 갖는 단식 주로터 헬리콥터(Conven-tional Helicopter)와 두 개의 앞뒤 주로터를 가지는 탠덤(Tandem) 헬리콥터, 두 개의 좌우 주로터를 가지는 사이드 바이 사이드(Side by Side) 헬리콥터 등이 존재한다. 또한 추력을 증가시키기 위한 보조장치를 부착한 복합형 헬리콥터(Compound Helicopter)와 양쪽 블레이드에 배치된 로터를 비행 중에 기울일 수 있는 틸트 로터(Tiltrotor) 등이 존재한다. Helicopter refers to a type of aircraft in which a rotor system is used to rotate and rotate a blade to lift and fly. Helicopters, unlike conventional fixed-wing aircraft, get most of the lift and thrust in a rotating rotor system. Helicopters consist of two main rotors, one main rotor and one tail rotor, and a tandem helicopter with two front and rear main rotors. Side by side helicopters having left and right main rotors and the like exist. In addition, there is a compound helicopter equipped with an auxiliary device for increasing thrust and a tilt rotor that can tilt the rotor disposed on both blades in flight.

이렇게 주로터 조종 시스템은 헬리콥터의 핵심 부품으로 스와시 플레이트 조립체, 시져 조립체, 피치로드 조립체, 가이드 등으로 구성되어 있으며 추력 및 조종력등 다양한 하중에 견디고 최적화된 피로 안전 수명을 만족시켜야 한다. 이 시스템 구성품 중 회전형 스와시 플레이트는 피치로드 하중과 회전형 시져 하중에 지배적인 영향을 받는 핵심 구성품이다. The main rotor control system is composed of a swash plate assembly, a scissor assembly, a pitch rod assembly, a guide, and the like, and is required to withstand various loads such as thrust and maneuvering force and satisfy an optimized fatigue safety life. Of these system components, the rotary swash plate is a key component that is dominantly affected by the pitch rod load and the rotary scissor load.

Shim 등(Shim, J.-Y., Oh, J.-M., Kim, T.-J., Kim, S.-J. and Kim, S.-H., 2009, "Design of Test set-up for Helicopter Rotor Swashplate Structure Test," KSME 09CA052, pp. 230~233.) 은 연구 결과를 통해 헬리콥터 로터 스와시 플레이트 정적 시험을 위한 치구 설계 시험 활용 방안의 예를 제시하였으며, Oh 등(Oh, J.-M., Shim, J.-Y. and Hwang, G.-C., 2009, "Static structure Test for Main Rotor Swashplate of Helicopter," KSAS09-2222, pp.235~238)은 헬리콥터 주로터 조종 중 회전형 스와시 플레이트와 비회전 스와시 플레이트의 정적 구조시험 및 절차 방법을 제시하였다. Shim et al. (Shim, J.-Y., Oh, J.-M., Kim, T.-J., Kim, S.-J. and Kim, S.-H., 2009, "Design of Test set -up for Helicopter Rotor Swashplate Structure Test, "KSME 09CA052, pp. 230-233.), through the results of the study, presented an example of the use of jig design test for the static testing of helicopter rotor swash plate. J.-M., Shim, J.-Y. and Hwang, G.-C., 2009, "Static structure Test for Main Rotor Swashplate of Helicopter," KSAS09-2222, pp.235-238). The static structural tests and procedures for the rotating and non-rotating swash plates are presented.

그러나, 주로터 조종 구성품과 관련하여 피로 시험을 실행하는 장치에 관한 연구는 미비한 실정이다.
However, little research has been conducted on devices that perform fatigue tests with respect to the steering components.

본 발명의 일 실시예는 헬리콥터 주로터 조립체에 더미 베어링을 장착하여 회전형 스와시 플레이트의 회전 실험을 수행함으로써, 헬리콥터의 정적강도 및 피로 내구성을 검증할 수 있는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치를 제공한다.
One embodiment of the present invention by mounting a dummy bearing on the helicopter main rotor assembly to perform a rotation experiment of the rotary swash plate, the helicopter main rotor rotary swash plate of which can verify the static strength and fatigue durability of the helicopter Provide fatigue testing equipment.

본 발명의 일 실시예에 의한 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치는, 링 형상의 둘레에 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제1 러그부와 제2 러그부를 구비하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치에 있어서, 판상 형의 베이스부; 상기 베이스부 상에 수직방향으로 형성된 주축대; 상기 주축대 상에 구비되어 상기 회전형 스와시 플레이트의 내측에 장착된 더미 베어링; 상기 회전형 스와시 플레이트와 상기 더미 베어링 사이, 상기 더미 베어링의 상부에 설치되어 상기 더미 베어링을 상기 회전형 스와시 플레이트에 고정시키는 리테이너; 일단이 상기 제1 러그부 중 어느 하나에 상기 주축대에 대하여 수직방향으로 결합되는 회전형 시져 액튜에이터 부재; 일단이 상기 제2 러그부에 상기 주축대와 평행인 방향으로 결합되고, 상기 일단의 반대인 타단이 상기 베이스부에 고정되는 피치로드 액튜에이터 부재; 일단이 상기 제1 수평 러그부 중 다른 하나에 상기 주축대에 대하여 수직방향으로 결합되는 고정부재; 및 상기 베이스부와 이격되어 상기 주축대와 평행인 방향으로 구비되는 적어도 하나 이상의 기둥부를 가지고, 상기 기둥부 중 어느 하나에는 상기 회전형 시져 액튜에이터 부재의 타단이 결합고정되며, 상기 기둥부 중 다른 하나에는 상기 고정부재의 타단이 결합고정되는 회전형 시져 러그 지지대를 포함할 수 있다.The fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotating swash plate according to an embodiment of the present invention is a helicopter main rotor rotating su having at least one first lug portion and a second lug portion protruding around a ring shape. A fatigue plate testing apparatus, comprising: a plate-shaped base portion; A main shaft formed in the vertical direction on the base portion; A dummy bearing provided on the headstock and mounted inside the rotatable swash plate; A retainer between the rotatable swash plate and the dummy bearing, the retainer being installed on the dummy bearing to fix the dummy bearing to the rotatable swash plate; A rotary scissor actuator member having one end coupled to one of the first lug portions in a vertical direction with respect to the main shaft; A pitch rod actuator member having one end coupled to the second lug portion in a direction parallel to the main shaft, and the other end opposite to the one end fixed to the base portion; A fixing member having one end coupled to the other of the first horizontal lugs in a vertical direction with respect to the main shaft; And at least one pillar portion spaced apart from the base portion and provided in a direction parallel to the main shaft, wherein the other end of the rotatable scissor actuator member is fixedly coupled to one of the pillar portions, and the other of the pillar portions is fixed. It may include a rotatable scissor lug support that is coupled to the other end of the fixing member.

상기 회전형 시져 액튜에이터 부재는 일단에 결합된 시져 연결 조립대를 통하여 상기 회전형 스와시 플레이트의 제1 러그부에 결합될 수 있다.The rotatable scissor actuator member may be coupled to the first lug portion of the rotatable swash plate through a scissor connection assembly coupled to one end.

상기 피치로드 액튜에이터 부재는 일단에 결합된 피치로드 연결 조립대를 통하여 상기 회전형 스와시 플레이트의 제2 러그부에 결합될 수 있다.The pitch rod actuator member may be coupled to the second lug portion of the rotatable swash plate through a pitch rod connection assembly coupled to one end.

상기 회전형 시져 액튜에이터 부재는 상기 시져 연결 조립대 방향으로 유압을 이용하여 펌핑될 수 있다.The rotatable scissor actuator member may be pumped using hydraulic pressure in the direction of the scissor connecting assembly.

상기 회전형 스와시 플레이트는 상기 회전형 시져 액튜에이터 부재에 의하여 회전형 시져의 하중을 공급받을 수 있다.The rotatable swash plate may be supplied with the load of the rotatable scissor by the rotatable scissor actuator member.

상기 피치로드 액튜에이터 부재는 상기 피치로드 연결 조립대 방향으로 유압을 이용하여 펌핑될 수 있다.The pitch rod actuator member may be pumped using hydraulic pressure in the pitch rod connecting assembly direction.

상기 회전형 스와시 플레이트는 상기 피치로드 액튜에이터 부재에 의하여 피치로드의 하중을 공급받을 수 있다.The rotatable swash plate may be supplied with a load of a pitch rod by the pitch rod actuator member.

상기 리테이너 및 더미 베어링은 상기 주축대에 볼트결합되어 고정될 수 있다.The retainer and the dummy bearing may be bolted to and fixed to the headstock.

상기 리테이너는 회전형 스와시 플레이트에 볼트결합되어 고정될 수 있다.
The retainer may be bolted to and fixed to the rotatable swash plate.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치는 헬리콥터 주로터 조립체에 더미 베어링을 장착하여 회전형 스와시 플레이트의 회전 실험을 수행함으로써, 헬리콥터의 정적강도 및 피로 내구성을 검증할 수 있다.
The fatigue test apparatus of the helicopter main rotor rotary swash plate according to an embodiment of the present invention is equipped with a dummy bearing on the helicopter main rotor assembly to perform a rotation experiment of the rotary swash plate, thereby providing a static strength and fatigue durability of the helicopter Can be verified.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 절단한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 회전형 스와시 플레이트에 가해지는 하중방향을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 따른 회전형 스와시 플레이트에 가해지는 하중 데이터를 나타내는 그래프이다.1 is a perspective view showing a fatigue test apparatus of a helicopter main rotor rotary swash plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which II ′ of FIG. 1 is cut.
3 is a view showing a load direction applied to the rotary swash plate of FIG.
4 is a graph showing load data applied to the rotary swash plate according to FIG. 3.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which those skilled in the art can readily implement the present invention.

한편, 회전형 스와시 플레이트는 추력, 조종력 등의 복합적 하중 중에서 피치로드 하중과 회전형 시져 하중에 지배적인 영향을 받는 핵심 구성품이다. 본 발명에서의 회전형 스와시 플레이트의 설계 요구 수명 시간은 운행 시간 기준 5,000 시간 이상을 만족하여야 한다. 또한, 이하에서 설명된 러그는 헬기 힌지점에서 힘의 전달을 주고 받는 역할을 하는 부분으로 다른 부품과 조립되어 프레팅(Fretting) 영향이 나타날 수 있는 부분을 의미한다.On the other hand, the rotary swash plate is a key component that is dominantly affected by the pitch rod load and the rotary scissor load among the complex loads such as thrust and steering force. The design required life time of the rotary swash plate in the present invention must satisfy 5,000 hours or more on the basis of the running time. In addition, the lug described below refers to a portion that serves to transmit and receive force at the hinge point of the helicopter, and may be assembled with other components to show a fretting effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 절단한 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 1의 회전형 스와시 플레이트에 가해지는 하중방향을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 따른 회전형 스와시 플레이트에 가해지는 하중 데이터를 나타내는 그래프이다.1 is a perspective view showing a fatigue test apparatus of a helicopter main rotor rotary swash plate according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a state cut along the line II 'of FIG. It is a figure which shows the load direction applied to the rotary swash plate of FIG. 1, and FIG. 4 is a graph which shows the load data applied to the rotary swash plate which concerns on FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치(100)는 링 형상의 둘레에 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제1 러그부(10) 및 제2 러그부(20)를 구비하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트(110)의 피로시험을 위한 장치이다.1 to 3, the fatigue test apparatus 100 of a helicopter main rotor rotating swash plate according to an embodiment of the present invention includes at least one first lug portion 10 protruding around a ring shape. And a helicopter main rotor rotating swash plate 110 having a second lug portion 20.

본 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트(110)의 피로시험 장치(100)는 베이스부(118), 주축대(117), 더미 베어링(112), 리테이너(111), 회전형 시져 액튜에이터 부재(114), 피치로드 액튜에이터 부재(116), 고정부재(119) 및 회전형 시져 러그 지지대(120)를 포함한다. The fatigue test apparatus 100 of the helicopter main rotor rotating swash plate 110 includes a base 118, a headstock 117, a dummy bearing 112, a retainer 111, and a rotating scissor actuator member 114. ), A pitch rod actuator member 116, a fixing member 119, and a rotary scissor lug support 120.

상기 주축대(117)는 판상 형의 베이스부(118) 상에 수직방향으로 형성된다. 상기 주축대(117)는 더미 베어링(112)과 베이스부(118)가 연결되는 인터페이스 역할을 수행한다.The headstock 117 is formed in the vertical direction on the base portion 118 of the plate-shaped. The headstock 117 serves as an interface between the dummy bearing 112 and the base portion 118.

상기 더미 베어링(112)은 주축대(117) 상에 구비되어 회전형 스와시 플레이트(110)의 내측에 장착된다. 상기 더미 베어링(112)은 회전형 스와시 플레이트(110) 내부에 실제 베어링 역할을 구현할 수 있도록 장착된 것이다.The dummy bearing 112 is provided on the main shaft 117 is mounted inside the rotary swash plate 110. The dummy bearing 112 is mounted in the rotary swash plate 110 to implement an actual bearing role.

상기 리테이너(111)는 회전형 스와시 플레이트(110)와 더미 베어링(112) 사이, 더미 베어링(112)의 상부에 설치되어 더미 베어링(112)을 회전형 스와시 플레이트(110)에 고정시킨다. 즉, 상기 리테이너(111)는 더미 베어링(112)이 피치로드 하중에 의해 분리되지 않도록 회전형 스와시 플레이트(110)와 더미 베어링(112) 사이, 더미 베어링(112)의 상부에 장착된다.The retainer 111 is installed between the rotary swash plate 110 and the dummy bearing 112 to the upper portion of the dummy bearing 112 to fix the dummy bearing 112 to the rotary swash plate 110. That is, the retainer 111 is mounted on the upper portion of the dummy bearing 112 between the rotary swash plate 110 and the dummy bearing 112 so that the dummy bearing 112 is not separated by the pitch rod load.

상기 회전형 시져 액튜에이터 부재(114)는 일단이 제1 러그부(10) 중 어느 하나에 주축대(117)에 대하여 수직방향으로 장착된다. 상기 회전형 시져 액튜에이터 부재(114)는 회전형 스와시 플레이트(110)에 회전형 시져의 하중을 부여하기 위한 장치로서, 일측에서 유압 작동기 등의 펌핑 수단을 통하여 회전형 스와시 플레이트(110) 방향으로, 즉 수평방향으로 펌핑되는 방식으로 동작된다. 또한, 상기 회전형 시져 액튜에이터 부재(114)는 일단에 결합된 시져 연결 조립대(113)를 통하여 회전형 스와시 플레이트(110)의 제1 러그부(10)에 장착된다. 이러한 구조를 통하여, 상기 회전형 스와시 플레이트(110)는 회전형 시져 액튜에이터 부재(114)에 의하여 회전형 시져의 하중을 공급받게 된다.One end of the rotatable scissor actuator member 114 is mounted to one of the first lug portions 10 in a direction perpendicular to the main shaft 117. The rotatable scissor actuator member 114 is a device for applying a rotatable scissor load to the rotatable swash plate 110, and on one side, rotates the rotatable swash plate 110 through a pumping means such as a hydraulic actuator. Ie in a horizontally pumped manner. In addition, the rotatable scissor actuator member 114 is mounted to the first lug portion 10 of the rotatable swash plate 110 through the scissor connecting assembly 113 coupled to one end. Through this structure, the rotary swash plate 110 is supplied with the load of the rotary scissor by the rotary scissor actuator member 114.

상기 피치로드 액튜에이터 부재(116)는 일단이 제2 러그부(20)에 주축대(117)와 평행인 방향으로 장착되고, 일단의 반대인 타단이 베이스부(118)에 고정된다. 상기 피치로드 액튜에이터 부재(116)는 회전형 스와시 플레이트(110)에 피치로드의 하중을 부여하기 위한 장치로서, 일측에서 유압 작동기 등의 펌핑 수단을 통하여 회전형 스와시 플레이트(110) 방향으로, 즉 상하방향으로 펌핑되는 방식으로 동작된다. 또한, 상기 피치로드 액튜에이터 부재(116)는 일단에 결합된 피치로드 연결 조립대(116)를 통하여 회전형 스와시 플레이트(110)의 제2 러그부(20)에 장착된다. 이러한 구조를 통하여 상기 회전형 스와시 플레이트(110)는 피치로드 액튜에이터 부재(116)에 의하여 피치로드의 하중을 공급받게 된다.The pitch rod actuator member 116 is mounted on the second lug portion 20 in a direction parallel to the main shaft 117, and the other end opposite to the one end is fixed to the base portion 118. The pitch rod actuator member 116 is a device for applying a load of the pitch rod to the rotary swash plate 110, in one direction in the direction of the rotary swash plate 110 through a pumping means such as a hydraulic actuator, That is, it is operated in a manner that is pumped up and down. In addition, the pitch rod actuator member 116 is mounted to the second lug portion 20 of the rotary swash plate 110 through the pitch rod connecting assembly 116 coupled to one end. Through this structure, the rotatable swash plate 110 is supplied with the load of the pitch rod by the pitch rod actuator member 116.

상기 고정부재(119)는 일단이 제1 러그부(10) 중 다른 하나에 주축대(117)에 대하여 수직방향으로 결합되고, 일단의 반대인 타단은 기둥부에 결합고정된다.One end of the fixing member 119 is coupled to the other of the first lug portion 10 in the vertical direction with respect to the main shaft 117, and the other end opposite to the one end is fixed to the pillar portion.

상기 회전형 시져 러그 지지대(120)는 베이스부(118)와 이격되어 주축대(117)와 평행인 방향으로 구비되는 적어도 하나 이상의 기둥부를 가진다. 또한, 상기 회전형 시져 러그 지지대(120)는 기둥부 중 어느 하나에 회전형 시져 액튜에이터 부재(114)의 타단이 결합고정되며, 기둥부 중 다른 하나에는 고정부재(119)의 타단이 결합고정된다.The rotatable scissor lug support 120 has at least one pillar portion spaced apart from the base portion 118 and provided in a direction parallel to the spindle axis 117. In addition, the rotatable scissor lug support 120 has the other end of the rotatable scissor actuator member 114 coupled to any one of the pillars, and the other end of the stationary member 119 is coupled to the other of the pillars. .

도 2를 참조하면, 상기 리테이너(111) 및 더미 베어링(112)은 주축대(117)에 제1 볼트(121)로 결합되어 고정될 수 있다. 이때, 상기 회전형 스와시 플레이트(110)에 장착된 더미 베어링(112)은 주축대(117)와 체결 시 인터페이스의 고려에 따라 볼트의 타입 및 직경을 조절할 수 있다. 상기 제1 볼트(121)는 회전형 스와시 플레이트(110) 내부에 장착된 더미 베어링(112)이 피치로드 하중에 의해 분리되지 않도록 리테이너(111)와 회전형 스와시 플레이트(110)를 연결시키는 역할을 수행하며, 일정한 토크를 적용하여 조립한다. 또한, 상기 리테이너(111)는 회전형 스와시 플레이트(110)에 제2 볼트(122)로 결합되어 고정될 수 있다.Referring to FIG. 2, the retainer 111 and the dummy bearing 112 may be fixed to the main shaft 117 by being coupled to the first bolt 121. In this case, the dummy bearing 112 mounted on the rotatable swash plate 110 may adjust the type and diameter of the bolt according to the consideration of the interface when the main bearing 117 is fastened with the main shaft 117. The first bolt 121 connects the retainer 111 and the rotary swash plate 110 so that the dummy bearing 112 mounted inside the rotary swash plate 110 is not separated by the pitch rod load. It plays a role and assembles by applying a constant torque. In addition, the retainer 111 may be coupled to the rotatable swash plate 110 by a second bolt 122.

도 3은 회전형 스와시 플레이트(110)의 하중 방향을 나타낸 것이고, [표 1]은 회전형 스와시 플레이트(110)에 적용되는 하중값을 수식화하여 나타낸 것이다. Figure 3 shows the load direction of the rotary swash plate 110, [Table 1] shows the formula of the load value applied to the rotary swash plate 110.

도 3 및 도 4에서의 회전형 스와시 플레이트(110)는 피치로드 및 회전형 시져 하중을 적용한 것이고, 엑츄에이터 하중이 적용되는 비회전형 스와시 플레이트 러그부에는 회전방향으로의 시험 고정 역할 및 회전 방향으로 동일한 하중을 적용하기 위해 고정부재(119)를 적용한 것이다. The rotating swash plate 110 in FIG. 3 and FIG. 4 is a pitch rod and a rotating scissor load, and a non-rotating swash plate lug portion to which an actuator load is applied is subjected to a test fixing role and a rotation direction in a rotation direction. In order to apply the same load to the fixed member 119 is applied.

또한, 피치로드 하중이 회전시 적용되는 효과를 적용하기 위해 도 3 및 표 1 과 같이 각 러그에 코사인(Consine) 곡선의 위상차 하중을 적용한 것이다. 또한, 실제 주로터 조종 시스템은 조종력 제어 역할을 하기 때문에, 회전형 스와시 플레이트(110) 러그에 적용하는 피치로드 하중은 일정한 각도로 지속적으로 작용되지 않고, 일정한 범위 이내에서 각도가 실시간으로 변화하며 작용된다. 따라서, 비행 조건 중 주로터 조종 시스템에 가장 치명적인 조건이 작용된 실제 기울기 각도 α를 동시에 적용하여 하중을 부가하였다.In addition, in order to apply the effect that the pitch rod load is applied when rotating, as shown in Fig. 3 and Table 1, the phase difference load of the cosine (Consine) curve is applied to each lug. In addition, since the actual main steering system plays a role of controlling the steering force, the pitch rod load applied to the rotatable swash plate 110 lug is not continuously acted at a constant angle, and the angle changes in real time within a certain range. It works. Therefore, the load was applied by simultaneously applying the actual inclination angle α in which the most lethal condition of the flight control system was applied.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전형 스와시 플레이트(110)는 피치로드 하중과 시져 하중을 받고 있으며, 특히 회전형 스와시 플레이트(110)의 제2 러그부(20)에 작용되는 하중은 부호 1, 2, 3, 4 의 러그에 작용되는 피치로드의 하중(즉, [표 1]의 No. 1~4와 같은 하중)에 지배적인 영향을 받게 된다. 일 예로 들어, 하나의 제2 러그부(20)는 도 4의 그래프에서와 같은 위상차 하중의 결과를 도출한다. 또한, 도 3 에서와 같이 회전형 시져 하중은 부호 5에 [표 1]의 No. 5와 같은 하중이 작용된다. 따라서, 본 발명은 이러한 실험을 통해 실제 회전형 스와시 플레이트(110) 구성품에 헬리콥터에서 적용되는 메커니즘과 동일한 하중이 부여되어 강도 및 피로 수명 평가가 될 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, the rotatable swash plate 110 is subjected to a pitch rod load and a scissor load, and in particular, a load acting on the second lug portion 20 of the rotatable swash plate 110 is It is dominantly affected by the load of the pitch rod acting on the lugs of 1, 2, 3, and 4 (that is, the same load as Nos. 1 to 4 in [Table 1]). As an example, one second lug portion 20 results in a phase difference load as in the graph of FIG. 4. In addition, as shown in Fig. 3, the rotational scissor load is denoted by No. 5 in Table 1. The same load as 5 is applied. Thus, the present invention is given the same load as the mechanism applied in the helicopter to the actual rotating swash plate 110 components through such experiments can be evaluated for strength and fatigue life.

Load NumberLoad number Load CaseLoad case RemarkRemark 1One Fstatic(N)+K[FDynamic×cos(ω×t)](N)F static (N) + K [F Dynamic × cos (ω × t)] (N)
Pitch rod load
Pitch rod load

22 Fstatic(N)+K[FDynamic×cos(ω×(t+90))](N)F static (N) + K [F Dynamic × cos (ω × (t + 90))] (N) 33 Fstatic(N)+K[FDynamic×cos(ω×(t+180))](N)F static (N) + K [F Dynamic × cos (ω × (t + 180))] (N) 44 Fstatic(N)+K[FDynamic×cos(ω×(t-90))](N)F static (N) + K [F Dynamic × cos (ω × (t-90))] (N) 55 Fstatic(N)±K×FDynamic F static (N) ± K × F Dynamic Rotating scissor loadRotating scissor load

여기서, F Static 은 정적 하중(Static load)이고, F Dynamic는 동적 하중(Dynamic load)이며, K는 하중 증가 계수(Load increment factor)이고, ω는 회전위상각도이다. 한편, 도 3의 α는 6.122o로 가정한다.Here, F Static is a static load, F Dynamic is a dynamic load, K is a load increment factor, and ω is a rotational phase angle. 3 is assumed to be 6.122 o .

따라서, 본 회전형 스와시 플레이트(110)의 피로 시험 장치를 통하여 회전형 스와시 플레이트(110)를 시험시 일정 사이클 수에서 파손이 되지 않을 경우 [표 1]에 나타낸 바와 같이 동적 하중 계수 (K)값을 적용하여 피로 시험을 단계적으로 수행하였다. 이때, 피로 시험은 S-N 피로 시험법으로서, 회전형 스와시 플레이트(110)의 피로 물성치 등 피로 특성치 값을 획득할 목적으로 파괴가 일어날 때까지 시험을 수행하는 방법이다. 이와 같이 획득된 피로물성치의 통계적 분석을 통하여 피로수명을 계산한 결과, 파손이 발생된 지점과 그에 대칭되는 지점이 각각 취약 영역을 알 수 있게 된다.Therefore, when the rotary swash plate 110 is not damaged in a certain number of cycles when the rotary swash plate 110 is tested through the fatigue test device of the rotary swash plate 110, as shown in Table 1, the dynamic load factor K The fatigue test was carried out in stages by applying a value of. In this case, the fatigue test is an S-N fatigue test method, which is a method of performing a test until failure occurs for the purpose of obtaining fatigue property values such as fatigue property values of the rotary swash plate 110. As a result of calculating the fatigue life through the statistical analysis of the fatigue property values thus obtained, it is possible to know where the breakage point and the point of symmetry thereof are weak areas.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은 실제 헬리콥터에 회전형 스와시 플레이트(110)를 장착하기 이전에 회전형 스와시 플레이트(110) 조립체를 장착하여 시험할 수 있는 시험 장치를 제공하여, 회전형 스와시 플레이트(110)에 작용되는 하중을 반영하여 실제 구조적인 측면과 피로 수명의 내구성을 판단할 수 있으며, 이를 통해 검증된 제품에 대해 제품 제작의 높은 신뢰성을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 각 시험 기관 마다 시험 장비가 조금씩 다르더라도 더미 베어링(112)과 더미 베어링(112)을 연결하는 주축대(117)의 인터페이스 부분을 조절하여 시험 장비에 맞도록 범용적으로 체결 가능한 시험 장치를 제공할 수 있다. 나아가, 본 발명은 피치로드 하중 및 회전형 시져 하중을 식으로 제안 및 적용함으로써 고정된 시험 제품에서도 헬리콥터 회전 시 구현되는 하중을 모사 가능하며 시험 검증이 가능하다.
Accordingly, the present invention configured as described above provides a test apparatus for mounting and testing the rotary swash plate 110 assembly before the rotary swash plate 110 is mounted on the actual helicopter. By reflecting the load acting upon the plate 110, it is possible to determine the actual structural aspects and durability of the fatigue life, thereby providing a high reliability of product manufacturing for the verified product. In addition, the present invention can be universally fastened to fit the test equipment by adjusting the interface portion of the headstock 117 connecting the dummy bearing 112 and the dummy bearing 112, even if the test equipment is slightly different for each test engine A test device can be provided. Furthermore, the present invention is capable of simulating and verifying the load implemented when the helicopter rotates even in a fixed test product by suggesting and applying a pitch rod load and a rotating scissor load.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is just one embodiment for carrying out the fatigue test apparatus of the helicopter main rotor rotary swash plate according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, it is claimed in the following claims As will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention, the technical spirit of the present invention will be described to the extent that various modifications can be made.

100: 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치
110: 회전형 스와시 플레이트 111: 리테이너
112: 더미 베어링 113: 시져 연결 조립대
113: 리테이너 114: 회전형 시져 액튜에이터 부재
115: 피치로드 연결 조립대 116: 피치로드 액튜에이터 부재
117: 주축대 118: 베이스부
119: 고정부재 120: 회전형 시져 러그 지지대100: Fatigue test device for helicopter main rotor rotary swash plate
110: rotating swash plate 111: retainer
112: dummy bearing 113: scissor connection assembly
113: retainer 114: rotary scissor actuator member
115: pitch rod connecting assembly 116: pitch rod actuator member
117: headstock 118: base portion
119: fixing member 120: rotary scissor lug support

Claims (9)

링 형상의 둘레에 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제1 러그부와 제2 러그부를 구비하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치에 있어서,
판상 형의 베이스부;
상기 베이스부 상에 수직방향으로 형성된 주축대;
상기 주축대 상에 구비되어 상기 회전형 스와시 플레이트의 내측에 장착된 더미 베어링;
상기 회전형 스와시 플레이트와 상기 더미 베어링 사이, 상기 더미 베어링의 상부에 설치되어 상기 더미 베어링을 상기 회전형 스와시 플레이트에 고정시키는 리테이너;
일단이 상기 제1 러그부 중 어느 하나에 상기 주축대에 대하여 수직방향으로 결합되는 회전형 시져 액튜에이터 부재;
일단이 상기 제2 러그부에 상기 주축대와 평행인 방향으로 결합되고, 상기 일단의 반대인 타단이 상기 베이스부에 고정되는 피치로드 액튜에이터 부재;
일단이 상기 제1 수평 러그부 중 다른 하나에 상기 주축대에 대하여 수직방향으로 결합되는 고정부재; 및
상기 베이스부와 이격되어 상기 주축대와 평행인 방향으로 구비되는 적어도 하나 이상의 기둥부를 가지고, 상기 기둥부 중 어느 하나에는 상기 회전형 시져 액튜에이터 부재의 타단이 결합고정되며, 상기 기둥부 중 다른 하나에는 상기 고정부재의 타단이 결합고정되는 회전형 시져 러그 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.In a fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotary swash plate having at least one first lug portion and a second lug portion protruding around a ring shape,
Plate-shaped base portion;
A main shaft formed in the vertical direction on the base portion;
A dummy bearing provided on the headstock and mounted inside the rotatable swash plate;
A retainer between the rotatable swash plate and the dummy bearing, the retainer being installed on the dummy bearing to fix the dummy bearing to the rotatable swash plate;
A rotary scissor actuator member having one end coupled to one of the first lug portions in a vertical direction with respect to the main shaft;
A pitch rod actuator member having one end coupled to the second lug portion in a direction parallel to the main shaft, and the other end opposite to the one end fixed to the base portion;
A fixing member having one end coupled to the other of the first horizontal lugs in a vertical direction with respect to the main shaft; And
At least one pillar portion spaced apart from the base portion and provided in a direction parallel to the main shaft, one of the pillar portions is fixed to the other end of the rotary scissor actuator member, the other of the pillar portions Helicopter main rotor rotary swash plate fatigue test apparatus, characterized in that it comprises a rotary scissor lug support that is fixed to the other end of the fixing member. 제1항에 있어서,
상기 회전형 시져 액튜에이터 부재는 일단에 결합된 시져 연결 조립대를 통하여 상기 회전형 스와시 플레이트의 제1 러그부에 결합되는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.The method of claim 1,
The rotatable scissor actuator member is a fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotatable swash plate, characterized in that coupled to the first lug portion of the rotatable swash plate through a scissor connection assembly coupled to one end. 제1항에 있어서,
상기 피치로드 액튜에이터 부재는 일단에 결합된 피치로드 연결 조립대를 통하여 상기 회전형 스와시 플레이트의 제2 러그부에 결합되는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.The method of claim 1,
The pitch rod actuator member is a fatigue test apparatus of the helicopter main rotor rotary swash plate, characterized in that coupled to the second lug portion of the rotary swash plate through a pitch rod connecting assembly coupled to one end. 제1항에 있어서,
상기 회전형 시져 액튜에이터 부재는 상기 시져 연결 조립대 방향으로 유압을 이용하여 펌핑될 수 있는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.The method of claim 1,
The rotatable scissor actuator member is a fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotatable swash plate, characterized in that the pump can be pumped by the hydraulic pressure in the direction of the caesar connecting assembly. 제4항에 있어서,
상기 회전형 스와시 플레이트는 상기 회전형 시져 액튜에이터 부재에 의하여 회전형 시져의 하중을 공급받는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.5. The method of claim 4,
The rotary swash plate is a fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotary swash plate, characterized in that the load of the rotary scissor is supplied by the rotary scissor actuator member. 제1항에 있어서,
상기 피치로드 액튜에이터 부재는 상기 피치로드 연결 조립대 방향으로 유압을 이용하여 펌핑될 수 있는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.The method of claim 1,
The pitch rod actuator member is a fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotary swash plate, characterized in that the pump can be pumped by using hydraulic pressure in the direction of the mounting rod assembly. 제6항에 있어서,
상기 회전형 스와시 플레이트는 상기 피치로드 액튜에이터 부재에 의하여 피치로드의 하중을 공급받는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.The method according to claim 6,
The rotary swash plate is a fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotary swash plate, characterized in that the load of the pitch rod is supplied by the pitch rod actuator member. 제1항에 있어서,
상기 리테이너 및 더미 베어링은 상기 주축대에 볼트결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.The method of claim 1,
The retainer and the dummy bearing are bolted to the main shaft is fixed, the fatigue test apparatus of the helicopter main rotor rotary swash plate. 제1항에 있어서,
상기 리테이너는 회전형 스와시 플레이트에 볼트결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 주로터 회전형 스와시 플레이트의 피로시험 장치.The method of claim 1,
The retainer is a fatigue test apparatus for a helicopter main rotor rotary swash plate, characterized in that the bolt is fixed to the rotary swash plate.
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