Fabrication and characterization of a helicopter composite tail cone

Abstract

Bu çalışmanın amacı karbon fiber kompozit malzeme ile üretilmiş bir helikopter kuyruk konisinin mekanik ve kimyasal özelliklerini incelemektir. Kompozit malzemenin havacılık sektöründe sıklıkla tercih edilmesinin en önemli sebebi mukavemet/ağırlık oranının yüksek olmasıdır.Havacılık ve uzay teknolojisinde yapılan yenilikler, araştırma geliştirme programlan, tüm dikkatleri, yüksek dayanımlı, hafif ve kolayca denetlenip isteni¬len yönde ayarlanabilen mekanik özelliklere sahip, tak¬viyeli plastik malzemeler üzerinde yoğunlaştırılmıştır. Hafiflik, güçlülük, uçuş menzilinin ve yük kapasi¬tesinin artması, hizmet süresinin uzun olması korozyon direnci, bakım onarım imkânı ve uygulamaya konulacak teknik yenilikler bakımından kompozit malzemeler, askerî ve sivil uçaklarda giderek artan oran¬larda kanat, gövde, yatay/dikey dengeleyiciler, helikopter pervane ve milleri ve diğer bölümlerde yay¬gın olarak kullanım alanına girmişlerdir.Bu çalışmada bir insansız hava aracı için tasarlanan kuyruk konisi polimer matrisli kompozit malzemeden üretilmiştir. Karbon fiberle güçlendirilmiş epoksi matrisli kompozit malzeme kuyruk konisi üretimi için kullanılmıştır. Ayrıca çift yönlü karbon fiber arasına bal peteği kullanılmıştır.

This thesis presents manufacturing an unmanned helicopter composite tail boom and associated with mechanical tests. The tail boom effectively couples two masses together; the main rotor and the tail rotor. These each constitute both static and dynamic forces. Because it is long to obtain the enough distance between the tail rotor and the main rotor, the materials used for manufacturing the tail boom needs to be a lightweight material. A hand lay-up technique is used for the manufacturing of the tail booms. Primarily, two different conical shells were produced with hand lay-up technique. One was produced with 3-ply carbon fiber. To increase the resistance of the shell to torsion, it was strengthened by stiffeners. The other one was produced using honeycomb as core material and carbon/epoxy face sheets. The tail boom was also modeled by using ANSYS finite element software and static analyses were achieved. In test results, bending and torsional-bending features of manufacturing with honeycomb between 2-ply carbon fiber were better than manufacturing with 3-ply carbon fiber with stiffeners. Therefore, an unmanned helicopter tail boom was manufactured with honeycomb between carbon fiber. Totally, four plies carbon fiber and carbon fiber was used for unmanned helicopter tail cone.