Modellbildung und Berechnung von Rotor-Zelle Kopplungserscheinungen am Hubschrauber und deren Interpretation mittels Energieflussmethoden

Rotor-Struktur-Kopplungsphänomene (RSK-Phänomene) sind aeromechanische Instabilitätsformen, die sich beim Hubschrauber durch eine Kopplung der schwingungsfähigen Teilsysteme Rotor und Hubschrauberzelle ausbilden können. In ihrer extremen Form können solche Instabilitäten zur Zerstörung des Fluggeräts führen und sind somit zu vermeiden. Bestimmte Ausprägungen dieser Instabilitätsklasse, Phänomene der sogenannten Luft- beziehungsweise Bodenresonanz, sind für den Hubschrauber in der Literatur bereits hinlänglich bekannt und verstanden. In dieser Arbeit wird ein RSK-Phänomen untersucht, welches mit den klassischen Erklärungsmodellen bisher bekannter Ausprägungen nicht zu erfassen ist. Zunächst wird die in Frage stehende Instabilität von den bisher in der Literatur bekannten RSK-Phänomenen abgegrenzt. Darauf aufbauend wird eine Modellierung erarbeitet, die diese Art von Instabilitätsphänomen abzubilden vermag. Zur Analyse der physikalischen Wirkmechanismen des besagten Instabilitätsphänomens wird eine Methode entwickelt, die dessen energetische Ursache auf Basis von Energieflussbetrachtungen offenlegt. Ferner sind auf Basis der Energieflussbetrachtungen Ansatzpunkte für Abhilfemaßnahmen zur Stabilisierung identifizierbar, deren Wirksamkeit auf Basis von Simulationen bestätigt wird.