Chercheur principal et leader
industriel/ Principal Investigator and
Industrial Leader
Participant
Organisation/Organization
Hoa, Suong V.
Concordia
University
D'Arienzo, Vince
BHTC
Partenaires/ Partners
Organisation/Organization
Institut de
recherche
aérospatiale du CNRC
Université
Concordia
Université McGill
Bell Helicopter
Textron Canada
limitée
Bombardier
Aéronautique
Dema Aéronautique
inc.
Nombre
d'étudiants impliqués sur ce projet : /
Number of students
Bac/ Undergraduate
1
Maîtrise/ Master
2
Doctorat/ Doctorate
1
Post-Doc
0
Description du projet/ Project
Description
Le présent projet vise le développement
de poutres de queue pour hélicoptères en
composite thermoplastique. Ces dernières
ont la forme de minces tubes
cylindriques fuselés et relient la
cabine de l’hélicoptère au moteur de
queue dont la fonction est de contrôler
la direction et la stabilité de
l’appareil. Une poutre de queue est
soumise à une grande quantité de moments
fléchissants et de tensions ainsi qu’à
de hautes températures vu qu’elle est
localisée dans le sillage des gaz
d’échappement venant du moteur. Elle
doit donc être faite dans un matériau
suffisamment performant tel que
l’aluminium qui est à la fois léger,
solide, dur et performant en
température.
L’usage accru des composites dans les
aéronefs par des fabricants importants
comme Boeing et Airbus a ouvert la voie
vers des applications innovantes.
Utiliser des composites pour faire des
poutres de queue d’hélicoptères peut se
traduire par des économies
significatives en terme de temps de
fabrication et une excellente
performance en fatigue. Les composites
thermoplastiques comme le carbone/PEEK
offrent des caractéristiques très
intéressantes telles qu’une excellente
résistance et une excellente rigidité et
une bonne performance en température.
Cependant, la technologie permettant de
fabriquer des cylindres en composite en
utilisant un processus de placement de
fibre automatisé n’est apparue que
récemment. La fabrication de cylindres
tressés nécessite par ailleurs encore
d’adresser de nombreux défis tels que
les chevauchements et les trous entre
les couches ou l’incurvation des fibres.
This project aims at the development of
tapered thermoplatic composite tail
booms for helicopters which has the
configuration of a tapered cylinder. It
connects the cabin of the helicopter to
the tail rotor, whose function is to
control the direction and stability of
the aircraft. The tail boom is subjected
to a large amount of bending moments and
stresses. For weight saving purposes,
the tail boom is usually a thin walled
tube. It is located in the wake of the
exhaust gas coming from the engine. As
such, it needs to be made of a material
with sufficient high temperature
performance. The tail boom has been made
using aluninum which possesses the
characteristics of light weight,
sufficiently good strength, stiffness
and temperature performance.
This project will address the stress
analysis for design of the tail boom
using thermoplastic composites, and
issues related to the manufacturing of
the tail boom using fiber placement
technique. Properties of laminates
containing laps and gaps (or curved
fiber paths) will be studied and used
for the development of the composite
tail boom. Manufacturing, analysis and
design techniques will be developed.
Objectifs/ Objectives
Le présent projet aura pour objectif
d’analyser les tensions auxquelles sont
soumises les poutres de queue et d’en
designer une en utilisant des composites
thermoplastiques. Les propriétés des
laminés contenant des chevauchements et
des trous ou des fibres incurvées seront
étudiées et utilisées pour le
développement de la poutre de queue qui
sera finalement fabriquée.
The overall objectives of the research
project as originally described in the
research proposal are:
• To develop manufacturing technology
to manufacture thermoplastic composite
tapered cylindrical tube using the
automated fibre placement process.
• To investigate the use of
electro-thermal welding to join internal
structures to the tapered cylinder.
• To characterize the mechanical
behavior of thermoplastic composite
laminates containing small laps and
gaps.
• To develop analysis and design
methodology for the thermoplastic
composite tapered cylindrical tubes.
