Identification of UAV static aerodynamic characteristics in the water tunnel balance research

• Autorzy: Lichoń D. , Mikołajczyk A. , Kiszkowiak Ł. , Łącki T

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2016.11

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja statycznych charakterystyk aerodynamicznych samolotu klasy bal z wykorzystaniem pomiarów wagowych w tunelu wodnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work presents the identification of static aerodynamic characteristics in the water tunnel experiments. The tested object was a scale model of unmanned aerial vehicle (UAV) target drone OCP-Jet. The research was performed in the water tunnel Rolling Hills Research Corporation model no. 2436, Military University of Technology, Warsaw. Water tunnel experiments allow to perform static and dynamic balance measurements, dye flow visualizations and PIV flow field measurements. The advantage of the use of the water tunnel are relatively inexpensive researches and the possibility to use small models manufactured with 3D printing technology. However, testing the flying objects in the water medium has limitations due to difficulties in satisfying the flow similarity criteria. In this paper the researches were focused on identification of the static aerodynamic characteristics with the use of balance measurements. The forces and moments characteristics were performed. The experimental results were compared with full scale aircraft characteristics, calculated with analytical methods and vortex lattice method.

PL

W niniejszej pracy przeprowadzono eksperymentalną analizę zmęczeniową łopatki sprężarki lotniczego silnika turbinowego. Rozkład temperatur na łopatce wykorzystano do określenia długości powstałej w trakcie badań szczeliny zmęczeniowej. Łopatka z karbem symulującym uszkodzenie obcym obiektem została poddana drganiom poprzecznym wstanie rezonansu. Podczas badań zarówno amplituda przemieszczenia wierzchołka ostrza, a także długość pęknięcia były monitorowane. W tym samym czasie wykonano kamerą termowizyjną zdjęcia rozkład temperatury. W pierwszej fazie pracy wykresy amplitudowo-częstotliwościowe uzyskano dla różnej wielkości pęknięć. Określono liczbę cykli obciążeń do inicjacji pęknięć, a także dynamikę wzrostu pęknięć w łopatce sprężarki narażonej na drgania. Dodatkowym efektem pracy jest porównanie długości szczelin zmierzonych bezpośrednio na badanej łopatce jak i na obrazie z rozkładami temperatury wokół pęknięcia. Przedstawiono zalety metody pomiaru długości szczeliny z wykorzystaniem zdjęć z kamery termowizyjnej. Wyniki przedstawione w niniejszym artykule mają wartość teoretyczną i praktyczną.

Słowa kluczowe

EN

static aerodynamics characteristics; water tunnel; UAV; balance measurements; aerodynamics forces; aerodynamics moments

PL

statyczne charakterystyki aerodynamiczne; tunel wodny; systemy BAL; pomiary wagowe; siły aerodynamiczne; moment aerodynamiczny

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 88 [293], nr 2
• Strony: 127--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lichoń D.

• Rzeszow University of Technology

autor

Mikołajczyk A.

• Military University of Technology

autor

Kiszkowiak Ł.

• Military University of Technology

autor

Łącki T

• Military University of Technology

Bibliografia

• 1. Erm L. P., Ol M.V.: An assessment of the usefulness of water tunnels for aerodynamic investigations, Defence Science and Technology Organization, DSTO-TR-2803, Australia, December 2012.
• 2. Erm L. P., Ferrarotto P.: Development of a five-component strain-gauge balance for the DSTO water tunnel, Defence Science and Technology Organization, DSTOTR-0597, Australia, November 2009.
• 3. Erm L. P.: Development and use of a dynamic-testing capability for the DSTO water tunnel, Defence Science and Technology Organization, DSTO-TR-1836, Australia, March 2006.
• 4. Erm L. P.: Measurement of flow-induced pressures on the surface of a model in a flow visualization water tunnel, Experiments in Fluids, 35 (2003), 533-540.
• 5. Jaroszewicz A., Stachow J., et al.: Water tunel experimental studies of leading edge vortex control on delta wing MAV, 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting, AIAA 2011-1158, Orlando, January 2011.
• 6. Czekałowski P., Sibilski K., Szczepański C.: Wpływ zredukowanej częstotliwości trzepotania skrzydła entomoptera na obciążenia aerodynamiczne – wizualizacja opływu skrzydla oraz pomiary sił aerodynamicznych, Modelowanie Inżynierskie, 41 (2011), 27-37.
• 7. Mueller T. J.: Aerodynamic measurements at low Reynolds numbers for fixed wing micro-air vehicles, Development and operation of UAVs for military and civil applications, Belgium, 1999.
• 8. http://www.rollinghillsresearch.com
• 9. http://www.uav.com.pl
• 10. Fiszdon W.: Mechanika lotu, PWN, Warszawa, 1961.
• 11. Melin T.: A vortex lattice Matlab implementation for linerar aerodynamic wing applications, Royal Institute of Technology, Sweden, 2000.
• 12. Melin T.: Tornado VLM software, tornado.redhammer.se

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).