Gurney flap and T-strip influence on stabilizer aerodynamic effectiveness and hinge moment characteristics

• Autorzy: Sieradzki A.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1226890

Warianty tytułu

PL

Wpływ klapki Gurneya oraz typu t-strip na efektywność aerodynamiczną statecznika i charakterystyki momentu zawiasowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Classic Gurney flap and double Gurney flap (called T-strip) are well researched devices in fixed wing applications. However, their influence on aircraft movable steer aerodynamic characteristics is not widely documented. This paper presents aerodynamic analysis of these two airfoil trailing edge modifications, applied to a typical symmetrical aircraft stabilizer with movable steer. Both solutions were modelled as two dimensional cases and CFD calculations were performed for a selected range of angles of attack and steer deflections. As a result, a set of aerodynamic characteristics was received. They allowed to assess the influence of selected modifications on entire stabilizer aerodynamic effectiveness, as well as on hinge moment characteristics. The flow conditions change in the presence of the analyzed devices were also investigated. This way, performed analysis provided valuable information about advantages and disadvantages of using such devices on small aircrafts control surfaces. The results showed the possibility of significant improvement of the aerodynamic characteristics of the whole stabilizer by using Gurney flap or T-strip, especially at high steer deflection angles and moderately high lift coefficient values.

PL

Klasyczna klapka Gurneya oraz podwójna klapka Gurneya (T-strip) są dobrze przebadanymi urządzeniami w zastosowaniu do stałych płatów. Ich wpływ na charakterystyki aerodynamiczne ruchomych powierzchni sterowych nie jest jednak szeroko udokumentowany. W publikacji przedstawiono analizę aerodynamiczną dwóch wspomnianych modyfikacji krawędzi spływu profilu, w zastosowaniu do typowego dla statków powietrznych symetrycznego statecznika z ruchomym sterem. Obydwa rozwiązania zamodelowano jako przypadki dwuwymiarowe, a następnie przeanalizowano przy pomocy metod CFD dla szeregu kątów natarcia oraz wychyleń steru. W rezultacie otrzymano zestaw charakterystyk aerodynamicznych. Pozwoliły one na ocenę wpływu wybranych modyfikacji na efektywność aerodynamiczną kompletnego statecznika, jak również na charakterystyki momentu zawiasowego. Zbadano również zmiany jakie zachodzą w przepływie w obecności analizowanych urządzeń. Tym sposobem, przeprowadzona analiza dostarczyła cennych informacji dotyczących zalet i wad użycia tego typu rozwiązań na powierzchniach sterowych niewielkich statków powietrznych. Rezultaty wykazały możliwość znacznej poprawy charakterystyk aerodynamicznych całego statecznika w wyniku zastosowania klapki Gurneya lub typu T-strip, zwłaszcza przy dużych wychyleniach steru i umiarkowanie dużych wartościach współczynnika siły nośnej.

Słowa kluczowe

EN

CFD simulation; Gurney Flap; T-strip; steer; stabilizer

PL

symulacja CFD; klapka Gurneya; T-strip; ster; statecznik

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 4 (245)
• Strony: 199--208
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sieradzki A.

• Center of New Technologies, Institute of Aviation, Al. Krakowska 110/114,02-256 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Stalewski, W. and Sznajder, J., 2014, „Compulalional investigations of active flow control on helicopter-rotor blades". Journal of KONES Powertrain and Transport, 21(2), pp. 281-288.
• [2] Stalewski, W., 2015, „Rotorcraft Applications of Active Gurney Flap Investigated within the Clean-Sky Project COMROTAG", 41st European Rotorcraft Forum, The American Helicopter Society (AHS) International, Munich.
• [3] Bechert, D. W., Meyer, R. and Hage, W., 2000, „Drag reduction of airfoils with miniflaps. Can we learn from dragonflies?", AIAA-2000-2315, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, VA.
• [4] Cavanaugh, M. A., Robertson, P. and Mason, W. H., 2007, „Wind Tunnel Test of Gurney Flaps and T-Strips on an NACA 23012 Wing", AIAA-2007-4175,25th AIAA Applied Aerodynamics Conference, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, VA.
• [5] Wiśniowski, W, 2014, „Twenty years of light aircraft and safety program". Transactions of the Institute of Aviation, 236(3), pp. 7-25.