Badania eksperymentalne stanu pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca metodą anemometrii obrazowej (PIV)

• Autorzy: Stryczniewicz W. , Surmacz K.

Warianty tytułu

EN

PIV measurements of the vortex ring state of the main rotor of a helicopter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wizualizacyjnych w tunelu aerodynamicznym przeprowadzonych w celu zbadania stanu pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca. Badania wizualizacyjne przeprowadzono metodą anemometrii obrazowej (PIV). Cechą charakterystyczną opadania śmigłowca w warunkach stanu pierścienia wirowego (VRS, Vortex Ring State) jest powstanie wokół wirnika cyrkulacyjnego ruchu strug powietrza po torach w kształcie pierścieni. W przeprowadzonych badaniach warunki VRS uzyskano poprzez umieszczenie modelu śmigłowca w przestrzeni pomiarowej tunelu tak, aby oś wirnika nośnego pokrywała się z osią symetrii przestrzeni pomiarowej. Wykonane analizy potwierdziły skuteczność sytemu PIV stosowanego w Laboratorium Badań Aerodynamicznych Instytutu Lotnictwa do badań opływu śmigłowa z pracującym wirnikiem oraz stanowią przyczynek do kontynuacji badań nad dynamiką powstania stanu pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca.

EN

The paper presents results of the investigation of the vortex ring state (VRS, settling with power) of the main rotor of a helicopter with the use of Particle Image Velocimetry (PIV) method. One of the most distinguished features in the conditions known as settling with power is a formation of toroidal vortices around the rotor of a helicopter. In order to provide the necessary conditions for the development of VRS the rotation axis of the main rotor and the axis of symmetry of the wind tunnel’s test section were set coaxially. The results of the measurements proved the feasibility of the Applied Aerodynamics Laboratory’s PIV system for investigations of the flow over a powered rotor in a test section of the wind tunnel. The presented results constitute a contribution to performance of a more detailed research on the development of the VRS of the main rotor of a helicopter.

Słowa kluczowe

PL

stan pierścienia wirowego; VRS; aerodynamika lotu śmigłowca; anemometria obrazowa; PIV

EN

vortex ring state; VRS; aerodynamics of helicopter flight; Particle Image Velocimetry; PIV

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 2 (235) June 2014
• Strony: 17--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., schem., tab.

Twórcy

autor

Stryczniewicz W.

• Centrum Nowych Technologii Aerodynamiki Stosowanej, Instytut Lotnictwa, al. Krakowska 110/114,02-256 Warszawa, Polska

autor

Surmacz K.

• Centrum Nowych Technologii, Laboratorium Aerodynamiki Stosowanej, Instytut Lotnictwa, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa, Polska

Bibliografia

• [1] Juriew, B. N. (1956). Aerodynamika śmigieł i śmigłowców, WMON.
• [2] Leishman, J. G. (2000). Principles of helicopter aerodynamics, cambridge university press.
• [3] Szumańki, K. (2006). Przelot dynamiczny śmigłowca przez strefę występowania strumienia wirowego, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 1-2(184-185), s. 110-118.
• [4] Stalewski, W., Dziubiński, A. (2006). Symulacja zjawiska pierścienia wirowego wokół wirnika śmigłowca w oparciu o rozwiązanie równań N-S z uproszczonym modelem wirnika w postaci powierzchni skoku ciśnienia, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 1-2(184-185), s. 65-71.
• [5] Sobczak, K. (2008). modelowanie wybranych przypadków lotu śmigłowca z wykorzystaniem oprogramowania FLueNt, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 3-4(194-195), s. 158-165.
• [6] Grzegorczyk, K. (2009). analiza zjawiska pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 6(201), s. 52-66.
• [7] Florczuk, W. (2009). analiza powstawania pierścienia wirowego wokół wirnika głównego na podstawie badań śmigłowca W-3 Sokół przy użyciu pakietu obliczeniowego FLueNt, Prace Instytutu Lotnictwa, Nr 6(201), s. 67-80.
• [8] Grzegorczyk, K. (2012). Symulacja lotu śmigłowca w bliskości granic użytkowania, Mechanika w Lotnictwie, Nr ML-XV.
• [9] Grzegorczyk, K. (2013). Analysis of Influence of Helicopter descent Velocity changes on the phenomena of Vortex ring State, Postępy Nauki i Techniki, Tom 7, Nr 17.
• [10] Witkowski, R. (1998). Wprowadzenie do wiedzy o śmigłowcach, Biblioteka Naukowa nr 8, Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa.
• [11] Dress, J., Hendal, W. P. (1951). Airflow patterns in the Neighbourhood of Helicopter rotors, Aircraft Engineering, Vol. 23(266).
• [12] Raffel, M., Willert, C., Wereley, S., Kompenhans, J. (2007). Particle Imagine Velocimetry – A Practical Guide, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
• [13] Stryczniewicz, W. (2012). algorytm do wyznaczania wektorowego pola prędkości metodą anemometrii obrazowej, Problemy Mechatroniki 3.
• [14] Pobrane z: www.military-today.com/helicopters/bellboeing_v_22_osprey.htm.
• [15] Pobrane z: www.airplane-pictures.net/photo/91180/g-ceco-private-hughes-269c/.
• [16] Pobrane z: cl.pwszchelm.pl/index.php?option=com_phocagallery&view=category&id=2: galeria&Itemid=49.