Projekt aerodynamiczny studialnego wirnika nosnego śmigłowca w oparciu o nowoczesne profile śmigłowcowe

• Autorzy: Czechyra T. , Kania W. , Stalewski W. , Żółtak J.

Warianty tytułu

EN

Aerodynamic design of helicopter main rotor on the base of advanced airfoils

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono rezultaty prac badawczo-projektowych dotyczących aerodynamicznego projektu studialnego wirnika nośnego. Punkt wyjścia stanowiła rodzina nowoczesnych profili śmigłowcowych opracowanych w Zakładzie Aerodynamiki zaś celem pracy było zaprojektowanie wirnika tak, aby dzięki zastosowaniu nowej generacji profili łopat uzyskane polepszenie jego własności aerodynamicznych. Proces numerycznego projektowania wirnika nośnego przeprowadzono wykorzystując szereg programów z zakresu obliczeniowej mechaniki płynów oraz programów wspomagających projektowanie i optymalizację konstrukcji. Przyjęte aerodynamiczne kryteria projektowania i optymalizacji wirnika dotyczyły minimalizacji mocy niezbędnej do napędu wirnika a także eliminacji w opływie łopat wirnika potencjalnych źródeł hałasu oraz oderwania przepływu mogących prowadzić do buffetingu łopat. Dla finalnej wersji zaprojektowanego studialnego wirnika nośnego przeprowadzono szereg symulacji opływu w wybranych stanach lotu śmigłowca. Uzyskane wyniki potwierdzily spełnienie przyjętych kryteriów projektowania. Ostateczna ocena własności zaprojektowanego wirnika zrealizowana będzie w oparciu o wyniki planowanych badań eksperymentalnych.

EN

Research results, concerning the study of aerodynamic design of helicopter main rotor, have been presented. The main goal was to obtain improved aerodynamic properties of the rotor. To achieve this, advanced helicopter airfoil family has been developed. The design process was performed basing on computational technique, using several CFD and CAD codes. Assumed aerodynamic objectives concerned a minimisation of power required to drive the rotor and elimination of potential noise and buffet sources like shock waves or deep stall. Detailed CFD analysis of aerodynamic properties has been performed for final version of the rotor. Computational results confirmed that the designed rotor fulfils most of assumed design criteria. Aerodynamic properties of the rotor will be definitely evaluated on the base of planned wind tunnel tests, where a main rotor model with new designed blades will be investigated.

Słowa kluczowe

PL

lotnictwo; studialny wirnik nośny śmigłowca; nowoczesne profile śmigłowcowe

EN

aviation; helicopter main rotor; base of advanced airfoils

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2008
• Tom: Nr 3-4 (194-195)
• Strony: 124--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czechyra T.

autor

Kania W.

autor

Stalewski W.

autor

Żółtak J.

• Instytut Lotnictwa, Al. krakowska 110/114, 02-256 Warszawa

Bibliografia

• [1] Kania W., Stalewski W.: Studium badawcze łopaty wirnika nośnego i śmigła ogonowego śmigłowca o nowoczesnej aerodynamice. Sprawozdanie wewnętrzne Instytutu Lotnictwa Nr 34/BA/99/P, 1999 r.
• [2] Kania W., Stalewski W.: Development of New Generation Main and tail Rotor Blade Airfoils. Proceedings of 22-nd International Council of the Aeronautical Sciences Congress, Paper No 181, 2000 r.
• [3] Kania W., Stalewski W., Godlewski J.: Numerical design and optimization of new generation main and tail rotors blade airfoils. Proceed. of the Third Seminar on RRDPAE, Research Bulletin of IAAH No 9, pp. 31-38, 1999 r.
• [4] Stalewski W.: CODA – program wspomagający projektowanie wieloelementowych profili lotniczych. Sprawozdanie wew. Instytutu Lotnictwa Nr 136/BA/97/D, 1997 r.
• [5] Stalewski W.: Numeryczna metoda modyfikacji profilu bazująca na rozwiązaniu zagadnienia odwrotnego. Materiały 8. Konferencji Mechaniki Cieczy i Gazów, 1988 r.
• [6] Stalewski W.: Numeryczna optymalizacja profili śmigłowcowych oparta na algorytmie genetycznym z uwzględnieniem kryteriów bazujących na niestacjonarnych charakterystykach aerodynamicznych. Prace Instytutu Lotnictwa 2006 nr 184-185.
• [7] Bauer F., Garabedian P., Korn D., Jamenson A.: Supercritical wing section II. Springer-Verlag, 1975 r.
• [8] Giles H. B., Drela M.: Two-dimensional Transonic Aerodynamic Design Method. AIAA Journal, vol. 25, Nr 9, 1987 r.
• [9] Drela M.: A User’s Guide to MSES 2.7. MIT Computational Aerospace Sciences Laboratory, November 1994.
• [10] FLUENT 6.1 User’s Guide. Fluent Inc. February 2003.
• [11] Stalewski W.: Komputerowy system wspomagający projektowanie trójwymiarowych obiektów aerodynamicznych. Sprawozdanie wewnętrzne Instytutu Lotnictwa Nr 4/BA/94/P, 1994 r.
• [12] Leishman J. G.: Principles of Helicopter Aerodynamics. Cambridge University Press 2000.
• [13] Voillet A., Allongue M., Philippe J. J., Desopper A.: Performance and Development of the Super Puma MK II Main Rotor With New SPP8 Blade Tip Design. Fiftenth European Rotorcraft Forum. Amsterdam 1989.
• [14] Muller R. H. G.: Winglets On Rotor Blades In Forward Flight – A Theoretical and Experimental Investigation. Fourteenth European Rotorcraft Forum. Milano, Italia 1988.
• [15] Nixon D.: Transonic aerodynamics. Progress in Astronautic and Aeronautics, 81, 1982.
• [16] Zwierchanowska B., Kania W.: Badania ciśnieniowe charakterystyk aerodynamicznych modelu profilu ILH312 w tunelu N-3. Raport Instytutu Lotnictwa Nr 32/BA/99/P, 1999 r.