Analiza powstawania pierścienia wirowego wokół wirnika głównego na podstawie badań śmigłowca W-3 Sokół przy użyciu pakietu obliczeniowego FLUENT

• Autorzy: Florczuk W.

Warianty tytułu

EN

CFD hover analysis of W-3 Falcon rotorcraft for different upstream air conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zagadnienie powstawania pierścienia wirowego na wirniku głównym śmigłowca od wielu lat jest jednym z podstawowych problemów, a zarazem jednym z największych zagrożeń występujących w czasie eksploatacji tego typu maszyn. Powstanie pierścienia wirowego w pobliżu wirnika głównego śmigłowca skutkuje spadkiem jego ciągu nawet o 30%. Zjawisko to najczęściej powstaje i stwarza największe zagrożenie dla maszyny i jego załogi w sytuacji, gdy śmigłowiec zmuszony jest do operowania w warunkach, gdzie ośrodek wypełniający otoczenie porusza się względem śmigłowca, z prędkością zbliżoną do prędkości indukowanej przez wirnik główny. Tego typu przypadki mogą zaistnieć w sytuacji dynamicznego lądowania lub zawisu śmigłowca w obszarze prądów wznoszących, np. nad pożarem, czy rozgrzanym terenem zurbanizowanym. W pracy tej dokonano symulacji opływu śmigłowca w szerokim zakresie jego użytkowania, tj. dla różnych prędkości opadania i prędkości postępowych. Symulacje te wykonano przy użyciu pakietu obliczeniowego FLUENT 6.3.26 oraz wcześniej przygotowanego modelu śmigłowca W-3 Sokół w wersji podstawowej. Wyniki jakie uzyskano jednoznacznie pozwoliły na szczegółowe przeanalizowanie występowania pierścienia wirowego oraz jego struktury, miejsca zaczepienia w zależności od warunków opływu.

EN

Since the rotorcraft has become a commonly use for many applications like police, military, rescue and civil the most dangerous situations during exploitation such machines are vortex ring state. Appearance of vortex ring upon the main rotor during helicopter flight can decrease their thrust almost 30% in result. This phenomenon exists when the rotorcraft operates in conditions where relative velocity to the rotor is similar to induce velocity. Those conditions can occur when helicopter operates while dynamic land or hover in field of upstream air flow, for example when the helicopter is used to fire extinguish and risk of flights above the fire is big. Then the hot air can flow with velocity similar to induced velocity by rotor and in result the vortex ring occur. In this work were performed simulations of W-3 Falcon rotorcraft being in hovering in field of air with different velocity upstream conditions. Those simulations directly shows that vortex ring occurs and influences on rotor while velocity of upstream air is similar to velocity induced by main rotor. In result the rotorcraft can fall down and crash when the pilot reaction will be wrong. The simulations were performed in FLUENT 6.3.26 with model of basic version of W-3 Falcon.

Słowa kluczowe

PL

awionika; aerodynamika śmigłowca; pierścień wirowy; główny wirnik; śmigłowiec W-3 Sokół; pakiet obliczeniowy FLUENT

EN

avionics; helicopter aerodynamics; rotorcraft

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2009
• Tom: Nr 6 (201)
• Strony: 67--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Florczuk W.

• Instytut Lotnictwa

Bibliografia

• [1] http://www.metacafe.com/watch/852490/helicopter_gets_caught_in_a_vortex_ring/
• [2] Sutkino Wirogo, Ruith M.: Fluent Training.Virtual Blade Model UGM2004.
• [3] Hoinville E., Renaud T., ONERA, Applied Aerodynamics Department, France „CFD simulation of helicopter rotor in the Vortex Ring State regime”.
• [4] Dreier M., Kisor R., Wood T. (Bell Helicopter Textron, Inc.), : „The nature of Vortex Ring State”, Albert Brand (AgustaWestlandbell).
• [5] Dziubiński A., Stalewski W., Poland, Warsaw, Institute of Aviation, Computational Fluid Dynamics Department : „Vortex Ring State Simulation Using Actuator Disc”.
• [6] Fluent 6.3.26 User Guide.
• [7] http://pl.wikipedia.org/wiki/pzl_W-3_Sok%C3%B3%C5%82