Projektowanie i badania numeryczne nowoczesnego profilu łopaty śmigła ogonowego o wysokich własnościach aerodynamicznych

• Autorzy: Kania W. , Stalewski W. , Godlewski J.

Warianty tytułu

EN

Design and numerical research of modern aerofoil section of tailrotor propeller of high aerodynamical properties

• Konferencja: Krajowe Forum Wiropłatowe (3 ; 15-16.10.1999 ; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W zakresie liczb Macha M=0.5-0.6,wskutek efektu ściśliwości występuje gwałtowny spadek współczynnika maksymalnej siły nośnej Cz max klasycznych profili. W badaniach eksperymentalnych {4} wykazano, że zastosowanie w smigle ogonowym profilu o podwyższonych wartościach współczynnika Cz max we wspomnianym zakresie liczb Macha prowadzi do znacznego wzrostu ciągu śmigła ogonowego. Zasadniczym celem prezentowanej pracy było zaprojektowanie nowoczesnego profilu łopaty śmigła ogonowego o wysokiej wartości współczynnika Cz max dla liczb Macha M=0.5-0.6. Drugim kryterium w procesie projektowania numerycznego było uzyskanie wysokiej doskonałości aerodynamicznej przy ograniczeniu na wzrost współczynnika momentu pochylającego. W procesie projektowania numerycznego wykorzystano szereg programów obliczeniowych analizy przepływu i konstrukcji profili w tym opracowany w niniejszej pracy program optymalizacyjny profilu oparty na algorytmach genetycznych. W efekcie procesu projektowania uzyskano profil oznaczony ILT212.

EN

The maximum lift coefficient Cl max of the conventional NACA airfoils rapidly decreases in the Mach number of 0.5-0.6, due to the compressibility effects. Experimental research {4} shows, that use of high value lift coefficient Cl max airfoils in that Mach range results in significant increase of tail rotor thrust. Main objective of presented paper was design of advanced tail rotor blade aerofoil section of high value lift coefficient Cl max for 0.5-0.6 Mach range. Second criterion in numerical design process was the achievement of high lift to drag ratio with limitation on increase of pitching moment coefficient. In design process several CFD codes for flow analysis and aerofoil section design were used, including optimization code developed in presented work, based on the genetic algoritms.The advanced tail rotor blade airfoil, called ILT212, was developed in numerical design process.

Słowa kluczowe

PL

śmigło ogonowe; aerodynamika; badania numeryczne; projektowanie

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2000
• Tom: Nr 1 (160)
• Strony: 182--197
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Kania W.

• Instytut Lotnictwa

autor

Stalewski W.

• Instytut Lotnictwa

autor

Godlewski J.

• Instytut Lotnictwa

Bibliografia

• [1] Prouty R.W.: Helicopter aerodynamics. Philips Publishing Inc., 1985 r.
• [2] Pope G.G.: Aeronautical technology - recent advances and future prospects. Aeronautical Journal, March, 1995 r.
• [3] Marze H.J., Philippe J.J.. A quiet helicopter - a research programmed today, a reality tomorrow. Paper No 9, Proceed, of 20th European Rotor Forum.
• [4] Robinson F.: Large increase obtained in tail rotor thrust. Jour. Of American Helicopter. Soc. No 2. 1972.
• [5] Wilby P.G.: Shockwaves in the rotor world-a personal perspective of 30 years of rotor aerodynamics developments in the UK. Aeronaut. Jour. March, 1998 r.
• [6] Reneaux J.. Bezard H., Thibert J.J.: Etudes deprofiles pour helicopters, Le Reach. Aerospat. Nr 3, 1995 r.
• [7] Tein V., Schick C: Bo108 - technology for new light twin helicopters. Paper 25, 14. European Rotor. Forum, 1988 r.
• [8] Dam P., Gersdorf M.: BK117C-1 meeting future helicopter performance requirements. Paper 42,20. European Rotor. Forum, 1994 r.
• [9] Horlebein A., Polz G.: Development of the BOIOSLS. Canada. Aeronaut, and Sp. Jour. Nr 41985, str. 300-314.
• [10] Kania W., Stalewski W., Godlewski J.: Numerical design and optimization of new generation main and tail rotors blade airfoils. Proceed, of Third Seminar on RRDPAE'98. 1998 r.
• [11] Giles H.B., Drela M.: Two-dimensional transonic aerodynamic design method. AIAA Jour. Vol. 25. Nr 9, 1987 r.
• [12] Drela M.: A user's guide to MSES2.7, MIT Computational Aerospace Sciences Laboratory, November 1994.
• [13] Rokicki J., Szydelski M., Numeryczna analiza współczynników aerodynamicznych profilu z symulacją efektów oderwania przepływu. Sprawozdanie ILot. Nr 23/BA190/H. 1990r.
• [14] Żółtak J.: Modyfikacja programu CZMAX dla profili o tępej krawędzi spływu. Opracowanie wewnętrzne PDP.
• [15] Bauer F., Garabedian P., Korn D., Jamenson A.: Supercritical wing section IL. Springer - Verlag. 1975 r.
• [16] Stalewski W.: CODA program wspomagający projektowanie wieloelementowych profili lotniczych. Sprawozdanie ILot. Nr 136/BA197/D. 1997r.
• [17] Stalewski W.: Konstrukcja profilu o rozkładzie ciśnienia najbliższym zadanemu. Sprawozdanie ILot. Nr 24/BAI90/H, 1990 r.
• [18] Stalewski W.: Numeryczna metoda modyfikacji profilu bazująca na rozwiązaniu zagadnienia odwrotnego. Materiały 8. Konferencji Mechaniki Cieczy i Gazów. 1988 r.
• [19] McCroscey W. J.: A critical assessment of wind tunnel results the NACA 0012 Airfoil. AG ARD CP Nr 429, 1987 r.
• [20] Horstmann K.H., K~Ster H., Polz G.: Improvement of two blade sections for helicopter rotors. 10. European Rotorcraft Forum. Paper Nr 1, 1984 r.
• [21] Bogdanów Y.S.: Factors of helicopters technical perfection and methods for their increase. Progress in Aeronautical Engineering 94. Proceedings of Seminar, Bulletin Nr 4 of IAAM Warsaw University of Technology. 1995 r.
• [22] Nakadate IM., Obukat M.: Design of new generation rotor blade airfoils using Navier-Stokes. Paper Nr 33.20. European Rotor. Forum, 1994 r.
• [23] Zwierchanowska B.: Kontrolne skrótowe badania ciśnieniowe modelu NACA 0012 w tunelu N3. Raport Instytutu Lotnictwa Nr 26 ILAI99/P. 1999 r.
• [24] Kania W., Stalewski W., Projektowanie i badania numeryczne profilu łopaty wirnika nowej generacji. Sprawozdanie ILot. Nr 103/BAI94/D.,1994 r.
• [25] KaniaW.: Badania tunelowe charakterystyk aerodynamicznych zmodyfikowanego profilu ILHX4A1-12M (1LH212) do śmigłowca IS-2. Sprawozdanie ILot. Nr 117/BAI95/D, 1995 r.
• [26] Krzysiak A.: Badania charakterystyk aerodynamicznych profilu ILHX4A1-9MI (ILH209) końcówki łopaty śmigłowca IS-2. Raport ILot. Nr 137/ZLBAI98/D. 1998 r.
• [27] Dadone L.U.: Advanced airfoiłs for helicopter rotor application. US Patent 4, 314, 795, 1982 r.
• [28] Polz G., Schimke D.: New aerodynamic rotor blade design at MBB. Paper No 2.19, Proceed, of 13. European Rotor. Forum, 1987 r.