Flow control on helicopter – rotor blades via Active Gurney Flap

• Autorzy: Stalewski W.

Warianty tytułu

PL

Sterowanie przepływem na łopatach wirnika nośnego śmigłowca

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Active Gurney Flap (AGF) is a small, flat tab cyclically deployed and retracted at lower surface of the rotor blade near its trailing edge. It is expected that the device may improve performance of modern helicopters. The main goal of presented investigations was to develop research methodology and next to use it in studies on phenomena occurring in the flow around helicopter-rotor blades equipped with AGF. Conducted CFD simulations aimed at validation of the developed methodology as well as at significant supplementing and extension of results of experimental research. Simplified sensitivity analysis has been conducted aiming at determination of geometric and motion-control parameters of the AGF, optimal from point of view of helicopter-performance improvement. Fully three-dimensional simulations of the rotor flight aimed at determination of flight conditions, in which the use of Active Gurney Flaps could significantly improve the rotorcraft performance.

PL

Aktywna Klapka Gurneya to niewielka, płaska płytka cyklicznie wysuwana i chowana prostopadle do dolnej powierzchni łopaty wirnika śmigłowca, ulokowana zazwyczaj w pobliżu krawędzi spływu łopaty. Zakłada się, że urządzenie może poprawić osiągi nowoczesnych helikopterów. Głównym celem prezentowanych badań było opracowanie odpowiedniej metodologii, a następnie użycie jej w badaniach zjawisk aerodynamicznych zachodzących w opływie łopat wirnika śmigłowca, wyposażonych w poruszające się klapki Gurneya. Przeprowadzone symulacje przepływu miały na celu walidację opracowanej metodyki, a także znaczne jej ulepszenie i rozbudowę, m.in. w oparciu o dostępne wyniki badań eksperymentalnych. Analiza wrażliwości została przeprowadzona w oparciu o uproszczoną 2/2,5-wymiarową analizę przepływu i miała ona na celu określenia parametrów geometrycznych i sterowania, optymalnych z punktu widzenia poprawy osiągów śmigłowca. W pełni trójwymiarowe symulacje lotu wirnika miały na celu określenie stanów lotu śmigłowca, w których zastosowanie Aktywnych Klapek Gurneya mogłoby istotnie polepszyć osiągi wiropłata.

Słowa kluczowe

EN

helicopter rotor blades; active flow control; Active Gurney Flap; rotorcraft performance

PL

łopaty wirnika śmigłowca; aktywne sterowanie przepływem; Aktywna Klapka Gurneya; osiągi wiropłatów

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 1 (250)
• Strony: 93--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Stalewski W.

• Institute of Aviation, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Gardner A. D., Richter K., Rosemann H., Numerical Investigation of Air Jets for Dynamic Stall Control on the OA209 Airfoil, Proceedings of ERF 2010, Paris, 7-9 September 2010.
• [2] Heine, B., Mulleners, K., Gardner, A., Mai, H., On the effects of leading edge vortex generators on an OA209 airfoil, ODAS2009, 2009.
• [3] Feszty D., Gillies E. A., Vezza M., “Alleviation of Airfoil Dynamic Stall Moments via Trailing-Edge Flap Flow Control”, AIAA Journal, Vol. 42, No. 1 (2004), pp. 17-25.
• [4] Wang, J. J., Li Y. C., Choi K-S., Gurney flap – Life enhancement, mechanisms and applications, Progress in Aerospace Sciences 44 (2008), pp. 22-47.
• [5] Active Gurney Flap, European Patent Application No. 11250481.6, Applicant: Claverham Limited Bristol.
• [6] ANSYS, Inc., ANSYS FLUENT User’s Guide. Release 15.0, November 2013. Available from: http://www.ansys.com.
• [7] Kinzel M. P., Maughmer M. D., Duque E. P. N, Numerical Investigation on the Aerodynamics of Oscillating Airfoils with Deployable Gurney Flaps, AIAA Journal Vol. 48, No.7, July 2010.
• [8] Hoff S. C., Tuinstra M., 2014, Time-Resolved Stereo PIV Measurements of an Active Gurney Flap System, National Aerospace Laboratory NLR, Report NLR-TP-2014-339, November 2014.
• [9] Gibertini G. and Zanotti A., 2015, “New Technique Implementation in GVPM, Deliverable Report of Clean-Sky Project GUM”, GUM/WP2/D2.3, July 2015.
• [10] Krzysiak A., 2013, Improvement of Helicopter Performance Using Self-Supplying Air Jet Vortex Generators, Journal of KONES, Volume 20, No 2; pp. 229-236.

Uwagi

EN

The research leading to these results was financed by the European Union’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) for the Clean Sky Joint Technology Initiative under grant agreement No. CSJ-GA-2013-619627 and by the Ministry of Science of Poland from funds directed to supporting scientific research, under agreement No. 3129/CLEANSKY/2014/2. Computational support was obtained from University of Warsaw Interdisciplinary Centre for Mathematical and Computational Modelling, in the Computational Grant No. G52-4.

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).