Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The numerical analysis of properties of the trailing-edge flap on the ILH412M-S rotor blade airfoil

Miller M., Stalewski W.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2011

|

Nr 9 (218)

63-71

EN

This paper summarise initial activities concerning the design of the segment of rotor blade with a trailing-edge flap actuated by Amplified Piezo Actuator used in dynamic pressure measurements in T-1 low-speed wind tunnel of the Institute of Aviation. This paper is focused on the design process of the shape of the trailing-edge flap on a rotor blade segment, based on the ILH412M-S profile. After this initial step in design of the rotor blade segment it will be used to derive aerodynamic loads in a two-dimensional flow according to assumptions of the research project “Research on the active control of the airflow of helicopter rotor blade with the use of a flap oscillation and a microflap to improve aerodynamic performance of a helicopter” [1].

PL

Dokument ten podsumowuje wstępne działania dotyczące projektowania segmentu łopaty wirnika nośnego śmigłowca z wychylaną klapką na krawędzi spływu sterowaną siłownikiem piezoelektrycznym stosowanego w dynamicznych pomiarach ciśnienia w tunelu aerodynamicznym małej prędkości T-1 Instytutu Lotnictwa. Niniejszy dokument koncentruje się na procesie projektowania kształtu klapki na krawędzi spływu segmentu łopaty wirnika o profilu ILH412M-S. W wyniku działań opisanych w tym dokumencie zostanie zaprojektowany segment łopaty wirnika (w oparciu o profil ILH412M-S), który będzie wykorzystywany w celu wyznaczenia obciążeń aerodynamicznych w przepływie dwuwymiarowym zgodnie z założeniami projektu badawczego “Badania aktywnego sterowania opływem łopaty wirnika nośnego przy pomocy oscylacji klapy i mikroklapki w celu poprawy osiągów aeromechanicznych śmigłowca”. [1].

2

Rotor blade segment with piezoactuated trailing-edge flap for dynamic pressure measurements

Miller M.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2011

|

Nr 9 (218)

54-62

EN

This paper summarise the entirety of previous activities concerning the design of the segment of rotor blade with a trailing-edge flap actuated by Amplified Piezo Actuator used in dynamic pressure measurements in T-1 low-speed wind tunnel of the Institute of Aviation. The designed rotor blade segment, based on the ILH412M-S profile, will be used to derive aerodynamic loads in a two-dimensional flow according to assumptions of the research project “Research on the active control of the airflow of helicopter rotor blade with the use of a flap oscillation and a microflap to improve aerodynamic performance of a helicopter”.

PL

Artykuł podsumowuje całość dotychczasowych działań w zakresie projektowania segmentu łopaty wirnika z klapką na krawędzi spływu, sterowaną przez siłownik piezoceramiczny, używanego w dynamicznych pomiarach ciśnienia w tunelu aerodynamicznym T-1 Instytutu Lotnictwa. Zaprojektowany w oparciu o profil ILH412M-S segment łopaty wirnika będzie wykorzystywany w celu wyznaczenia obciążeń aerodynamicznych w przepływie dwuwymiarowym zgodnie z założeniami projektu badawczego “Badania aktywnego sterowania opływem łopaty wirnika nośnego przy pomocy oscylacji klapy i mikroklapki w celu poprawy osiągów aeromechanicznych śmigłowca”.

3

Possibilities of improvement of directional control effectiveness of light gydroplane at high-angle-of-attack flight conditions

Stalewski W., Sznajder J.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2011

|

Nr 9 (218)

77-85

EN

Several alternative modifications of original design solution of an inverted “V”-tail control surfaces of a light gyroplane are presented. The aim of the modification is improvement of high-angleof attack directional controllability of the aircraft. The proposed modifications of the all-flying control surfaces include adjustable symmetric inclination of tail surfaces, split-surface version (stabilizer+rudder), split-surface version with additional, central element and more traditional, “H” configuration with one horizontal and two vertical surfaces. All the proposed modifications retain the second function of the tail surfaces – rear undercarriage. Adjusting the symmetric inclination of the tail surfaces allows for maintaining high values of the yaw control derivative up to the value of the fuselage angle of attack of 30°. Potentially unfavourable side-effect of this solution may be the change of pitching moment during such manoeuvre. For this reason this solution should be applied with the split control surface version (stabilizer+rudder) with additional mechanism adjusting the symmetric rudder deflection to the new elevator inclination in order to keep pitching moment constant. The other two options - additional third control surface in the symmetry plane with rudder and more classical “H” configuration of control surfaces are simpler in operation and safer, particularly the “H” configuration with retains high effectiveness of directional control at high fuselage angle of attack, up to 30°. The version with inverted “V” tailplanes and additional, central control surface has limited effectiveness at high angles of attack, due to geometrical and design constrains, limiting the size of the central control surface.

PL

W pracy przedstawiono kilka alternatywnych modyfikacji wersji wyjściowej usterzenia lekkiego wiatrakowca, płytowego w układzie odwróconego “V”. Celem modyfikacji jest poprawa sterowności kierunkowej wiatrakowca na dużych kątach natarcia. Proponowane modyfikacje usterzenia płytowego obejmują przestawialne symetryczne zaklinowanie powierzchni sterowych, wprowadzenie podziału na statecznik i ster, dodanie do wersji usterzenia dzielonego trzeciego, centralnego elementu a także bardziej tradycyjnego układu “H” z jednym, dzielonym usterzeniem poziomym i dwoma dzielonymi powierzchniami pionowymi. Wszystkie proponowane modyfikacje zachowują drugą funkcję usterzenia – funkcję tylnego podwozia. Zmiana symetrycznego zaklinowania powierzchni sterowych pozwala na zachowanie wysokich wartości pochodnej momentu odchylającego względem kąta wychylenia steru do wartości kąta natarcia kadłuba równego 30°. Potencjalnym efektem szkodliwym tego rozwiązania może być zmiana momentu pochylającego w czasie operacji zmiany zaklinowania steru. Z tego powodu takie rozwiązanie powinno być zastosowane z usterzeniem dzielonym na statecznik i ster razem z dodatkowym mechanizmem dopasowującym symetryczne wychylenie steru do nowego kąta zaklinowania statecznika w celu utrzymywania stałego momentu pochylającego. Pozostałe dwa warianty - dodatkowa trzecia powierzchnia sterowa w płaszczyźnie symetrii i klasyczne usterzenie w układzie “H” są prostsze w działaniu i bezpieczniejsze, szczególnie układ “H” który utrzymuje wysoką sterowność kierunkową na dużych kątach natarcia kadłuba, do 30°. Wersja z dwoma powierzchniami w układzie odwróconego “V” i dodatkową, centralną powierzchnią sterową ma ograniczoną skuteczność na dużych kątach natarcia z powodu ograniczeń geometrycznych i konstrukcyjnych, limitujących rozmiar dodatkowej, centralnej powierzchni.

4

Effectivness an inverted-V-shaped control surfaces of a gydroplane at low speed and high-angles-of-attack

Sznajder J.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2011

|

Nr 9 (218)

86-96

EN

An inverted-V-shaped control surface configuration has been applied in a design of a light gyroplane. Two variants of the inverted-V-shaped control surfaces have been investigated in the present work: all moving version and stabilizer-rudder solution with 70% chord rudder. The focus of the investigation is on high angle of attack characteristics important for low-speed, short-distance or power-off landing approach.

PL

Usterzenie wukładzie „V” posiada pewne zalety wobec usterzenia klasycznego, polegające głównie na prostszej konstrukcji struktury i niższych kosztach wytwarzania, przy nieco bardziej skomplikowanym mechaniźmie sterowania. Z podobnych powodów ten układ jest również atrakcyjny wprojektowaniu wiatrakowców. Jednak rozważając ten układ usterzenia wprojekcie wiatrakowca należy uwzględnić niektóre specyficzne czynniki dla mechaniki lotu tego typu statków powietrznych. Jednym z nich są wahania łopat wirnika, stąd bezpieczniejszym rozwiązaniem dla wiatrakowca jest układ odwróconego „V”. Innym czynnikiem który należy brać pod uwagę jest zakres kątów natarcia kadłuba dla którego usterzenie musi pracować skutecznie. Jest to istotne szczególnie dla sterowania kątem odchylenia. Sterowność kierunkowa powinna być zapewniona dla warunków stromego podejścia do lądowania bez napędu przy kątach natarcia przekraczających 20° i dla warunków lądowania na niewielkiej powierzchni z wyhamowaniem prędkości postępowej przez wychylenie głowicy wirnika wtył. Wpracy badano przy pomocy numerycznych symulacji opływu skuteczność dwóch alternatywnych wariantów usterzenia w układzie odwróconego „V”. Analizę przeprowadzono dla opływu dwu- i trójwymiarowego. Jednym z rozwiązań było usterzenie płytowe a drugim usterzenie dzielone na statecznik i ster mające ten sam obrys co usterzenie płytowe. Wobliczeniach opływu dwuwymiarowego wykazano że dla usterzenia dzielonego o cięciwie steru równej 60-70% cięciwy profilu wwarunkach startu i lądowania maksymalna wartość siły nośnej jest wyższa niż dla usterzenia płytowego przy wartości pochodnej współczynnika siły nośnej względem kąta wychylenia steru tylko o 10% mniejszej od usterzenia płytowego. Wobliczeniach opływu trójwymiarowego wykazano, że układ odwróconego usterzenia „V” pracuje skutecznie tylko wograniczonym zakresie kątów natarcia, w przybliżeniu š10-15°. Poza tym zakresem jego skuteczność raptownie spada, szczególnie w przypadku usterzenia płytowego. Dla tej konfiguracji pochodna współczynnika momentu odchylającego względem kąta wychylenia steru zmienia znak dla kątów natarcia kadłuba przekraczających 12° z powodu rozległego oderwania opływu na elemencie usterzenia zwiększającym kąt natarcia. Usterzenie dzielone nie wykazuje odwrotnego działania, jednak jego skuteczność również szybko spada na dużych kątach natarcia. Proponowanym rozwiązaniem jest wprowadzenie mechanizmu przestawiania kąta zaklinowania usterzenia dla manewrów przeprowadzanych na dużych kątach natarcia kadłuba, np. dla stromego podejścia do lądowania bez napędu. Rozwiązanie to jest bezpieczniejsze w zastosowaniu z usterzeniem dzielonym z powodu braku odwrotnego działania które mogłoby wystąpić wprzypadku usterzenia płytowego.