Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Metodyka badań eksperymentalnych rozwoju i zaniku stanu pierścienia wirowego

Surmacz K., Ruchała P., Stryczniewicz W.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2016

|

Vol. 7, Nr 1 (23)

79--96

PL

Jednym z zagrożeń bezpieczeństwa lotu śmigłowców jest stan pierścienia wirowego (ang. Vortex Ring State - VRS). W niniejszej pracy przedstawiono metodykę oraz przykładowe wyniki badań eksperymentalnych dotyczących zagadnienia VRS, przeprowadzonych w tunelu aerodynamicznym Instytutu Lotnictwa. Badanym obiektem był zdalnie sterowany śmigłowiec, umieszczony w przestrzeni pomiarowej tunelu niskich prędkości o średnicy 1,5 m. Zakres badań obejmował pomiary wagowe za pomocą wagi tensometrycznej oraz badania wizualizacyjne metodą anemometrii obrazowej (PIV). W trakcie prowadzonych testów zarejestrowano spadek siły ciągu generowanej przez wirnik nośny śmigłowca towarzyszący wejściu w stan pierścienia wirowego oraz dokonano wizualizacji powstałych struktur wirowych. Uzyskane wyniki potwierdziły, że przyjęta metodyka jest skuteczna do analizy procesu rozwoju i zanikania pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca.

EN

The Vortex Ring State (VRS) of the main rotor is one of the threats for the safety of a helicopter. Therefore this phenomenon has been intensively investigated for several years, in order to understand the mechanisms of its development and the possibilities of avoiding the danger flight regime. The paper presents a research methodology applied for investigations of development of the VRS of the main rotor of a helicopter. The object of investigation was a model of a helicopter with a powered rotor, placed in a low-speed wind tunnel with test section diameter of 1.5 m. The investigation includes a strain gage measurements and flow visualization with the Particle Image Velocimetry (PIV) method. The results show the decrease in the thrust generated by the main rotor due to the VRS. The velocity field, measured with PIV method, shows the process of the VRS forming, development and demise. The results proved the feasibility of the presented methodology for investigation of the Vortex Ring State.

2

Badania eksperymentalne stanu pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca metodą anemometrii obrazowej (PIV)

Stryczniewicz W., Surmacz K.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2014

|

Nr 2 (235) June 2014

17--27

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wizualizacyjnych w tunelu aerodynamicznym przeprowadzonych w celu zbadania stanu pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca. Badania wizualizacyjne przeprowadzono metodą anemometrii obrazowej (PIV). Cechą charakterystyczną opadania śmigłowca w warunkach stanu pierścienia wirowego (VRS, Vortex Ring State) jest powstanie wokół wirnika cyrkulacyjnego ruchu strug powietrza po torach w kształcie pierścieni. W przeprowadzonych badaniach warunki VRS uzyskano poprzez umieszczenie modelu śmigłowca w przestrzeni pomiarowej tunelu tak, aby oś wirnika nośnego pokrywała się z osią symetrii przestrzeni pomiarowej. Wykonane analizy potwierdziły skuteczność sytemu PIV stosowanego w Laboratorium Badań Aerodynamicznych Instytutu Lotnictwa do badań opływu śmigłowa z pracującym wirnikiem oraz stanowią przyczynek do kontynuacji badań nad dynamiką powstania stanu pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca.

EN

The paper presents results of the investigation of the vortex ring state (VRS, settling with power) of the main rotor of a helicopter with the use of Particle Image Velocimetry (PIV) method. One of the most distinguished features in the conditions known as settling with power is a formation of toroidal vortices around the rotor of a helicopter. In order to provide the necessary conditions for the development of VRS the rotation axis of the main rotor and the axis of symmetry of the wind tunnel’s test section were set coaxially. The results of the measurements proved the feasibility of the Applied Aerodynamics Laboratory’s PIV system for investigations of the flow over a powered rotor in a test section of the wind tunnel. The presented results constitute a contribution to performance of a more detailed research on the development of the VRS of the main rotor of a helicopter.

3

Analiza zjawiska pierścienia wirowego na wirniku nośnym

Grzegorczyk K.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2009

|

Nr 6 (201)

52-66

PL

Wpracy przeprowadzono analizę zjawiska pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca, która obejmowała wyjaśnienie istoty zjawiska, warunków powstawania imożliwości zapobiegania temu zjawisku. Dla przypadku pionowego opadania przedstawiono zestawienie wyników analizy numerycznej z rezultatami z badań wlocie. Wynikiem obliczeń było uzyskanie charakterystyk prędkości, kąta skoku ogólnego i mocy silnika.

EN

The paper contains an analysis of helicopter flight in Vortex Ring State (VRS). An analysis includes an explanation of unsteady nature of VRS flow conditions during VRS encounter. It contains also discussion about ways of avoiding and escape from VRS, if it appears during flight. Comparative numerical and flight test data for the rotors operating in vertical descent has been presented. The main goal of this work was to obtain velocity, angle of pitch and power characteristics for axial flow.

4

Symulacja zjawiska pierścienia wirowego wokół wirnika śmigłowca w oparciu o rozwiązanie równań Naviera-Stokesa z uproszczonym modelem wirnika w postaci powierzchni skoku ciśnienia

Stalewski W., Dziubiński A.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2006

|

Nr 1-2 (184-185)

65-71

PL

W pracy omówiono zjawisko pierścienia wirowego oraz przedstawiono metodę komputerowej symulacji tego zjawiska. Metoda bazuje na rozwiązaniu równań Naviera-Stokesa opisujących niestacjonarny opływ śmigłowca wykonującego manewry. Zastosowano uproszczony model wirnika śmigłowca bazujący na powierzchni skoku ciśnienia. Symulacje przeprowadzono przy wykorzystaniu komercyjnego programu FLUENT rozwiązującego równania Naviera-Stokesa metodą objętości skończonych. Przedstawiono wyniki symulacji typowego lotu śmigłowca wprowadzającego go w stan pierścienia wirowego oraz manewrów umożliwiających wyjście z tego stanu.

EN

This work contains the simulations results of Vortex Ring State appearance and evolution around main rotor of a helicopter. These calculations were based on solution of Navier-Stokes equations using the Fluent code. During this simulation An Actuator Disc model of fan has been used. This model assumes that a fan is a pressure jump generating surface. Two mashes has been used during this simulation: three dimensional and axisymmetrical two-dimensional. The most of the cases has been calculated using steady flow solutions, but unsteady model also has been applied. Main goal of this work was a calibration of model, in terms of simplifications influence on results, and also in comparison with experimental results. Two different conditions of flight has been considered: hover and vertical descent with various velocities along axis of rotor. The results has been analyzed to determinate Vortex Ring State conditions and confirmed, that Actuator Disc model can be used to qualitative analisys of VRS phenomena. It is assumed, that after a proper calibration this model can be used in further flight safety methods of VRS elimination research.