Experimental investigation of the helicopter blade tip shape effects on aerodynamic performance and tip vortex characteristics
Helikopter pal ucu şeklinin aerodinamik performans ve uç girdabı karakteristiği üzerine etkilerinin deneysel olarak incelenmesi
- Tez No: 536425
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN, PROF. DR. OĞUZ UZOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Bu çalışma, farklı rotor pal ucu şekillerinin rotor aerodinamik performansına ve uç girdabı karakteristiğine etkisini askı uçuşu durumunda deneysel olarak incelemektedir. Kuvvet, tork ve akış alanı ölçümleri 1.3 m çapa sahip 5 palli bir model rotor kullanılarak, düz (RECT), anhedral (ANHD), tapered-swept (TAPER) ve tapered-swept-anhedral (TSA) olmak üzere 4 farklı pal için yapılmıştır. İtki ve tork ölçümleri, modifikasyona uğramış pallerin özellikle düşük pal yüklemelerinde aerodinamik performansa pozitif bir etkisi olduğunu göstermektedir. Toplamda ise, ANHD konfigurasyonunun yüksek pal yüklemelerinde ve uç Mach sayısı 0.3 iken en iyi aerodinamik performansı gösterdiği, maksimum 0.67 FOM değerine ulaşarak RECT pale göre 0.03 FOM artışı sağladığı bulunmuştur. Faz kilitlemeli parçacık görüntülemeli hız ölçme tekniği kullanılarak yapılan akış ölçümleri 6$^{\circ}$ aralıklarla 0$^{\circ}$ -72$^{\circ}$ faz açıları arasında 16$^{\circ}$ pitch açısı için uç Mach sayısı 0.4'te yürütülmüştür. Uç modifikasyonlarının radyal taşıma hızını artırıp, eksenel taşıma hızını azaltarak girdap yörüngesini değiştirdiği gözlemlenmiştir. ANHD pal maksimum girdap hızını \%20'ye, TAPER ve TSA paller \%30'a kadar azaltmıştır. Minimum girdaplılık değeri aynı zamanda en iyi FOM değerini veren ANHD pal geometrisi kullanıldığında elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study experimentally investigates the effects of different rotor blade tip shapes on the rotor aerodynamic performance and the tip vortex characteristics in hovering flight. Force, torque and flow field measurements were performed on a 1.3 m diameter 5-bladed model rotor for four different blades: rectangular (RECT), anhedral (ANHD), tapered-swept (TAPER) and tapered-swept-anhedral (TSA). Thrust and torque measurements show that all tip modifications have a positive effect on the aerodynamic performance when compared to the RECT tip configuration especially at low blade loadings. Overall, the ANHD tip configuration gives the best aerodynamic performance at high blade loadings. It reaches a maximum figure of merit (FOM) value of 0.67 and provides a FOM improvement of approximately 0.03 compared to the RECT blade at the tip Mach number ($M_{tip}$) of 0.3. Phase-locked particle image velocimetry measurements were conducted at 6$^{\circ}$ intervals between 0$^{\circ}$ -72$^{\circ}$ phase/wake ages at the selected pitch angle of $16^{\circ}$ and $M_{tip}=0.4$. It is observed that tip modifications change the tip vortex trajectory by increasing radial convection speed and decreasing axial convection speed. ANHD reduces the maximum vortex tangential velocity up to 20\%; the TAPER and the TSA reduces it up to 30\%. The minimum tip-vortex circulation level is achieved in the case of the ANHD blade, which is in agreement with the highest FOM obtained with this blade.
Benzer Tezler
- Helikopter ana rotor uç geometrisinin aeroakustik açıdan optimizasyonu ve rotor hareketlerinin aeroakustik etkilerinin incelenmesi
Aeroacustical optimization of helicopter main rotor tip geometry and investigation of aeroacustic effects of rotor movements
TUĞRUL TEOMAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Kompozit yapılarda makro ve mikro hasar davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of macro and micro damage behavior in composite structures
İSMAİL ÖZEN
Doktora
Türkçe
2022
Havacılık MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GEDİKLİ
- Numerical investigation of flow through labyrinth seals in gas turbine engines
Gaz türbinli motorlarda yer alan labirent keçelerde akışın nümerik incelenmesi
EMRE EGEMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Askı halindeki bir rotorun performansının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleri ile incelenmesi
Investigation of a rotor flow field in hower using computational fluid dynamics
MUSTAFA ÖZER GELİŞLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. FIRAT OĞUZ EDİS
- Investigation of rotor wake interactions in helicopters using 3D unsteady free vortex wake methodology
Üç boyutlu zamana bağlı serbest iz bölgesi modellemesi ile rotor aerodinamik etkileşmlerinin incelenmesi
ÖZNUR YEMENİCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NİLAY SEZER UZOL
YRD. DOÇ. DR. OĞUZ UZOL