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非定常直升机旋翼流测量
发布时间:22-11-10 17:33浏览次数:82

非定常直升机旋翼流测量介绍 

本应用案例是一个德国客户的非定常直升机旋翼流测量,该工作组专注于航空航天领域。非定常转子叶片空气动力学显示出该工作组所应对的挑战。该小组开发了非定常流动的测量技术和空气动力分析方法的旋转翼应用与实验和数值工具。对瞬态流动分离事件检测的新技术的发展和验证在这里发挥了作用,例如,包括压力传感器分析或差分红外热成像。

非定常流来源于直升机的主旋翼叶片,其主旋转周期为1-10 Hz,附加的脉冲现象如叶片-涡旋相互作用(BVI) 或动态停滞(DS)。这些空气动力学现象都在科学可见光的范围内,因此红外摄像机和高速激光器可以用来收集 这些数据。热膜风速计和压力传感器也被用来测量这些现象。尽管测量非稳态空气动力学现象存在挑战和困难, 但它们提供了空气动力学情况的调色板的显著扩展。 非定常气动力学测量 工作组专注于空气动力学上类似的测试用例。利用具有轴向流入的转子来研究旋转系统中的非定常流动。

该工作组在德国安装了一个转子试验台,在那里,不稳流由一个大的循环间距和轴向流入产生,包括离心力和科里奥利力的影响。该转子采用循环俯仰操作,这意味着转子叶片改变其几何攻角作为方位角位置,因此,每旋转执行一次 俯仰周期-类似于俯仰翼型。在自由飞行中使用模型尺度和全尺寸直升机进行测量,以跟踪流动特征,并验证在简化的直升机上实际发生的实验室实验中所看到的效果。

在过去的几年里,该小组进行了多种不同的测试,包括非稳态压力测量、非稳态边界层过渡测量和流动拓扑测量 。本文只介绍了非稳态压力的测量结果。非定常压力测量 作为压力传感器,在试验台上使用了来自Kulite的两个不同的高速微型压力传感器,作为一个全桥的应变计工作 。根据是否有足够的空间,有两种压力传感器定位方法。如果有足够的空间可用,通常可以在翼型表面下安装大约50个传感器。如果没有,例如在试验台上的小转子叶片中,只有10个传感器被安装

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德国转子试验台转子叶片的仪表-两个压力传感器(r/R=0.53和0.77)、PT100和5个PIV测量平面被使用

德维创创数据记录仪的应用

德维创创数据记录仪用于获得翼型数据。所有通道同步采样,数据记录仪的采样率相对于翼型俯仰率固定,这意味着每个俯仰周期获得1024个采样值。每个测量点的相位平均为一个平均 值,与计算流体动力学和不同测量点之间的比较,以及标准偏差,这给出了一个周期到周期变化的测量。这些都来自于结构上的振动和湍流或分离的流动。对于上下冲程的每个攻角,有压力分布和组合力,这导致不准确的结果。 相位平均允许检测边界层过渡位置的动态运动。 压力传感器分析只是直升机空气动力学小组开发和验证的四种新技术之一。



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