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Estudio Numérico sobre la Autorrotación de Rotores en Tándem en Vuelo Adelante

Autores: Wen, Jiayu; Song, Yanguo; Wang, Huanjin; Han, Dong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estudio Numérico sobre la Autorrotación de Rotores en Tándem en Vuelo Adelante


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Características aerodinámicas
Rotor en tándem
Autorrotación
Interferencia
Modelo computacional
Diseño de palas de rotor

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este trabajo presenta un enfoque sistemático para analizar las características aerodinámicas de la autorrotación hacia adelante de rotores en tándem, considerando la interferencia entre rotores. Se utilizó un modelo computacional de rotor simple recortado de un programa genérico de análisis de dinámica de vuelo de helicópteros como modelo base. La efectividad del modelo base se demuestra mediante una comparación con datos de pruebas en túnel de viento realizadas en este trabajo. El ángulo de ataque del disco del rotor y la distribución del momento impulsor obtenidos por el modelo modificado indican que la aceleración del rotor es causada principalmente por la región de mayor ángulo de ataque del disco. Esto es de gran importancia en el diseño de las palas del rotor, en términos de las características de la relación de arrastre a sustentación del perfil aerodinámico bajo diferentes rangos de ángulo de ataque. Luego se estudió la influencia de la velocidad del viento, el ángulo del eje del rotor y el paso colectivo en la velocidad del rotor en estado estacionario. Los resultados muestran una naturaleza no lineal de la variación de la velocidad del rotor en estado estacionario con el paso colectivo, lo que puede causar un problema de reversa en el control de empuje durante las operaciones de vuelo. Para revelar los detalles del campo de flujo de la interferencia entre rotores, se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes del flujo de autorrotación de rotores en tándem. Se consideraron los resultados computacionales de las velocidades de entrada de ambos rotores al derivar el modelo empírico de interferencia. El modelo de interferencia refinado se comparó con los datos de pruebas en túnel de viento de la autorrotación de rotores en tándem y mostró un buen rendimiento. Esta metodología sintética, que combina el análisis de mecanismos con la refinación asistida por CFD y la verificación experimental, logra un equilibrio entre los costos computacionales y la precisión y, por lo tanto, puede aplicarse fácilmente a prácticas de ingeniería.

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