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Estudios en túnel de viento sobre el rendimiento en vuelo estacionario y en vuelo hacia adelante de un rotor rígido coaxial

Autores: Wang, Chang; Huang, Minqi; Peng, Xianmin; Zhang, Guichuan; Tang, Min; Wang, Haowen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Estudios en túnel de viento sobre el rendimiento en vuelo estacionario y en vuelo hacia adelante de un rotor rígido coaxial


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Rendimiento aerodinámico
Rotor coaxial
Vuelo en suspensión
Vuelo hacia adelante
Relación de avance
Desplazamiento de sustentación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El rendimiento aerodinámico de un sistema de rotor rígido coaxial a escala reducida en vuelo estacionario y en vuelos hacia adelante fue investigado experimentalmente para obtener información sobre el efecto de la interferencia entre los rotores superior e inferior y las influencias de la relación de avance, el ángulo de inclinación del eje y el desplazamiento de elevación. El sistema de rotor contaba con rotores sin bisagra de cuatro palas y 2 metros de diámetro, y fue instalado en un banco de pruebas de rotores coaxiales. Los experimentos se llevaron a cabo en el túnel de viento de 3.2 m en el Centro de Investigación y Desarrollo Aerodinámico de China (CARDC). El sistema de rotor fue probado en estados de vuelo estacionario con ángulos de paso colectivo que variaban de 0 grados a 13 grados y también se probó en vuelos hacia adelante con relaciones de avance de hasta 0.6, con un enfoque específico en el ángulo de inclinación del eje y los desplazamientos de elevación. Para asegurar que el rotor coaxial operara de manera similar a la del vuelo real, la diferencia de par se ajustó a cero en el vuelo estacionario, mientras que se mantuvo un coeficiente de elevación constante en el vuelo hacia adelante. También se realizó una prueba de configuración de rotor aislado con el mismo ajuste de ángulo de paso en el rotor coaxial. Los resultados de la prueba de vuelo estacionario demuestran que el valor del factor de mérito (FM) del rotor inferior es menor que el del rotor superior, y ambos son inferiores al del rotor aislado. Además, la configuración de rotor coaxial puede contribuir a una mejor eficiencia en vuelo estacionario bajo el mismo coeficiente de carga de palas. En vuelo hacia adelante, la relación efectiva de elevación a resistencia (L/De) del rotor rígido coaxial no cambia de manera monótona a medida que aumenta la relación de avance. Los aumentos en la potencia requerida y la resistencia en el caso con una alta relación de avance de 0.6 conducen a la disminución de la relación L/De del rotor. Mientras tanto, la relación L/De del rotor es relativamente alta cuando el eje del rotor está inclinado hacia atrás. El aumento del desplazamiento de elevación tiende a resultar en una reducción de la potencia requerida del rotor y un aumento en la resistencia del rotor. Cuando el efecto de la reducción de la potencia del rotor es mayor que el de la resistencia del rotor aumentada, la relación L/De aumenta a medida que aumenta el desplazamiento de elevación. La relación L/De puede beneficiarse significativamente del desplazamiento de elevación a una alta relación de avance, pero es mucho menos influenciada por el desplazamiento de elevación a una baja relación de avance. La eficiencia de rendimiento hacia adelante del rotor superior es inferior a la del rotor inferior, lo que es significativamente diferente del caso en el vuelo estacionario.

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