非定常直升機(jī)旋翼流測量介紹 

本應(yīng)用案例是一個德國客戶的非定常直升機(jī)旋翼流測量，該工作組專注于航空航天領(lǐng)域。非定常轉(zhuǎn)子葉片空氣動力學(xué)顯示出該工作組所應(yīng)對的挑戰(zhàn)。該小組開發(fā)了非定常流動的測量技術(shù)和空氣動力分析方法的旋轉(zhuǎn)翼應(yīng)用與實(shí)驗和數(shù)值工具。對瞬態(tài)流動分離事件檢測的新技術(shù)的發(fā)展和驗證在這里發(fā)揮了作用，例如，包括壓力傳感器分析或差分紅外熱成像。

非定常流來源于直升機(jī)的主旋翼葉片，其主旋轉(zhuǎn)周期為1-10 Hz，附加的脈沖現(xiàn)象如葉片-渦旋相互作用（BVI） 或動態(tài)停滯（DS）。這些空氣動力學(xué)現(xiàn)象都在科學(xué)可見光的范圍內(nèi)，因此紅外攝像機(jī)和高速激光器可以用來收集 這些數(shù)據(jù)。熱膜風(fēng)速計和壓力傳感器也被用來測量這些現(xiàn)象。盡管測量非穩(wěn)態(tài)空氣動力學(xué)現(xiàn)象存在挑戰(zhàn)和困難， 但它們提供了空氣動力學(xué)情況的調(diào)色板的顯著擴(kuò)展。 非定常氣動力學(xué)測量 工作組專注于空氣動力學(xué)上類似的測試用例。利用具有軸向流入的轉(zhuǎn)子來研究旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的非定常流動。

該工作組在德國安裝了一個轉(zhuǎn)子試驗臺，在那里，不穩(wěn)流由一個大的循環(huán)間距和軸向流入產(chǎn)生，包括離心力和科里奧利力的影響。該轉(zhuǎn)子采用循環(huán)俯仰操作，這意味著轉(zhuǎn)子葉片改變其幾何攻角作為方位角位置，因此，每旋轉(zhuǎn)執(zhí)行一次 俯仰周期-類似于俯仰翼型。在自由飛行中使用模型尺度和全尺寸直升機(jī)進(jìn)行測量，以跟蹤流動特征，并驗證在簡化的直升機(jī)上實(shí)際發(fā)生的實(shí)驗室實(shí)驗中所看到的效果。

在過去的幾年里，該小組進(jìn)行了多種不同的測試，包括非穩(wěn)態(tài)壓力測量、非穩(wěn)態(tài)邊界層過渡測量和流動拓?fù)錅y量 。本文只介紹了非穩(wěn)態(tài)壓力的測量結(jié)果。非定常壓力測量 作為壓力傳感器，在試驗臺上使用了來自Kulite的兩個不同的高速微型壓力傳感器，作為一個全橋的應(yīng)變計工作 。根據(jù)是否有足夠的空間，有兩種壓力傳感器定位方法。如果有足夠的空間可用，通常可以在翼型表面下安裝大約50個傳感器。如果沒有，例如在試驗臺上的小轉(zhuǎn)子葉片中，只有10個傳感器被安裝。

德國轉(zhuǎn)子試驗臺轉(zhuǎn)子葉片的儀表-兩個壓力傳感器（r/R=0.53和0.77）、PT100和5個PIV測量平面被使用

德維創(chuàng)創(chuàng)數(shù)據(jù)記錄儀的應(yīng)用

德維創(chuàng)創(chuàng)數(shù)據(jù)記錄儀用于獲得翼型數(shù)據(jù)。所有通道同步采樣，數(shù)據(jù)記錄儀的采樣率相對于翼型俯仰率固定，這意味著每個俯仰周期獲得1024個采樣值。每個測量點(diǎn)的相位平均為一個平均 值，與計算流體動力學(xué)和不同測量點(diǎn)之間的比較，以及標(biāo)準(zhǔn)偏差，這給出了一個周期到周期變化的測量。這些都來自于結(jié)構(gòu)上的振動和湍流或分離的流動。對于上下沖程的每個攻角，有壓力分布和組合力，這導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果。 相位平均允許檢測邊界層過渡位置的動態(tài)運(yùn)動。 壓力傳感器分析只是直升機(jī)空氣動力學(xué)小組開發(fā)和驗證的四種新技術(shù)之一。