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Wake Characterization of a Free-Flying Model Helicopter in Ground Effect

Schwarz, Clemens und Bauknecht, Andre und Mailänder, Stephan und Raffel, Markus (2018) Wake Characterization of a Free-Flying Model Helicopter in Ground Effect. AHS International 74th Annual Forum & Technology Display, 14.-17. Mai 2018, Phoenix, Arizona, USA.

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Offizielle URL: http://vtol.org

Kurzfassung

Measurements of the flow field around a free-flying model helicopter in ground effect for both quasi-steady and unsteady maneuvering flights were performed using stereoscopic particle image velocimetry (PIV). The wake features for hover and forward flight at low advance ratios were characterized and changing flow patterns like recirculation and ground vortex flow were observed to be in good agreement with existing wind tunnel data. Parameters describing both general flow patterns and single blade tip vortices were extracted and showed significant dependence on the forward flight velocity. Landing approaches were performed and large vortical structures were observed close to the rotor disk, which contained high amounts of vorticity due to entrained blade tip vortices. The vortex structures developing for unsteady landing approaches contained distinctly higher velocities and momentum fluxes than expected from quasi-steady conditions at the same advance ratios. For a vertical takeoff maneuver with a rapid increase of collective pitch, the bundling of blade tip vortices into a "starting vortex" with circulation values up to 6 times higher than for a single blade tip vortex was observed. These results show the significance of experimental data on free-flying helicopters in unsteady maneuvering flight because the resulting flow fields cannot be predicted using steady-state experiments or simulations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/120402/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Wake Characterization of a Free-Flying Model Helicopter in Ground Effect
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwarz, ClemensClemens.Schwarz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauknecht, AndreUniversity of Maryland, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mailänder, StephanUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raffel, Markusmarkus.raffel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3340-9115133716042
Datum:2018
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Particle Image Velocimetry (PIV), Model Helicopter, Ground Effect, Maneuvering Flight, Free Flight Experiments, Blade-Tip Vortex
Veranstaltungstitel:AHS International 74th Annual Forum & Technology Display
Veranstaltungsort:Phoenix, Arizona, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:14.-17. Mai 2018
Veranstalter :AHS International Inc.
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Hubschrauber
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L RR - Rotorcraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Der virtuelle Drehflügler (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, GO
Hinterlegt von: Winkels, Elisabeth
Hinterlegt am:15 Jun 2018 11:37
Letzte Änderung:25 Apr 2023 10:05

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