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Wake Unsteadiness and Tip Vortex System of Full–Scale Helicopters in Ground Effect

Wolf, Christian und Weiss, Armin und Schwarz, Clemens und Braukmann, Johannes N. und Koch, Stefan und Raffel, Markus (2021) Wake Unsteadiness and Tip Vortex System of Full–Scale Helicopters in Ground Effect. In: 77th Annual Vertical Flight Society Forum and Technology Display: The Future of Vertical Flight, FORUM 2021. Vertical Flight Society's 77th Annual Forum 2021, 2021-05-10 - 2021-05-14, Virtuell. ISBN 978-171383001-6.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://vtol.org/annual-forum/forum-77-proceedings-and-access

Kurzfassung

The main rotor wake of free–flying helicopters in ground effect was investigated during a measurement campaign with the DLR test rotorcraft Airbus Bo105 and EC135. An advanced measurement system combined high–speed schlieren imaging with point–wise constant temperature anemometry for a comprehensive analysis of the flow. In hover conditions, the wake structure was similar to earlier data, in spite of the environmental conditions, which were found to have a significant influence. The schlieren system tracked the blade tip vortices convecting along the slipstream boundary. Depending on the rotorcraft, the vortices developed either instabilities of individual filaments or cooperative pairing instabilities. Both instability types occurred one to two revolutions below the rotor plane, and the decayed tip vortices fell below the schlieren sensitivity limit soon after. The velocity footprint of the vortices was detected by fiber–film sensors further downstream along the slipstream boundary, but harmonic oscillations play a minor role in comparison to broad–banded turbulence with a Kolmogorov–like spectrum. The wake was found to be hover–like for vertical take–off cases until breaking down into low–frequency oscillations when exceeding a hub height of approximately 1.4 rotor radii. In forward flight conditions, blade–vortex interactions were found in the frontal area of the main rotor plane, and between the main rotor tip vortices and the Bo105’s tail rotor.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141956/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Wake Unsteadiness and Tip Vortex System of Full–Scale Helicopters in Ground Effect
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wolf, ChristianChristian.Wolf (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9052-7548NICHT SPEZIFIZIERT
Weiss, ArminArmin.Weiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7532-2974170686258
Schwarz, ClemensClemens.Schwarz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Braukmann, Johannes N.Johannes.Braukmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8046-9623NICHT SPEZIFIZIERT
Koch, StefanStefan.Koch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raffel, MarkusMarkus.Raffel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3340-9115133716102
Datum:Mai 2021
Erschienen in:77th Annual Vertical Flight Society Forum and Technology Display: The Future of Vertical Flight, FORUM 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISBN:978-171383001-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Helicopter, Rotor Wake, Background Oriented Schlieren, Constant Temperature Anemometry, Full-Scale Testing, Blade Tip Vortex
Veranstaltungstitel:Vertical Flight Society's 77th Annual Forum 2021
Veranstaltungsort:Virtuell
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:10 Mai 2021
Veranstaltungsende:14 Mai 2021
Veranstalter :Vertical Flight Society
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtueller Hubschrauber und Validierung
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, GO
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hochgeschwindigkeitskonfigurationen, GO
Hinterlegt von: Carter, Beatrice
Hinterlegt am:14 Jul 2021 14:51
Letzte Änderung:31 Okt 2024 10:11

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