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Aerodynamic and acoustic interactional effects for small commercial propellers in co-axial counter-rotating arrangements

De Gregorio, Fabrizio und Rossignol, Karl-Stephane und Ceglia, Giuseppe und Yin, Jianping (2025) Aerodynamic and acoustic interactional effects for small commercial propellers in co-axial counter-rotating arrangements. Aerospace Science and Technology, 159. Elsevier. doi: 10.1016/j.ast.2025.110001. ISSN 1270-9638.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
20MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1270963825000732?via%3Dihub

Kurzfassung

The study examines the acoustic and aerodynamic properties of small propeller configurations, particularly focusing on propeller-propeller interactions. Two 330.2 mm diameter propellers were tested at a constant speed of 10120 RPM in both isolated and coaxial configurations under hover conditions, with relative spacings of half and a full blade radius. The study evaluated aerodynamic loads, flow field velocity, tip vortex behaviour, and acoustic emissions using a six-component load cell, Particle Image Velocimetry, and microphone measurements. PIV measurements were synchronised across the propeller azimuth angle at 30◦ intervals to track tip vortex paths for up to 3.5 revolutions. Results showed that each tip vortex travels vertically over two propeller radii and curls up in the second revolution. The impact of the support pylon on the isolated propeller’s performance was assessed and compared to coaxial interactions, revealing that the pylon affects performance, with the pusher propeller being more effective. The lower propeller experiences a thrust loss of about 20% in coaxial configurations. The interaction of tip vortices alters tonal emissions, with increased noise levels observed in coaxial setups, especially with larger propeller spacings. Turbulent kinetic energy and vortex meandering align with the acoustic findings.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218430/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Aerodynamic and acoustic interactional effects for small commercial propellers in co-axial counter-rotating arrangements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
De Gregorio, FabrizioCentro Italiano di Richerche AerospazialiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rossignol, Karl-StephaneKarl-Stephane.Rossignol (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8300-1919199282686
Ceglia, GiuseppeCentro Italiano di Richerche Aerospaziali (CIRA), ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yin, JianpingJianping.Yin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-2155-7265199282687
Datum:2025
Erschienen in:Aerospace Science and Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:159
DOI:10.1016/j.ast.2025.110001
Verlag:Elsevier
ISSN:1270-9638
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Coaxial counter-rotating rotors, Rotor-rotor interaction,Rotor performance degradation,Vortex meandering,Tip vortex characterisation, Acoustic characterisation
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: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hubschrauber, BS
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Technische Akustik
Hinterlegt von: Yin, Dr.-Ing. Jianping
Hinterlegt am:10 Dez 2025 15:44
Letzte Änderung:10 Dez 2025 15:44

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