Naslov
Analiza protoka helikopterskog rotora primjenom modela Mangler-Squire
(Helicopter rotor inflow analysis with application of Mangler-Squire model)

Autori
Rožman, Filip

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
25.01

Godina
2018

Stranica
55

Mentor
Vrdoljak, Milan

Ključne riječi
Mangler-Squire model protoka, analiza protoka, helikopterski rotor, teorija elementarnog kraka
(Mangler-Squire model, induced velocity analysis, helicopter rotor, blade element theory)

Sažetak
Glavna tema ovog diplomskog zadatka je analiza modela protoka zraka kroz rotor koji su razvili K.W. Mangler i H. B. Squire 1950. godine. Pretpostavke na kojima počiva teorija modela vrijede samo pri određenim brzinama napredujućeg leta stoga se ovaj model ne može koristiti za analizu rotora u vertikalnom letu i lebdenju. Mangler i Squire pretpostavljaju dvije osnovne raspodjele opterećenja (tlaka) na disku rotora: tip 1 i tip 3. Opterećenje tipa 1 je eliptičnog oblika, a opterećenje tipa 3 opisuje raspodjelu tlaka koja teži k nuli na rubu i na sredini diska rotora. Budući da nijedno od osnovnih opterećenja nije realan slučaj protoka kroz helikopterski rotor, predložen je kombinirani model protoka kojeg sačinjavaju dva osnovna opterećenja u određenom omjeru. Analizom je pokazano da najbolje rezultate daje kombinirani model sa jednakim omjerom dvaju opterećenja. Budući da je model Mangler-Squire matematički zapisan pomoću Fourierovog reda, provedena je analiza utjecaja duljine (broja članova) Fourierovog reda na točnost rješenja. Analizom nije obuhvaćena cijela površina rotora pa nije bilo moguće sa najvećom sigurnošću odrediti minimalan broj članova Fourierovog reda za točno rješenje. Stoga je rezultat analize dodatno proširen zbog postojeće nesigurnosti. Analiza je pokazala da rješenje vrlo brzo konvergira ka konačnom rješenju. U literaturi se navodi prijedlog izmjene osnovne jednadžbe modela Mangler-Squire, no usporedba rješenja izmjenjenog i originalnog modela pokazala je nezamjetne razlike u dvama pristupima. Usporedba modela Mangler-Squire sa drugim modelima protoka i sa eksperimentalnim mjerenjima pokazala je da model Manglera i Squirea vrlo dobro opisuje protok na helikopterskom rotoru te da je kvalitetniji u odnosu na modele razmatrane u ovom radu. U ovom je radu provedena i implementacija modela Mangler-Squire u teoriju elementarnog kraka za analizu performansi helikoptera. Rezultati analize performansi uspoređivani su sa teorijom elementarnog kraka s implementiranim Dreesovim modelom protoka te sa mjerenjima u letu. Usporedba je pokazala da implementacija modela protoka po Mangleru i Squireu daje vrlo slične rezultate kao i implementacija Dreesovog modela.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Zrakoplovstvo, raketna i svemirska tehnika

POVEZANOST RADA