Abstract

At present, there is a great interest in the development of new airfoils for wind turbines and high-lift wings of unmanned aerial vehicles (UAV). The requirements for such airfoils differ from conventional aircraft airfoils, because of structural reasons and extreme operating conditions. So, wind turbine airfoils operate frequently under fully separated flow when stall is used for power regulation at high wind speeds. At the same time design of airfoils for wings UAV poses the problem of availability of high-lift at low Reynolds number. Modern airfoils are to a large extent developed from numerical methods. However, the complex flow conditions such as separation at high angles of attack, laminar separation bubbles and the transition from laminar to turbulent flow are difficult to predict accurately. Hence, testing of airfoils at a two-dimensional condition is an important phase in airfoil design. The development and validation of a 2D testing facility for investigation of single and multi-element airfoils in the wind tunnel Т-102 with open test section are considered in this article. T-102 is a continuous-operation, closed-layout wind tunnel with two reverse channels. The test section has an elliptical cross-section of 4 ×2,33 m and a length of 4 m. Two big flat panels of the L × H=3 ×3,9 m size installed upright on balance frame aligned with the free stream are used for simulating two-dimensional flow in the tunnel test section. The airfoil section in the layout of a rectangular wing is mounted horizontally between flat panels with minimum gaps to ensure 2D flow conditions. The aerodynamic forces and pitch moment acting on the model were measured by wind tunnel balance. To determine boundary corrections for a new test section of wind tunnel, the experimental investigation of three geometrically similar models has been executed. The use of boundary corrections has provided good correlation of the test data of airfoil NACA 6712 with the results obtained from the wind tunnel except for lift and drag coefficient values at high angles of attack.

Highlights

  • There is a great interest in the development of new airfoils for wind turbines and high-lift wings of unmanned aerial vehicles (UAV)

  • Wind turbine airfoils operate frequently under fully separated flow when stall is used for power regulation at high wind speeds

  • At the same time design of airfoils for wings UAV poses the problem of availability of high-lift at low Reynolds number

Read more

Summary

Научный Вестник МГТУ ГА Сivil Aviation High Technologies

Особый интерес с точки зрения востребованности экспериментальных результатов представляют разработки современных профилей для беспилотных летательных аппаратов и ветровых турбин, конструктивно отличающихся от обычных авиационных профилей и работающих в широком диапазоне значений подъемной силы. В то же время дизайн профилей для крыльев беспилотных летательных аппаратов ставит задачу обеспечения высоких значений подъемной силы при малых числах Рейнольдса. Моделирование двумерного обтекания профилей, в том числе с отклоненной механизацией, проводится в основном в аэродинамических трубах (АДТ) с закрытой рабочей частью [1,2]. Моделирование двумерного течения в АДТ с открытой рабочей частью выполняется крайне редко и связано прежде всего со сложностью применения специальных экспериментальных установок, ограничивающих перетекание воздуха по концам размаха испытываемых моделей. Условия обеспечения двумерного обтекания профилей в компоновке трех геометрически подобных моделей рассмотрены в малоскоростной аэродинамической трубе Т-102 ЦАГИ замкнутого типа с открытой рабочей частью эллиптического сечения с осями 4 2,33 м. Для моделирования двумерного течения спроектирована и изготовлена экспериментальная («плоская») установка, представляющая собой две плоские панели прямоугольной формы, установленные на раме весов АВ-102 параллельно набегающему потоку (рис. 1)

Вид А
Геометрические параметры моделей Geometrical parameters of models
МЕТОДОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПРАВОК
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОПРАВОК
РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ПОПРАВОК НА ВЛИЯНИЕ ГРАНИЦ ПОТОКА
КОРРЕКЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ НА ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call