Stallo dinamico indotto dall'interazione vortice-pala nel volo in discesa dell'elicottero

The interactions between an helicopter's rotor blades and the vortexes of their wakes are known as a source of vibrations and noise. It has recently been observed how these interactions may trigger dynamic stall on the blades. The objective of this thesis was the experimental investigation of the effect of blade-vortex interactions on global rotor performances, with particular attention to thrust. Tests were performed in a wind tunnel using a model of a fully-articulated four-bladed rotor. A flight condition of descent flight at low advance ratio was studied. A reduction in the rotor thrust was observed, corresponding to the occurrence of blade-vortex interactions on the retreating blade with the following development of dynamic stall conditions. The problem has also been analysed numerically by adding an implementation of the blade element theory to a computer program which simulates the rotor wake, based on a vortex particle method.

Le interazioni tra le pale del rotore di un elicottero e i vortici della scia da esse generata sono note per essere la causa di vibrazioni e rumore. In tempi recenti è stato osservato come queste possano provocare anche condizioni di stallo dinamico delle pale. Obiettivo della tesi è stato l'indagine sperimentale dell'effetto delle interazioni vortice-pala sulle prestazioni globali del rotore, in particolare per quanto riguarda la trazione. Le prove sono state eseguite in galleria del vento su di un modello di rotore articolato quadripala. La configurazione di volo considerata è stata quella di un volo in discesa a basso rapporto di avanzamento. È stata osservata una diminuzione del valore di trazione in corrispondenza del verificarsi di un'interazione vortice-pala sulla pala retrocedente e del conseguente sviluppo di fenomeni di stallo. Il problema è stato anche analizzato numericamente implementando la teoria dell'elemento di pala all'interno di un programma di calcolo basato su di un metodo a particelle vorticose per la descrizione della scia del rotore.