Analisi sperimentale dell'interazione aerodinamica rotore-ostacolo

The experimental work described in the present master's thesis investigated the aerodynamic interation between the main rotor of a helicopter and an obstacle parallelepiped shape. In particular, the aim of this thesis was to provide, on the one hand, an analysis of the variation of the rotor performance in terms of thrust and torque coefficients, on the other hand a physical interpretation of the phenomena occurring by means of pressure measurements on the obstacle and flow quantitative visualization through PIV surveys. The rotor-obstacle aerodynamic interaction tests were carried out with the model in hovering at different positions with respect to the obstacle in order to replicate various conditions of slow vertical and horizontal movement of the helicopter. Results with the rotor beside the box pointed out values of the Ct smaller than the OGE one. In the case of rotor positioned above one of the upper edges of the parallelepiped a highly asymmetrical pressure pattern was identified, associated with a large recirculation region close to the vertical face of the model.

Il lavoro sperimentale descritto nella presente tesi ha indagato l'interazione aerodinamica tra il rotore principale di un elicottero e un ostacolo di forma parallelepipeda. In particolare, lo scopo della tesi è stato quello di dare un'indicazione riguardo la variazione delle prestazioni del rotore, in termini di coefficienti di trazione e coppia, e un'interpretazione fisica del fenomeno attraverso visualizzazioni del campo di pressione agente sull'ostacolo e della struttura del campo di moto coinvolto. Le prove sono state condotte con il modello in volo a punto fisso a diverse posizioni relative rispetto all'ostacolo al fine di replicare diverse situazioni di lento spostamento verticale e orizzontale dell'elicottero. I risultati con rotore a lato dell'ostacolo hanno mostrato valori di Ct inferiori a quanto trovato nella condizione OGE. Nel caso con rotore posizionato sopra uno degli spigoli superiori del parallelepipedo, invece, è stata evidenziata un'asimmetria nel campo di pressione e il campo di moto ha esibito una grossa regione di ricircolo a fianco della parete laterale dell'ostacolo, sottostante il modello.