Konce listů rotačních křídel

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá prouděním na koncích listů rotačních křídel vrtulníků, UAV a UAM. Rotací vrtulí vznikají koncové víry, které snižují aerodynamickou efektivitu a zvyšují indu-kovaný výkon a hlučnost. Efektivním způsobem, jak snížit tyto ztráty i hluk, je použití listů se speciálními tvary. Mezi nimi vynikají Blue Edge, BERP, nebo kombinované tvary používající sklon konce listu. Novinkou je Eagle tip, který by mohl zvýšit koeficient tahu o více jak 4%, FoM o 17% a zároveň snížit hlučnost. Více než u vrtulníků je snaha snížit hlučnost UAV a UAM, kterým brání v používání v městských zónách. Tato práce proto dále zkoumá, zda se na ně nedají aplikovat stejné postupy, jako u vrtulníků. Moderním trendem je také toroidní vrtule, která by mohla u UAV snížit hluk až o 5 dB nebo použití ducted fan u UAM, které by mohlo snížit indukované ztráty až o 10%. Výhodné se zdají také vrtule inspirované přírodou, které umožní snížit otáčky při stejném tahu a tím snížit tonální hluk UAV až o 4 dB.

This bachelor thesis focuses on airflow around the ends of rotary wing blades of helicopters, UAV and UAM. Rotating propeller generates tip vortices which reduce aerodynamic efficiency and increase induced power and noise. An effective measure decreasing those losses and noise is the use of special blade tip shapes. Blue Edge, BERP or combined shapes utilizing an-hedral are standing out among them. A novelty is Eagle tip which could increase the lift coeffi-cient by more than 4 %, FoM by 17% and furthermore reduce the emitted noise. The effort to reduce the emitted noise is even more prominent for UAV and UAM than for helicopters, be-cause excessive noise prevents their deployment in urban areas. That is why this work further investigates the principles of helicopter blade tips for potential application to them. Another modern trend is a toroidal propeller, that could reduce the emitted noise by up to 5 dB on UAV or the application of a ducted fan on UAM, that could reduce the induced power losses by up to a 10%. Bio-inspired propellers seem to be favourable as well because they allow a reduction of RPMs while maintaining the same thrust and thereby decreasing the tonal noise by up to 4 dB.