Influence of a tail-rotor shroud on the noise caused by blade-vortex interactions

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Dieter Jacob
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5234904

Der Heckrotor kann entscheidenden Anteil an der Lärmemission eines Hubschraubers insbesondere beim Steigflug und beim Horizontalflug haben. Trotzdem existiert im Vergleich zur Untersuchung des Hauptrotorlärms nur relativ wenig Literatur, in der die Lärmmechanismen am Heckrotor untersucht werden. Auch sind die dort gefundenen Ergebnisse oft recht widersprüchlich. Vom Heckrotor wird als wesentlicher Anteil impulshaltiger Interaktionslärm emittiert. Dieser wird zum einen durch die Blatt-Wirbel-Interaktionen der Heckrotorblätter beim Durchschlagen der Blattspitzenwirbel im Abwindfeld des Hauptrotors erzeugt. Zum anderen treten Blatt-Wirbel-Interaktionen am Heckrotor selbst auf. Ziel des Vorhaben ist es,d die Vorgänge bei der o. g. Interaktion an einem möglichst einfachen, aber die wesentlichen Dinge enthaltenden, Versuchsaufbau im Windkanal zu analysieren. Insbesondere ist der Einfluß eines Heckrotormantels, wie er beim Fenestron vorliegt, auf diese Interaktionen zu untersuchen. Hierbei geht es um die Frage, in welcher Weise der Mantel die Blattspitzenwirbel des Hauptrotors lokal stört. Bisher sind keine Arbeiten zu dieser Fragestellung bekannt. die experimentellen Untersuchungen sollen in der offenen Meßstrecke des Windkanals des Institutes durchgeführt werden. In der Meßstrecke wird ein vorhandener Heckrotorprüfstand aufgebaut (mit und ohne Mantel entsprechend dem Fenestron des Eurocopter EC 35). Die Blattspitzenwirbel des Hauptrotors sollen mit einem zweiten Rotor stromauf vom Heckrotor simuliert werden. Als akustische Größen sollen die Schallpegel und -spektren im akustischen Nah- und Fernfeld des Heckrotors analysiert werden. Es sollen die Vorwärtsgeschwindigkeit, die Drehzahl und der Blatteinstellwinkel am Heckrotor, die Drehzahl und der Blatteinstellwinkel am Wirbelgeneratur und dessen Hochlage relativ zum Heckrotor variiert werden.Weiterhin ist geplant, ein Rechenprogramm zu entwickeln und zu validieren, welches in Abhängigkeit von den o.g. Parametern das Strömungsfeld am Heckrotor, die instationären Drücke an dessen Blättern und die Schallemission ermittelt.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr.-Ing. Günther Neuwerth