Flow control on helicopter – rotor blades via Active Gurney Flap

The Active Gurney Flap (AGF) is a small, flat tab cyclically deployed and retracted at lower surface of the rotor blade near its trailing edge. It is expected that the device may improve performance of modern helicopters. The main goal of presented investigations was to develop research methodology and next to use it in studies on phenomena occurring in the flow around helicopter-rotor blades equipped with AGF. Conducted CFD simulations aimed at validation of the developed methodology as well as at significant supplementing and extension of results of experimental research. Simplified sensitivity analysis has been conducted aiming at determination of geometric and motion-control parameters of the AGF, optimal from point of view of helicopter-performance improvement. Fully three-dimensional simulations of the rotor flight aimed at determination of flight conditions, in which the use of Active Gurney Flaps could significantly improve the rotorcraft performance.

Aktywna Klapka Gurneya to niewielka, płaska płytka cyklicznie wysuwana i chowana prostopadle do dolnej powierzchni łopaty wirnika śmigłowca, ulokowana zazwyczaj w pobliżu krawędzi spływu łopaty. Zakłada się, że urządzenie może poprawić osiągi nowoczesnych helikopterów. Głównym celem prezentowanych badań było opracowanie odpowiedniej metodologii, a następnie użycie jej w badaniach zjawisk aerodynamicznych zachodzących w opływie łopat wirnika śmigłowca, wyposażonych w poruszające się klapki Gurneya. Przeprowadzone symulacje przepływu miały na celu walidację opracowanej metodyki, a także znaczne jej ulepszenie i rozbudowę, m.in. w oparciu o dostępne wyniki badań eksperymentalnych. Analiza wrażliwości została przeprowadzona w oparciu o uproszczoną 2/2,5-wymiarową analizę przepływu i miała ona na celu określenia parametrów geometrycznych i sterowania, optymalnych z punktu widzenia poprawy osiągów śmigłowca. W pełni trójwymiarowe symulacje lotu wirnika miały na celu określenie stanów lotu śmigłowca, w których zastosowanie Aktywnych Klapek Gurneya mogłoby istotnie polepszyć osiągi wiropłata.