IT8448487A1 - Perfezionamento nelle pale dei rotori di elicotteri - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

? . . . DESCRIZIONE _

a corredo di. una domanda di brevetto* d ' invenzione . i

? avente per titolo: . i ! i "Perfezionamento nelle pale dei rotori di elicotteri ?" ! ! a nome : VZESTLAND PIO \

ci i J R ?I ?A ?SSUNTO

! o ( Una regione esterna d.? una pala di rotore d i O o elicottero con sezione trasversale aerodinamica pre ?x -?? senta un rapporto fra spessore e corda non superiore o3

-o al dodici per cento ed una regione interna presenta un rapporto fra spessore e corda superiore al dodici . per cento . Preferibilmente , il rapporto fra spessore

? e corda della regione interna ? superiore al diciotto per cento e pu? aumentare verso l ' estremi t? di radice fino a ci rca il ventiquattro per cento. La regione interna PU? e stendersi verso l ' esterno fino ad . una posizione non superiore al sessanta per cento di i un raggio operativo di una pala di rotore .

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce alle pale dei rotori di elicotteri ed in modo particolare ad una pala di rotore di elicottero di tipo composito costruita impiegando materiali plastici rinforzati con fibre.

_ _ ... Uno _ studio. di progettazione.. composi ta.- di pala ..

I

_ .(? . - ha_ identificato diverse-esigenze-cruciali che -s?no? L

_ Astata difficili-, da soddisfar?, oppure ..hanno imposto ,

! t

.. gravi .vincoli con- L* impiego delle attuali, tecnxc he ,

. - - * di costruzione, composita e . dei- crocedimenti di. stima

. del. carico dell.' aria ... Le areee di maggiore difficol-. t? implicavano la resistenza meccanica della pala al . ?.

CO

lo stato _ statico, la rigidezza in senso piatto del .. -C. la pala e la rigidezza torsionale. Le due esigenze o oc O D?

. di rigid?zza erano le pi? difficili da soddisfare poich? le deflessioni della pala che si richiede di con c*5

-o trollare sono inversamente proporzionali all'i

OtS le nel senso dell?pertura delle rigidezze delle seziocdi . ni della pala. L? irrigidimento locale presenta un

effetto relativamente scarso sulle deflessioni d ella

pala. C on sezioni aerodinamiche con convenzionale

rapporto fra spessore e corda ( t/c ) di circa dodici

per cento, queste esigenze rendevano necessarie pale

con basso rapporto di aspetto, eccesso di peso opoure

elevatissimo contenuto di fibre di carbonio.

Un esempio di questa situazi one e fornito dai

vincoli imposti sulla rigidezza a flessione in senso piatto della pala per effetto delle esigenze di

navigazione della pala. La rigidezza in senso piatto

della pala ? richie sta per impedire le deflessioni

ad alto sbattimento o di navigazione della pala _ j

per bassa veloci-t? del rotore, a causa delle, raffiche

di vento.

-i Perci?, nella progettazione di una nuova pala

( icomposita per rotore si ? deciso che la pala dovesse

( d?i navigazione dell | ? conservare le caratteristiche a I

; I j. pala del rotore . su un elicottero esistente con sue- ;

; cesso ed ? stato pertanto necessario tentare di ri- : Q. i 1 o? j produrre le caratteristiche di rigidezza in senso ;

o ( piatto della pala precedente allo scopo che le ri-: e sposte, in senso di sbattimento alle raffiche del ven-

.?-v (to della nuova pala composita fossero accettabili. ^ ? iLa pala precedente, avente.un longherone di acciaio^

r? ? i ? naturalmente molto rigida e si ? deciso che, qualun-<s' !que fosse il margine esistente nel rotore precederi

j te per quanto riguarda la rigidezza in senso oiatto,|

I esso d ovesse essere reali zzato nel nuovo rotore .

i

[Sfortunatamente, diversamente dai metalli, che pre-

sentano propriet? maggiormente isotropoche, i materia-

[li compositi possono essere rigidi in senso di tor-

;sione oppure in senso di flessione (ma non ambedue),

I

|

| a seconda dell'orientamento delle fibre e, poich? si

! ? ?

:richiedono non soltanto elevata rigidezza a torsione

1ma anche elevata rigidezza in senso piatto, si pu?

i

verificare un grave conflitto di progettazione.

_ ? e re i?,_all ?_ se ?? ?-di- f Q rni re- ai .. p ro g e tt i_st i- d el - - -le -pale maggiore -libert?.,? si^?_ deci so- di condurr e -.... uno stucLLo- ..per- stabilire se- incrementi- utili- nello _ spessore della., sezione- 0- del. profilo aerodinamico della pala de.l_ro.tore, che. aumenterebbero la rigidez-. za. sia in senso di torsione sia in . senso piatto, potessero essere introdotti almeno sulle, regioni inter ne della pala e. preferibilmente per una parte, della apertura d ella pala il pi? possibile completa,. allo . . scopo di controllare, le deflessioni della pala .

In accordo con ci?, la presente invenzione fornisce una pala di rotore di elicottero avente una e- . stremi t? di radice o di attacco per il fissaggio ad , un mozzo di rotore, una estremit? di punta ed una porzione centrale con sezione o profilo aerodinamico avente una dimensione di spessore ed una d imensione di corda sostanzialmente costante ed estendentesi fra l ' estremit? di attacco e l ' estremit? di punta per definire una apertura della pala, caratterizzata dal fatto che una regione esterna di detta porzione centrale presenta un rapporto fra spessore e corda non superiore al dodici per cento ed una regione interna di d etta porzione centrale presenta un rapporto fra spessore e corda superiore al dodici per cento .

Preferibilmente, la regione interna presenta un

rapporto fra . spessore e corda superiore al diciotto per cento . IL rapporto, fra spessore ? corda di detta regione interna pu? aumentare verso l 'estremit? di

t/> attacco, o di radice,, preferibilmente dal diciotto al ventiquattro per cento.- _ _ _ - . _ _

Q

La regione, interna pu? estendersi, verso L? ester O a* ar no fino ad una posizione che non suoera il sessanta ?.

<>e> : per cento di un raggio operativo della pala del roto- . -o re. Cnfi -?S co ! Una regione di transizione raccorda la r?gione_ o j ' ? 25 !interna e la regione esterna in cui la dimensione ' i : ' . ' ? ? ? I i ; di spessore si riduce rapidamente fra la regione in-?i ? ;

; I tema e la regione esterna . - - - r ' I ?

i Convenientemente , la regione interna pu? essere

| estesa verso l'interno a partire dall 'estremit? di | i ' , !

I attacco della pala in modo da fornire una carenatura? i

per un mozzo del rotore, a cui, durante il funzionamento, viene fissata l? naia del rotore .

Preferibilmente, la regione interna pu? comprendere una sezione a profilo aerodinamico in cui la

| curvatura di una superfici e superiore a poppa di ci rca il cinauanta per cento della stazione di corda

i d eila pala ? inferiore alla curvatura della corri- !

: sporgente superficie inferiore . La sezione con il profilo aerodinamico pu? avere un coefficiente di momen: _ to di? beccheggio-di base- positi-vo- e-questo- ultimo ? i? -I

I

_ : . ' . pu ? -g en e ra lm ent e - essere- sup eri o re - al?- una - g rand e? za - -?

_ ? . ; di 0,02 ? - - - - - - L - - -. . ..... _ : Convenie nteme.nt e,- la sezione- con-profilo aero- - ? ? -. dinamico della. .regio ne interna -comprende- una- sezione t? ?o con profilo aerodinamico NACA 242.1. invertita, prefe- - - -c . r ibilmente modificata mediante incorporazione di. una . ? , linea di inarcamento NACA. 210. ... _ _

Sotto un altro aspetto, . la presente invenzione -?

.fornisce un rotore di elicottero comprendente una

pluralit? di pale di rotore fissate.. ad un mozzo . di . ad C wO * rotore per la rotazione intorno ad un asse, ciascuna. .

pala di rotore avendo una estremit? di radice o di

attacco per il f issaggio al mozzo del rotore, una .

. estremit? di punta ed una porzione centrale con sezione retta a profilo aerodinamico avente una dimensione di spessore ed una dimensione di corda sostanzialmente costante ed estendetesi fra l' estremit? di

attacco e l' estremit? di punta per definire una apertura della pala, caratterizzato dal fatto che una regi?ne interna della porzione centrale presenta un rapporto fra spessore e corda, superiore al dodici per

cento, una superficie superiore a poppa ri spetto ad

Una corda corrispondente circa al cinquanta per cento di curvatura inferiore ad una corrispondente super?

ficie inferiore ed un coeffici ente di^momento di-hec- ed

cheggio di base positivo. - - ? ? ? O-Q? o - L?invenzione verr? ora descritta soltanto a ti-- ! tolo di esempio e con riferimento ai disegni allegai

: j ? iS ti , in cui : - . . . . . 1-i ? I

la figura 1 rappresenta una vista in_pianta par-<1 CO ziale di un. rotore di elicottero avente una plurali-^ csi ? t? di pale di rotore ; . _ _ _ ]

... _la figura 2 rappresenta una vista in . sezione

che illustra lo spessore convenzionale di una delle '

pale del . rotore, presa lungo la linea A-A della figu-

ra 1 ; .. . . .

i la figura 3 rappresenta una vi sta in sezione :

simile alla figura 2 di una sezione con profilo aero-

dinamico di spessore , non .c onvenzionale, rappresen- j

tata invertita;

le figure 4 e 5 rappresentano graf ici che met-

! tono a confronto il comportamento statico misurato

i

!

di una convenzionale sezione con profilo aerodinami-

co di lina pala di rotore di elicottero e di una sezip-

ne con profilo aerodinamico di spessore non conven- l

! s

! zionale, .

| _ la figura 6 rappresenta un grafico che riepilo?

' ga il comportamento stimato della sezione spessa ed

?

| un confronto con una sezione convenzionale e compren-

! -i ?

I

_ ? de il. comportamento stimato dL una. . sezione con spes-r

? sore modificato, _ { . .._ . __ ' . . . ... ^ . 1

la figura-7 rappresenta una vista in sezione .- .

_ { simile alla. figura 3 di una. sezione con orofilo aeroi i

{dinamico modificato_con.spessore non.convenzionale,

la figura-8 confronta le distribuzioni.di velo- -....cit? calcolate per le.sezioni..con .profilo.aerodina-.-i

| mico spesse, _ . . . _ . .

j -! la figura 9 rappresenta un grafico che riepilo-.ga considerazioni sulla pala in corso di avanzamen-,

;to, .;

la figura 10 illustra una accettabile

zione di spessore della pala del rotore secondo la ;

presente invenzione, e

la figura 11 rappresenta un grafico che illustra la capacit? della sezione con spessore aerodinamico interna e le esigenze di comportamento nel modo di volo librato.

Con riferimento ora alle figure 1 e 2, una pa-^?? S#*ttO RO IMG Zffi MHAZJHK &. la 20 di un rotore di elicottero comprende una estrer

mit? di radice o. di attacco 21 , una estremit? di punta 22 ed una porzione centrale 23 cori sezione retta

a profilo aerodinamico che si estende fra l ' estremit? di attacco e l 'estremit? di punta per definire la

dimensione di apertura della pala . L'estremit? di

' attacco 21- viene, fissata ad. un mozzo 25 del rotore

? t ' avente, un asse di rotazi?ne 24 che definisce, insie- -i ! ? ? ? i i me con l' estremit?- di punta 22 della pala, un raggio i i * \ operativo R della pala.- Come riportato nella figura ! -d 2r la sezione con profilo aerodinamico -della pala | t? nella porzione centrale 23 presenta una dimensione [ -i ? r? , di corda- c_ ed una dimensione di spessore massima , C CL

r . i - e si deve notare che il rapporto fra la dimensione - . K3 di spessore t e la dimensione di corda c, vale a di-? ? re il rapporto t/c, di una convenzionale pala di ro-r

oc ' tore di elicottero normalmente non ? superi ore al . co dodici per cento.

Il desiderio di aumentare lo . spessore delle sezi oni a profilo aerodinamico nelle stazioni interne ;

di una pala di rotore non potrebbe essere accontentato fino al punto di degradare le prestazioni aerodinamiche delle sezioni interne . Le esigenze relative ^ alle prestazioni aerodinamiche per queste sezioni po ssono essere elencate nel modo seguente :

1 . momento di beccheggio di base positivo,

2. bassa resistenza all'avanzamento,

3 ? adeguato coefficiente di sollevamento o di .

portanza massimo stazionario (CT con

li MAX riferimento alle condizioni di volo librato .

o volo a punto fisso,

_ i _ 4 ? caratteristiche di stallo dinamico ripetiti- I .

L ? ? I _ li . e . prevedibili.,.. . _ ... . .. .... - , . 1 : . -_ La necessit? cLL.un.grande,momento di beccheggi?

I '

- i di- base positivo .(punta in. alto ) deriva dalla solu- , ! I

[

_ : zione. di sezione a orofilo aerodinamico . distribu? ta , I

. . alla progettazione . del rotore principale -descritta.

. ... nella domanda di brevetto europea pubblicata. EP -A-!

- 0,037 *633 ? Il mancato conseguimento del desiderato .

4

.'livello di momento di beccheggio di base nella .regio-.ne interna della pala limiterebbe la scelta della .

.sezione con profilo aerodinamico che potrebbe essere

impiegata nella regione esterna ed avrebbe come ri-;

sultato un inviluppo di volo degradato. L?aumento

della dimensione di spessore e pertanto,,per una data dimension? della corda, del.rapporto t/? di una

sezione con profilo aerodinamico usualmente ha l?effetto di promuovere premature separazioni o distacchi del flusso sul bordo posteriore che tendono a

pregiudicare il momento di beccheggio del profilo

? WG BARZAH ZDA &i'ASO ROMA S?D.. aerodinamico. Le deviazioni ammissibili nel momento

di beccheggio di base possono pertanto determinare

il rapporto massimo t/c per le sezioni interne, particolarmente se vengono impiegate sezioni con profilo aerodinamico convenzionali con spessori maggiori.

Un pregiudizio connesso alla resistenza all ?avan

. zament.o usualmente ? associato a sezioni, aventi .un f I .?rapporto .t/c superiore al d?dici per^ cento, in. c orri-i i * - ^ . spondenza. di. valori moderati del coefficiente di .. !.. sollevamento o. di. portanza (CT ) a causa, della, cresci-_ . ta del .distacco sul "bordo, posteriore dello spessore L . dello strato limi te. localizzato (fi) . Questo, pregiudizio ? di massima importanza .nel volo a punto fi sso in cui, con la limitata potenza del. motore o di tra- , smissione dell? elicottero, una qualsiasi perdita di . potenza vi ene risentita come una diretta riduzi one del peso di decollo . Sezioni spesse incontrano anche . condizioni .di flusso supercritiche locali con numeri;

,di Mach di correnti libere molto inferiori in confronto con le sezioni a profilo aerodinamico aventi un rapporto t/c del dodici per cento convenzionalmente impiegate nei rotori di elicotteri . L 'attenzione pertanto ? stata concentrata sulle condizi oni della pala in corso di avanzamento nel volo in avanti per assicurare che un eccessivo consumo di potenza dovu MZ !!Q XU ?! U &iJfi.. to all 'aumento della resistenza all'avanzamento oppure alla separazione deL flusso indotta dall 'urto non si verificasse sulle sezioni con profilo aerodinamico interne spesse .

La sezione con profilo aerodinamico interna inoltre deve essere capace di raggiunge un massimo

.c o efficiente . di- portanza (C ? L M mrA* vX) in. condizioni.. sta^ |.

, ?

- zionarie-compatabili- con. le esigenze d i- oortanza nelvolo-a punto? fisso * Queste- esigenze variano largameri-!

? te da rotore a rot ore-pri nei palm ente a causa della

torsione della- pala ?' Le pale ad alta torsione posson?-. generare, elevatissimi valori di CT nelle stazioni- -c/i linterne * . _ - . . 1 .

t

i ci _ Anche se la progettazione della pala di roto re ! ... oc G? al con sezione a profilo aerodinamico di tipo distribui-24 to come nella summenzionata domanda, di brevetto euro- *8

O

, peo dipende- dalla conclusione che l^nvilunno di pre .1? stazioni del . rotore ? molto pi? sensibile ai. limiti - c aa di prestazioni della sezione con profilo aerodinami-^ SS o esterna in conf ronto a, ouelli delle, sezioni interne, e lo stallo delle stazioni, interne della pala

nel volo in avanti pu? essere impossibile da imoe- . . _

dire, nonostante ci? ? desiderabile che le sezioni

con profilo aerodinamico impiegate nelle stazioni interne presentino un valore di C M il pi? alto possitile all?interno dei vincoli geometrici e realizzino un comportamento di stallo dinamico prevedibile

e ripetibile per ridurre al minimo le differenze delle risposte da pala a pala?

Scarsissimi dati esistono per sezioni a profilo aerodinamico aventi un rapporto t/c superiore al dodi

.! ci per cento. nell'intervallo di numero di. Mach di [_ t 1 ? ;

_ _ 1 interesse, per. il. progettista delle pi?le degli elicot-

4 ?

! :

_ _ i teri.. Tuttavia,-- L dati- relativi ad una ampia gamma _i _

;f ? ?* _ ?di- sezioni., com profilo .aerodinamico attraverso _un. . ?. ...

! ;

._. ! e steso intervallo, di numeri di Reynolds in condizio-r

r

: ni di basso numero di Mach sono noti, da varie sorgen-. jm JL

ti , per esempio, "TheoryT?f Wing Sections" di I .A . . ' s : Abbott ed A*E ? van Doenhoff , pubblicato dalla Dover: -Publications, New York, nel 1949. Un riepilogo di '? questi dati ha confermato le penali t? di comportameli- -J _ t o per le sezioni con profilo aerodinamico spesse ; J c onvenzionali precedentemente riportate ; tuttavia, . tale riepilogo indica anche che una soluzione non c? convenzionale potrebbe f ornire sezioni con profilo aerodinamico molto spesse capaci di soddisfare tutte le esigenze di comportamento aerodinamiche interne nella progettazione di una pala composita per rotore di elicottero .

I dati del. riferimento sopra riportato sono stati studiati per tendenze che potrebbero indicare la estensione nella quale lo spessore delle sezioni a profilo aerodinamico interne potrebbe essere aumentato . I dati dimostrano che, per sezioni convenzionali , quando lo spessore viene aumentato oltre il dodici per cento, si verifica un prematuro distacco sul bordo posteriore, ... producendo una divergenza, del mo- ;

' i

mento_ di-beccheggio, -uno spianamento della- port?nzaj-I

u.ed. un. pronunciato- scarto- della resistenza all*avanza ?

mento,, tutte- caratteristiche indesiderabili nel con-??

testo-di? un. ro.tore^di elicottero. - - ; -\ o. I ??) ; _ _ Poich? i dati- relativi alle sezioni con-profilo

3G O

aerodinamico con .momento di beccheggio di base non .. az O

. convenzionale (punta in alto) erano necessari,, le oc -< .caratteristiche di portanza negativa dei profili, aeroo?J dinamici inarcati convenzionalmente di cui al surri^ O 3S . feri to riferimento sono stati studiati. per tendenze co ed & stata scoperta . una famiglia di sezioni con ore-: ci a|r

, I

. stazioni sorprendentemente elevate quando, il. funzionamento avveniva in condi zioni invertite. Pertanto, [

si ? deciso che i componenti pi? spessi di questa

famiglia garantivano una ulteriore considerazione

poich? sembrava che, con lieve modificazione, essi

potrebbero formare la base di una serie di sezioni

a profilo aerodinamico in grado di soddisfare tutte

le esigenze delle prestazioni aerodinamiche delle sezioni interne delle pale dei rotori di elicotteri .

la figura 3 rappresenta una vista in sezione simile alla figura 2 della pi? promettente d? questa

famiglia di sezioni a profilo aerodinamico, la sezione a profilo aerodinamico NACA 2421 , indicata con

il numero di- riferimento 26 , La designazione NACA

1 I 2421 indica-unar sezione a profilo aerod inami c o svi [

! I

luppata dalla National- Advisory- Commi ttee for - i i I

Aeronautics, un ente- predecessore della National- - -v ' - . [ ? Aeronautica and Space Administration degli- Stati Unii .

. - ti d'America, e le informazioni sono state pubblicate * si i

per esempio nel riferimento di cui sopra, e sono di- ** I? I g ? sponibili nella maggior parte delle biblioteche tecni O -o che, come ? ben noto agli esperti di aerodinamica, ? In breve, la sezione a profilo aerodinamico NACA 2421 *0

C3

J? carat -terizzata da un rapporto fra spessore e cor- l i -da (t/c) del ventuno per cento, (indicato dagli ulti-?.. s a* ss mi due numeri della designazione) ed un coefficien- , te di momento di beccheggio di base positivo o con ! punta in alto generalmente superiore ad una grande z4 za di 0,02 , Inoltre, con il funzionamento inverti to ( come rappresentato nella figura 3) ? la curvatura della superficie superiore a poppa ri spetto alla stazione di corda di circa quaranta per cento ? infe-J

riore a quella della corri spondente superficie infe-. riore e, allo scopo di indicare un funzionamento invertito non convenzionale, si ? aggiunto un indice negativo alla designazi one nota, vale a dire NACA

2421-^ ? E ' sembrato che una sezione con profilo aerodinamico spesso con queste caratteristiche non con.?>_ _ _ . venzionali. potesse- evitare le penalit? di prestazio4 - ?

> i

?S

_ ^ni?dal_punto di? vista- aerodinamico costituite, di ele-^ -: ? . 1 i

- - i_vata. re si stenza^aH-* avanzamento- e -da- basso coefficien -1

? ; te. di portanza- allo- stallo,- come quelle normalmente .

. . associate alle sezioni- spesse di convenzionale- forma

|

; ?L-profilo- aerodinamico precedentemente considerate j i - -J ?

. - per le pale- dei rototi. di elicotteri,- e che potrebbe

i

pertanto essere possibile utilizzare UIB. tale sezione !

i ? su una utile estensione nel senso di apertura di

_ una regione interna di una naia. di rotore di . elicot-

i

tero# Le figure 4 . e 5. rispettivamente mettono a con-

fronto il comportamento statico misurato della conven- . f- -t rionale sezione a profilo aerodinamico 23 della figu-V1 ?j ra 2 avente un rapporto t/c del dodici per cento e .

della sezione a profilo aerodinamico non convenzionai?

.mente spessa 26 della figura 3 avente un rapporto t/c

del ventuno per cento? Si dovrebbe notare che, nel

passato, i dati sui profili aerodinamici da diverse,

attrezzature di prova hanno dimostrato di essere com-

patibili a condizione che il numero di Reynolds e le

disposizioni di fissaggio di transizione fossero

simili ? Nei grafici L la linea 23a rappresenta la sego-

ne convenzionale 23 e la linea 26a rappresenta la se-

-1

zione non convenzi onale NACA 2421 , la figura 4 rap-

presenta nel grafico il coeffici ente di portanza

?(CTL) in funzione . della incidenza (<4_- et.), e la fi-' i. o

J gura 5 rappresenta sul grafico il. coefficiente di

i :

i i ? CL

\ resistenza all 'avanzamento. (CP ) in funzione della

i

? incidenza (e6 dati, delle figure 4 e 5 si . .

e ot: 1 riferi scono a . simili, numeri di Reynolds ed a transi- O o ac -r , zione libera: tuttavia, anche se i. numeri di Mach sono bassi, essi non sono identici ? . Nonostante . ci?, sono oO -o fatte diverse importanti osservazioni .

Pertanto, una sezione a profilo aerodinamico OQ C?> ST

di spessore non convenzionale NACA 2421?1 ( 26a) presenta un elevato valore di C_ statico , nonostante il suo carico di base contrario. Vi ? uno scarso ; spianamento o rolling over delle caratteristiche di portanza prima dello stallo, diversamente dalle sezioni a profilo aerodinamico dL spessore convenzi onale. Infine, le caratteristiche di resistenza all 'avan? zamento della sezione NACA 2421 ( 26a) non presentano lo scarto di resistenza all 'avanzamento con l'in- , cidenza che normalmente si osserva con le sezioni a profilo aerodinamico spesse, la resi stenza all 'avanzamento essendo strettamente paragobili a nuella

della sezione a profilo aerodinamico convenzionale

( 23a) raporesentata uer confronto .

Contrariamente al suo comportamento quando opera in modo convenzionale, in cui lo stallo ? del ti

;_po_. con., progressivo distacco sul /bordo, posteriore coi. _ _ _

?

i gradual.e__perdita. di. portanza ..e .ere sci..ta della resi- _

i stenza_ all 'avanzamento^ quando opera. in . condizioni?. _ _

1. j

? 1 ?

i. invertita la sezione NACA 242-1 presenta caratteristi-? ---? |

.che di-brusco. stallo., sul. bordo, anteri ora. di. una sezio-? ... ? - oL : ne con profilo aerodi riamico, di- elicottero convenzio-, r

. naie ? Questo comportamento e l ?assenza, di scarto, di L OJ resistenza all 'avanzamento sono probabilmente dovu--Lti al basso angolo del bordo posteriore ed alla, basr

*? o ? sa curvatura suoerficiale della superficie superiore p* ? --t ! posteriore critica per effetto del non. convenzionale CQ ?r v i l ? inarcamento ? Il suo punto di stallo ( 26b) ? stato . :

previsto impiegando un criterio .di stallo del bordo

^ anteri ore ed ? rappre sentato. nella figura 4, che indica che il comportamento di stallo della sezione NACA

2421 sarebbe non solo prevedibile ma anche ripetibile nel caso dinamico . Il criterio di stallo usato

? . di scusso in una pubblicazione "Onset of Leading

Edge Separation Effect s under Dynamic Conditions and

low Mach Numbers" presentata al 34th AHS National

Forum nel Maggio 1978 da T.S . Beddoes ed in un articolo "Analysis of Computed Flow Parameters for a Set

of Sudden Stalls in Low Speed Two Dimensionai Flow"

di W,T. Evans e K.T? Mort, pubblicato come NASA TND-85

nel 1959

1 .Si. dovrebbe, spiegare che i dati, contenuti .in - j I ? ? ? i-_ _ .J "Theory of_\Ving Sections" non definiscono, lo stallo1 ? ? ' ' . !

_ [ invertito della .sezione NACA 242.1 per numeri di . L ? 6 ! - Reynolds di_ 3 10 *?Ci? ' si_ verifica per la maggiori i ? ! - ;. parte, dei dati relativi alle sezioni aerodinamiche L ~.i 1 \ ? . provenienti da. questa sorgente* Tuttavia, i .valori j i _ ?. ?

' ? . . . ..critici .calcolati dei _ parametri relativi ai criteri ; ? ? ! ? .. associati al bordo anteriore per lo stallo definiti ? i : in corrispondenza di superiori numeri di Reynolds

6

di 6 x 10 sono contenuti in una regione in cui il ;

..I criterio del bordo anteriore ? perfettamente d efini? -; c 2 to ed in cui l' esperienza ha dimostrato che una buo- -4 na correlazione si estende fino a numeri di Reynolds anche soltanto di 3 x 10^.

-1 i La sezione NACA 2421 realizza un momento di : _ beccheggio di base superiore in confronto con le sezioni interne descritte in detta domanda di brevetto europeo EP-A-0*037 *633 ? Questa ? stata considerata una ulteriore caratteristica utile poich?, per una data estensione radiale della sezione a orofilo aerodinamico interna, la sostituzione di una sezione simile alla sezione NACA 2421 ^ dovrebbe consentire un maggiore livello di carico di poppa nella regione esterna della pala, con un perfezionamento nell 'inviluppo di volo d el rotore* Alternativamente , mentre si L manti ene lo stesso momento - torsionale complessivo ?

della pala, - una. sezione- con profilo aerodinamica ?

!. i

! esterna, esistente .potrebbe essere estesa ulterioitnen -ts te? verso .l'interno ? _

? <r C ?. E* pertanto apparso chiaro che, per bassi nume- fic O

i O : ri. di Mach, una sezione con profilo aerodinamico si? - s?*zi?

-1

T mila alla sezione NACA 2421 aveva migliori caratte-?

: ri stiche. di . momento in confronto con una convenzio-L -. naie sezione con profilo aerodinamico avente un rapporto t/c del dodici per cento, aveva analoghe caratteristiche di resistenza all 'avanzamento e di portant

za statica e forniva un incremento di spessore per . ?

una data dimensione di corda del settantacinque per.

cento * Inoltre, tenendo presente il suo inarcamento^

di punta negativo ed il suo caricamento di base negativo, si aveva fiducia che ulteriori perfezionamenti potessero essere apportati attraverso modificazioni locali della sua conformazione geometrica di punta * Tuttavia, avendo determinato che la sezione con

profilo aerodinamico NACA 2421 pote va fornire una

base per la progettatone di sezioni con profilo aerodinamico aventi spessori non convenzionali per uso

interno, ? stato quindi necessario studiare il comportamento della sezione in co rri spondenza di maggiori

numeri di Mach allo scono di determinare se esse p?

t essero o meno -essere., usate, in. pale di rotore, per un rotore-di_ sostentamento- principale di un elicot? t e ro

le sezioni aerodinamiche spe sse. della, serie

NACA 4-cif re . hanno. dimostrato dr possedere caratte-i wO Eristiche di comportamento. sorprendentemente buone.. } <s XI

O

c? . ed altre caratteristiche convenienti per. l ' impiego O c . in sezioni interne delle .pale, di rotori quando il n*

- ; ? ->4 funzionamento avviene in senso invertito. Il loro

O

comportamento allo stallo potrebbe essere previ sto impiegando il criterio di stallo sul bordo ante rio-! QQ CO

; re della sezione NASA TND-85: tuttavia, essa ?_.ri-_ ?

\ \ stretta in applicazione a numeri di Mach della cor-L rente libera fra bassi e moderati e prima che__le sef-* zioni spesse possano essere usate nella progettazione di rotori di elicotteri, e loro comportamento in: corri spondenza di numeri di Mach superiori doveva essere verificato .

Scarsi ssimi dati sperimentali sul comportamento di sezioni con profilo aerodinamico spesse esistevano per elevati numeri di Mach che si approssimavano al . punto di separazione o di di stacco indotto dall 'urto, per?, nonostante ci?, ? stato possibile realizzare una stima del primo ordine del comportamento dei profili aerodinamici per confermare la loro oonvenieni za per la. progettazione di rotori ?- Per gli scopi di- *?

i ;

/ _ ? progettazione, dei rotori, si richiedeva di .conosce^'

! i

L re.?le condizioni di-portanza e di numero di Mach per - - - -i t

| l 'aumento della- resistenza all Avanzamento, nonch?^

t ,

j ;

, le condizioni- per il distacco indotto dall'urto ?

! Fortunatamente, una- stima della instaurazione ~ s i A. : di una condizione di aumento della resistenza all 'a-! vanzamento poteva essere effettuata sulla "base dei-? -dati di sponibili ? L'incremento della resistenza all,'a-. vanzamento in corrispondenza di elevato numero di * Mach della corrente libera sorge a causa della pre-_

?d senza di urti che aumentano la resistenza. all 'avan *

C? Z?

zamento direttamente per mezzo di forze di pressione

agenti sul profilo aerodinamico ed indirettamente

attraverso i loro effetti sullo strato limite del.

profilo aerodinamico ? Gli urti esi stono soltanto

per far terminare una regi one di flusso supersonico

in prossimit? della superfici e del profilo aerodi- ,

namico e pertanto la instaurazione di condi zioni .supercritiche pu? essere messa in relazione con lo

sviluppo di un aumento della resi stenza all 'avanzamento? Il numero di Mach critico in corrispondenza di

una data incidenza pu? essere calcolato e, sulla base dei dati sperimentali, si ? supposto che l 'incremento di resistenza all 'avanzamento si verificasse

.. i in corrispondenza. di_ numeri di Mach. di . 0,03 oltre il i i \ numero. di .Mach criptico

. _! . E..*? stato. notato che^le sezioni. con. profilo aeroi , ! ca? ! . co ? dinamico NACA 4-cifre invertite-. che. sono, state pres?? \ SS o . }in considerazione erano, simili in forma, alle moder- 1 c< .

i __ | o a ? ne sezioni con.profili aerodinamici supercritici . qu?n- ai -<? i

- acs: sdo operano invertiti ed il. loro comportamento in r-4

I oO ... termini di incremento della resistenza, all.' a vanzamen-. -o to e di re sistenza agli urti poteva essere migliore di quello indicato dalla analisi effettuata. L 'uso i dell'inizio dell' incremento della re sistenza all'avan-

I , zamento come un limite per le normali condi zioni operative sul rotore forniva una stima conservativa della utilit?, di sezioni non convenzionalmente spesse ...

E ' stato anche necessario prevedere lo sviluppo di un distacco indotto dall 'urto per assicurare che _ .e sistesse un adeguato margine per far fronte ad iniri-. tenziali escursioni risp etto alle condizioni di volo nominali o di pregettazione.

L' esperienza .generale dimostra che un basso an-. .golo di deflessione del flusso sul bordo posteriore oppure una bassa curvatura della superfici e superio-_ re posteriore b utile in corrispondenza di numeri

di Mach superiori oltre al valore cri tico . Un basso

_ angolo sul bordo posteriore ed un bassa curvatura

- della superfici e superiore potrebbero essere realizza-

I ?'

...". i ? ti mediante un assott?agliamento generale del pio-fi- r

;

_ ? ?? aerodinamico oppure, nel caso dei profili aerodi- -_ _ _ . camici finora considerati, attraverso l 'uso di un

inarcamento-non convenzionale sulla parte posteriore - c4i.

c/i _ ..della corda,del profilo aerodinamico. I profili aero- - ? ? ? ?

O ci dinamici come quelli della serie spessa NACA 4?cifre O o r * . potrebbero lasciar prevedere di raggiunge numeri di. *-i pj Mach,superiori operando in condizione invertita in

o .confronto con quando,operano in maniera convenzionante. I vantaggi del basso angolo sul bordo posteriore ? odi CSJ

.e della.bassa curvatura della superficie superiore 3 -i posteriore nelle caratteristiche di portanza e resistenza all'avanzamento con bassi numeri di Mach sono,

.gi? stati notati.

la figura 6 riepiloga il comportamento stimato

della sezione con profilo aerodinamico 26 del tipo

NACA 2421 corrispondente al ventuno per cento t/c,

indicata in 26? come funzione del numero di Mach

- (M ? 9.*) e d ?ella incidenza (? - oc O) a seguito della analisi precedentemente derivata. Per scopi di confronto in 23a ? anche rapnresentat o il comportamento della sezione con profilo aerodinamico convenzionale

23 del dodici per cento t/c . I limiti di comportamento indicati sono basati sui calcoli del criterio del

bordo anteriore che-def ini scono il. comportamento di - ! stallo., dinamico. in_corrispondenza--di sbassi numeri. ..dii-Mach e- sulla base, del- criterio- del- distacco- indotto di 3 i

[l?urto per numeri di Mach- superiori- e. con_bassa in--- cidenza?- Ne!L caso della, sezione con profilo aerodi- i d.

? namico convenzionale. 23? i calcoli: erano supportati ! I ? ? : 1 : da esperimenti o prove effettuati nell?intervallo ! O i I

. di numero di Mach da 0, 3 a 0, 8 ? . .

Per bassi numeri di Mach, il comportamento del 4 --1 ; la sezi one NACA 2421 ( 26a) ? sign-if icativamente j , ? inferiore al comportamento della sezione con profilo ! ex aerodinamico convenzi onale ( 23a) . Nel volo in avanti, ? j r ?' pertanto, se questa sezione fosse sostituita alla j i convenzionale sezione con profilo aerodinamico nelle stazioni interne della pala, i distacchi del f lusso ; si svilupperebbero prematuramente? A seguito dell ?insegnamento delle pale con sezione aerodinamica di tino di stribuito descritte in detta domanda di brevetto europeo EP-A-0 .037 *633, tali di stacchi di flusso interni non debbono necessariamente essere dannosi per le prestazioni del rotore, ? stato considerato degno di nota studiare se le modificazioni alla sezione potessero o meno perfezionare il comportamento senza modificare gravemente altri aspetti del comportamento della sezione

? ? La- sezione NACA 2421 -1 evita un prematuro di- r

i ? - !

; stacco sul tordo posteriore attraverso il basso^an--- golf* del bordo posteriore sulla superficie superiorer ? - -

?

-i e -la bassa curvatura della- superficie superiore po-: - ?

l f' . o. ' steri ore realizzati- con un inarcamento non convenzio- - - c/5

naie? Que sto- inarcamento, tuttavia, si traduce in un? .

t

O j carico di base negativo che la componente della por- - C ?agS* L

- tanza che dipende dall' incidenza deve superare . Il iS <?a carico di base negativo o avverso pu? essere suoera- o TZ

to mediante la sovrapposizione di una seconda linea - 3 a A.

o ?ca . di inarcamento seguendo il procedimento descritto nel CD 2? la summenzionata pubblicazione "Theory of Wing Sections" ?

Questa seconda linea di inarcamento tuttavia non deve rendere significativamente pi? ripide le pendenze dei bordi posteriori e la sua influenza sulle caratteristiche di momento deve essere minima . Questa :

seconda linea di incaramento dovrebbe pertanto con- ,

c entrare il suo carico nella sua regi one di punta.

La linea di inarcamento NACA 210 corrisponde a queste

false righe generali ed una nuova sezione NACA 210. 2421

? stata definita nel tentativo di forni re una sezione

interna spessa di perf ezionate prestazioni . Il rapporto t/c di questa nuova sezione 27 era ancora del

ventuno per cento .

La forma della sezione retta della nuova sezione

; NACA 210,2421 _ . .?. rappresentata^ con il numero di ri-- j ! ferimento. 27 nella_.f igura. 7 e. le prestazioni della . : I.

i ?

- 1 nuova sezione? sono- riportate irr 27a nella- figura 6,.

?-I- calcoli -"basati su criterio del bordo anteriore di-! I : i -<4 ? ; mostrano- che la discrepanza nelle prestazioni di . - ? . cL ?^5 I J

?stallo dinamico in corrispondenza- di minori numeri. ! ???? !? o e* di Mach fra la. sezione, con profilo aerodinamico con? ... O C. S c ' - menzionale (23?) e la. sezione NACA 2421 (26a) sono ?Lj state praticamente eliminate grazie alle modificazi o?

c_^ ni che culminano nella nuova sezione ( 27a) , ? f^j j evi La. figura 8 rappresenta, sili grafico la veloci- , CO cp t? locale. (Y) in .funzione della distanza. nel senso : ?3 della corda ( x) e fornisce un confronto delle distribuzioni di veloci t? calcolate per la . sezione NACA :

2421 ( 26a) e per _la sezione NACA 210,2421" ( 27a) ; in corrispondenza dei loro ri spettivi valori critici di incidenza in conformi t? con il criterio del

bordo anteriore . Si noter? che le velocit? al di sopra della parte posteriore delle sezioni o on orofilo aerodin?mico sono praticamente identiche , indicando

-1

che la nuova sezione NACA 210,2421 ( 27a) presenter? un comportamento statico che non viene influenzato dal distacco sul bordo posteriore analogamente

alla sezione NACA 2421 ( 26a) . Il confine del distacco indotto dall* urto stimato ? anche quasi ident ico,

- riflettendo la somiglianza delle conf ?xmazioni geoi l metriche sul bordo no steri ore delle due sezioni? com ?

^ profilo aerodinamico spesse . > -j - - Gli studi effettuati nell' ambito della presen ?

i

- te invenzione hanno dimostrato, pertanto, che era :

t ? possibile definire una sezione con un profilo aero- ci t/? - dinamico spessa con spessore non convenzionale da. - .-- -4.' usare in stazioni interne di una pala di rotore di <' elicottero soddisfacendo i requisiti di progettazione

? per le sezioni interne delle pale dei rotori e sen--? za imporre alcuna significativa penalit? alle prestazioni aerodinamiche. Le prestazioni di queste sezioni CL o sono basate sul calc olo affidabile e su dati di p rova . Tuttavia, e rimasto necessario definire la estensione radiale su cui tali spesse sezioni coirebbero

. essere utilizzate e definire margini di c?moortamen-. to per specifiche condizioni di volo del rotore.

Avendo sviluppato la conoscenza delle limitazioni delle sezioni aventi spessori non convenzionali

in c orrispondenza di elevata portanza e di elevato

numero di Mach, queste false righe sono state quindi

applicate alla progettazione di un rotore principale.

' L'esempio scelto era quello di un elicottero con

una elevata velocit? di punta della pala del rotore

di 145 piedi al secondo, un piede equivalendo a 0, 3Q4

metri, che genera condizioni di elevato numero di _ ] .Mach relativamente lontano verso l 'interno sulla pa-!

la in corso di avanzamento, le quali condizioni proo ts\ babilmente f ornano i vincoli pi? gravi- per la appli-:

d c azione delle nuove sezioni ? ot t o Le considerazioni . sulla pala .in. corso di avan- ... et-.

-<*r zamento sono riepilogate nella figura 9 la quale e- r>? ? . sprime sul grafico il numero di Mach. (M^) in corri- . <2 spondenza di. un angolo di azimuth di 90 gradi in fun ? ? zione della posizione radiale R. Il volo a 140 ' nodi ?. CD SS

:a livello del mare condizioni ISA viene creso come richiesta velocit? di crociera, nel qual punto l 'in-.

.cremento di resistenza all 'avanzamento, a partire dalle sezioni interne non sar? accettato e la distribuzione calcolata della portanza relativa alla lama

in corso di avanzamento per una tale condizione ? rappresentata con il numero di riferimento 28 nella

figura 9, in maniera idealizzata? La variazione radiale del numero di Mach con incremento di resistenza all 'avanzamento ? rappresentata per le sezioni con profilo aerodinamico aventi spessori non convenzionali NACA 2421?1 ( 26a) e 210.2421-1 ( 27a) appropriate per le esigenze di incidenza riportate ? Con il numero di riferiment o 29 ? anche racpresentata la variazione radiale del numero di Mach a corrente libera.

La- variazione del- numero- di Mach con-incremen-^to- di resistenza all?avanzamento- -?- picco! a da s?zioi

| ne- con profilo? aerodinamico a sezione con profilo-- -aerodinamico per sezioni-- so esse e la sua variazione-^

! i

radiale ? piccola rispetto a quella del numero di? ; cL e -< iMach- in corrente libera da radice- della pala a puntale Ila pala . La figura dimostra- che la sezione NACA r _ r 1 ? . 2421~ 1 ( 26a) pub. essere utilizzata all? esterno f ino r

al cinquanta per cento di raggio del rotore e la sezione NACA 210.2421"" 1 (27a) modificata pu? essere

usata fino al quarantotto per cento di raggio del ro-( tore, senza penalit?, di incremento di resi stenza al-.

1' avanzamento ? Si dovrebbe notare che lo spessore -decrescente della sezione non ? molto potente nella -riduzione della estensione radiale del flusso super-. critico sulla pala in corso di avanzamento ? Si dovrebbe ricordare anche che le sezioni convenzionali aventi un rapporto t/c del dodici per cento operano in

manie.ra supere ritic a molto all?interno dell?incremento

di resistenza all ?avanzamento sulla pala in corso

di avanzamento e spesso penetrano nelle condizi oni

di distacco indotte dall 'urto in prossimit? d ella

punta della pala .

Il confine del distacco indotto dall'urto della

_1

sezione NACA 210.2421 ? riporta.to con il numero di.

: riferimento 30 nella figura 9. Un ampio margine esi-_.

! ste nel- punto di nrogettazione prima? che si verifi-:.

i ;

?-chi il distacco indotto dall 'urto, il limi te di di-i - ? ? -! " < ? r \ stacco in corrispondenza del cinquanta per cento di - j- --J * t raggio corrispondente a 186 nodi in condizioni di li- ,

?-3 ' ci

j - vello del mare ISA -45 ?C , come riportato con il nu? ?* i . 1 ? * > ? i - mero di riferimento 31 nella figura 9, indicando . . ; che l 'uso di tali spesse sezioni all ' esterno nella . ; ' misura fino al 60$ di raggio del rotore rappresenta- . , - una proposizione pratica per alcuni rotori ? . _ _ La figura 10 riporta sul grafico .il rapporto

t/c in funzione della posizione radiale R ed illustra , una accettabile distribuzione di spessore interno

della pala. Per scopi di confronto con il numero di_ riferimento 23a ? rappresentato il rapporto t/c del dodici per cento di sezioni con profilo aerodinamico convenzionali ( 23) (figura 2 ) , Un largo margine di comportamento con incremento di resistenza all 'avanzamento esiste all 'interno del cinquanta per cento

di raggio del rotore indicando che sezioni molto

spesse possono essere scelte per l' estremit? di attacco o di radice estrema della pala del rotore e

si noter? che il rapporto t/c ( 27a) della sezion?

con profilo aerodinamico NACA 2421 modificata precedentemente descri tta aumenta verso l'interno da

circa ventuno-per cento ( rapporto t/c della sezione I-I

I i NACA 242-1?- -rappresentata con il numero- di rife?n.- \ 1-; i

\ :

1 mento- 26a)- in-corrispondenza- del cinauanta per cento

I ;

4 di- raggio fino a circa ventiquattro per- cento nella;

; i

i f OL ~ estremit?- di -radica estrema. Questo rapporto t/c ?

crescente- ver so l ?interno agevola la reali zzazione o Cr. - delle- ri chieste -propri et? dinamiche ed illustre anche- m g TZ

^ ?7 che, mentre la sezione con profilo aerodinamico pre P**4 od cedentemente descritta presenta un rapporto t/c del- o ventuno per cento, b chiaro che sezioni di maggiori .

OJi - spessore aventi un rapporto t/c almeno fino a ci rca .

3b ventiq.uattro per cento ed aventi analoghe carati e -- ristiche non convenzionali potrebbero- anche essere

. usate in. una pala di ro tore secondo la presente invenzione . All 'esterno di ci rca cinquanta ner cento di -raggio del rotore, viene forni ta una regione di . transizione 32 in. cui la dimensione di so essore si ri- .

duce rapidamente fino a liv?lli convenzionali allo scopo di evi tare f orti urti .

La figura 1 1 rappresenta nel grafico l 'incidenza

. (?. - ? ) in funzione della posizione radiale R e mette in relazione le capacit? di incidenza delle sezioni interne con le esigenze di incidenza indicate

_ con il numero di riferimento 33. per una condizione

di volo a punto fisso ?. L'esempio rappresentato si ri

f erisce ad un elicottero in pro ssimit? del limi.te . di . ! i i I.

- | inviluppo di volo con punto fisso stabilito dallo | I ? ;

i . ;

- stallo -di punta, il limite -di stallo stazionario del- --1

la sezione - spe ssa NACA 210.242-1 essendo indicato ;

- , con il numero di riferimento 27a e quello di una L - : sezione convenzionale con il numero di riferimento ! , 23a. Come si vedr?, esiste un ampio margine di com- ^ portament o dalla sezione- di spessore non convenziona-- le 27a. . . .

Gli studi effettuati nel quadro della presente _ invenzione pertanto hanno dimostrato che le .sezioni .

? con orofilo aerodinamico invertite aventi spessori . : non convenzionali oossono essere usate e su una esten-. sione radiale sorprendentemente grande della regione

? interna di una pala di rotore principale di un elicottero . L?uso di tali sezioni non implica alcuna pena-, lit? dal punto di vista delle prestazioni aerodinamiche e pu? realizzare d?i perfezionamenti di presta- ? zioni grazie ai loro maggiori momenti di beccheggio , ?i? s ?5 e?'r??Arr ?: ;:tp-..,.... di base ed al loro effetto sulla progettazione delle sezioni con profilo aerodinamico esterne delle pale .

In aggiunta, l ?uso di una sezione aerodinamica molto spessa nella stazione di radice o di attacco i deila pala forniva 1? opportunit? di ridurre una delle pi? gravi cause di consumo parassita di potenza*-!?

i

-1 !

La sezione- NACA- 2421- forniva- un inviluppo soafcia- j i

le sufficiente per contenere- completamente gli esi-i

stenti- attacchi delle- radici delle pale, duplicatori,

piastre laterali- e "bulloni di un convenzionale mozzo

di rotore di- elicottero . Chiaramente, pertanto, un ? -4 ci. tsi significativo ri sparmio di potenza potrebbe essere ?

- r - ^ ; realizzato contenendo il rinforzo della radice della pala e gli attacchi di fissaggio all 'interno dell 'inviluppo della sezione con profilo aerodinamico ..

Inoltre, estendendo la sezione di radice della pala;

di spessore, maggiorato verso l 'interno oltre l 'attacco della pala nella forma di una carenatura, sarebbe

possibile anche un maggior risparmio di potenza .

Cos?, a parte il fatto di fornire al progettista della pala la libert? di realizzare una. pala composita avente ottimali rigidezze di flessione in

senso piatto e di torsione, l'uso di sezioni con Profili aerodinamici aventi spessori non convenzionali *%? ? nelle stazioni interne di una pala di rotore di elicettero in conformi t? con la presente invenzione fornisce anche l' opportunit?, estendendo le sezioni all' interno dell 'attacco di radice di una pala di fornire un. mozzo di rotore dotato di efficiente carenatura, il quale migliorer? il comportamento dell 'eli- .

.. cottero . e fornir? una significativa riduzione nel con-* i

. i suino di combustibile . Sotto questo aspetto,, si do- i

? > t - ! _ avrebbe, notare, che la. presente- invenzi one pu? uguali \ imente. essere applicata al rotori. di- sostentamento _. !

; ? ! ^principali. di elicotteri. ed ai rotori ahti-coppia. !

ex RIVENDICAZIONI . . .

-4? - . 1 ? Pala di rotore di elicottero avente una estre O cA mit? di radice o di attacco per il fi ssaggio .ad un O % mozzo di rotore, una estremit? di . punta ed una porzio-1?4 ne centrale di sezione retta con profilo aerodinami o3

O

co avente una dimensione di spessore ed una dimensioc ne di corda sostanzialmente costante ed estend ente si

C. fra l ' estremit? di attacco e l 'estremit? di punta in modo da definire una apertura della pala, caratterizzata dal fatto che una regione esterna di. detta porzione centrale presenta un xapporto fra spessore e

c orda non superiore al dodici per cento ed una regione interna di detta porzione centrale presenta un rapporto fra spessore e corda superiore al dodici

per cento,

2. Pala di rotore secondo la rivendicazione 1 , ulteriormente caratterizzata dal fatto che detta regi one interna pre senta un rapporto fra spessore e

corda superiore ai diciotto per cento .

3. Pala di rotore secondo la rivendicazione 1 ,

; ulteriormente caratterizzata dal fatto che il rappor-? i

j to fra spessore. e_ corda .di detta, regione, interna. !

i |

! aumenta verso 1 'estremit? di attacco. [

i

i 4 ? Paia di rotore secondo la rivendicazione 3,j

- ulteriormente caratterizzato dal fatto che il - rap- ! -3 du | i o? porto fra. spessore e corda aumenta dal diciotto- al ; * ' *4 ? - . I ventiquattro per c ? ento. R .'? 5. Pala di rotore secondo una qualsiasi prece-:

dente rivendicazione , ulteriormente caratterizzata r -f !> dal fatto che detta regione interna si estende verso O fqj . l 'esterno fino ad una posizione non superiore al. pun f- ? -?S CO

to corrispondente al .sessanta per c ento di un raggio ? S

... . operativo della pala, del rotore.

6. Pala di rotore secondo una qualsiasi pre-; cedente rivendicazione, ulteriormente caratterizzata dal fatto che .una regione di transi zione raccorda la regione int erna e la regione esterna in cui !

: la dimensione di spessore si riduce rapidamente

; f ra la regione interna e la regione esterna? .

7. Pala di rotor e second o una qualsiasi precedente rivendicazione, ulteriormente caratterizzata dal fatto che la regione interna si estende verso

l ?interno oltre l ' estremit? di attacco della pala

p er fornire una carenatura per il mozzo del rotore

a cui la pala viene fissata durante il funzionamen-:

i-t-O-.

1 _ _ -.8-, Pala^.di- rotore . se.c.ond_o_ una_?ualsiasi prec BL? -L ' dent e . rivendicazion .e ,. ult.arlorm 'ent e_ carati eri zzata- 1 i_ I I J 1 1 dal- fatt o- che-la regione. interna- comprende, una . sezior? I ? ^ ne- con profilo aerodinamico, .in. cui .la curva-t?ra deli- . ; ? j i ?_ -j-la superficie . superiore a .poppa del punto_.corr?Bpon?-.. ? dente- circa al cinquanta per cento della stazione - ? . o oc ! O . di corda della pala ? . inferiore alla, curvatura d.e.1-;.. a Cd 2T :.la superficie inferiore, . L ?a 9? Pala di rotore secondo la rivendicazione 8, o . ulteriormente, caratterizzata dal .fatto che la. sazi? r?

QQ

. ne con profilo .aerodinamico, della regione interna cd presenta un coefficiente .di momento di beccheggio. .

di base positivo superiore a 0, 02. ;

10. Pala di rotore secondo una qualsiasi precedente rivendicazione, ulteriormente caratterizzata dal fatto che la sezione con profilo aerodinamico di detta regione int erna comprende una sezione

con profilo aerodinamico NACA 2421 invertita.

11 . Pala di rotore secondo la rivendicazione

10, ulteriormente caratteri zza dal fatto che detta sezione con profilo aerod inamico NACA 2421 ? modi ficata mediante incorporazione di una linea di inarcamento NACA 210.

12 . Pala di rotore secondo urna qualsiasi pre

cedente rivendicazione,, ulteriormente, caratterizza-:

i

I

to dal. fatto che la pala ?- costruita in materiali

plastici rinforzati, con fibre?. _ !

1 3. Rotore di elicottero comprendente .. una piu?

rali t? di pale di rotore caratterizzato.. .dal . fa.tto_..!. -d ? 4/?-che le. pale del . rotore sono costruite in conformi- 1

c'. ! t? .con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni O i

: 14 ? Rotore di elicottero comprendente una plur-J . ?. ralit? di pale di rotor .e. fi ssate ad . un mozzo del ro ??

-? tore per la rotazione intorno ad un asse, ciascuna i -? . ? 1 pala del rotore avendo una estremit? di radice per ? il fi ssaggio al mozzo del rotore, una estremi t? di : ? punta ed una porzione centrale di sezione retta con

profilo aerodinamico avente una dimensione di-spes- -sore ed una dimensione di corda sostanzialmente costante ed estendentesi fra le estremi t? di attacco

e di punta per definire una apertura della pala,

caratteri zzato dal fatto che una regione interna

della porzione centrale presenta un rapporto fra

spessore e corda superiore al dodici per cento, una

? superficie superiore a poppa del punto corri spondente circa ad una corda del cinquanta per cento di

curvatura inferiore a quella di una corrispondente

superficie inferiore ed un coefficiente di momento .

. di beccheggio diabase -.posi-tivo -*?

c Roma - 2 LUG. 1984 -r _ e p .p ? ;? WESTLAND- PLC- ?

? 3 L?TV MAIS DATARIO ~~ TA/ c c/gp * 1006 ? per se e per gli altri Q Antonio Toliercio C 2

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48487 A 84 BFFIC 10 BREVETTI _

25 S ou tJaamp-t on.-Bu ilding-s , LONDRA .

_Io , _ so.t.tosGri-t to , funzionario, -regolarmente, autori zzatola nonna _cLel ^Paragrafo -.62(3.) _cLella Legge .sui ..Brevetti e Modelli, .19.0.7-, ..a firmare. ril.as_c.iare ce rt.if i c ati jper conto .del Dir et tore General e, co i 1_ pres_e.nte_ atto certifico che la allegata ? copia jjonf orme_dei documenti come originariamente depositati unitamente alla domanda di brevetto ivi identificata*

A norma dei Regolamenti sui Brevetti (Ri-registraziqne ._delle_Soc_iet?) 1982, se una societ? nominata nel presente certificato ed in un qualsiasi documento allegato ? stata ri- registrata _in base alla Legge__sulle Societ?_ 1980 con lo stesso nome con cui era Registrata immediatamente prima della riregi st razione , salvo per la so sti tuzione o la ind? sione, come ultima parte del nome , delle parole ? "SQL? ci et? pubblica limitata" o loro equivalenti parole ; in gallese, i riferimenti alla denominazione della societ? nel presente certificato ed in un qualsiasi documento allegato dovranno essere considerati come riferimenti alle denominazioni con cui essa ? attuaimente ri-registrata. . . _ 1 A norma dei regolamenti, le parole "societ? pub-^ -Ili ca limi tata ? ( .public limited company), possono es- -sere-sostituite- -dalle? sigle . p .1 .c. pie , . P .L..C ? O-PLC .. _ _ _ _ _ . _

La ri -registrazione in "base alla . Legge, sulle Societ? non__co_sti_tuisce una. nuova- entit? legale ma s empii cemenf e_. sottopone, le Societ?-a. c.erte ulteriori norme legali^ sulle, societ?*.

S-Ottoscritto di mio. pugno il.. 6 Giugno 1984--_ F ,t o:

? - - ? ? L? . . _W ? RUSSEL

(SIGILLO)

LEG($ SUI BREVETTI 1977 \ Modulo Brevetti No . \/ll (Modificato 1982)

(Regole 16, 19)

4 Lugli o 1983 8318109

Il Direttore Generale ?ell 'Uf fiero Brevetti

25 Southampton Buildings - Londra VIC2A 1AY RICHIESTA PER IL RILASCIO DI UN BREVETTO

Il rilascio di un brevetto ? richiesto dal sottoscritto sulla base della presente domanda:

I - Rif. del Richiedente o dell 'Agente :.P 251 6GB II - Titolo dell 'invenzione : PALA DI ROTORE DI ELI-COTTERO III - Richiedente o Richiedenti:

Nome: West land pie . _

Nazione: EngLand _

Indiri zzo: We.s.tland Wo_rks,_ Yeovil , Somerset

IV - Inventore: Frederick John Perry _

(b) Una dichiarazione sul Modello brevetti No? l/ll sar? fornita

V - Nome dell 'Agente (se c'?): FORRESTER, KETLEY & CO

VI - Indirizzo di servizio: Forrester House, 52 Bounds Green Road, London N1 1 2EY

VII - Dichiarazioni di priorit?: _

IX - Distinta degli allegati

A : La domanda contiene il seguente numero di fogli 1 : Richi?sta 1 pagina 2 : D escrizione 1 3 pagine 3: Rivendicazioni

4 : Disegni 5 tavole 5 : Riassunto

XI - Firme

FORRESTER, KETLEY & CO

(AGENTI )

PAIA_D.I_.RO.TORE D.I...ELIGO.ITEHO-La pre_senie_inv_enzi.o_ne_si ri.feri-sc.e_.alle .pal e-.di -ro_tQxi_.d_i_el.iiiatte.ri . e -pa.xtiaolarment.e _.acL_una_ |_pala di. r otore di. elic.o.t.t.e ro. comp o.sif a_co-s-t rui ta-_ piegando. mate.riali._pla stic.i- rinforzati con? fibre-. _ Uro studi o_ _del.la_roroge t tazi one_del-le p?i e - c.omp o~ _siie_Jaa_..identificato .diverse, esigenze. -cruciali che . erano dif f i_c ili d a_ _soddi sfare _ oppur. e _imp one vano_ gr?- . vi vincoli impiegando.. .le.. esistenti- -tecniche, di? c-o-_ j. . struzione composi ta ed i metodi . di- stima ..del carie oL? ^ dell'aria ? Le .aree di difficoli?_.implic._avano la._re= ^ sistenza meccanica statica^dela pala , la . rigi d e z za i

. in senso piatto dellajpala e la. rigidezza. torsionaj_le . Le due esigenze di rigidezza erano^le pi?, di.ffi-^ cili da soddi sfare, poich? le deflessioni della pa-|_ la che si inchiede di controllare sono inversamente. j proporzionali all 'integrale r?el senso della apertu-? I

! ra delle __rigi de zz e delle sezioni delle pale . JL'irrigidimento locale presenta un effetto relativamente .

I

scarso sulle deflessioni della pala . Con le sezioni a profilo aerodinamico con convenzionale rapporto spessore/corda (t/c) di circa dodici per cento, quej-1 ste esigenze rendono necessarie pale di Lasso rappor-! to di aspetto, eccessivo peso oppure elevatissimo contenuto di fibre di carbonio

- - Un esempio di questa- si inazione ? forni to dai vincoli imposti- sulla rigidezza alla, flessione. -in? -senso piatto della, pala-per- eff?tto delle . esigenze . di - navigazi one-delia ..pala ? . La -rigide z za in . s.enso__pia-t=r t o della pala ? richiesta, p.er . imp.edi re _le deflessi Or ni .per. navigazione _. dellar.pal a o per eie va to_..sbattimento con .ha sse _ ve 1 o_c.i_t.?__cLe.l _ ro. t Q.r.e a. causa delle _ raffiche .di vento . _ _ _

. .Perci?., .nella progettazione di una. nuova pal_a _ ( di roto re ..composi ta . .si ?__deci.so .che la pala dovesse conservare le buone, ca_ratt_e.riat.iche. ..di _ .navigazione. t della pala del nostro elico.tt_e.ro. We.s.t land. Lynx. che.. ha. avuto, successo ed ? stato pertanto necessario tentare di riprodurre le caratteristiche di rigidezza in senso piatto della pala Lynx allo scopo che le risposte allo sbattimento dovuto alle raffiche di vento della nuova pala composita fossero accettabili ? La pala lynx, che presenta un longherone di acciaio, ? per natura, molto rigida e si ? deciso che, qualunque fosse il margine di rigidezza in senso piatto esi stente nel rotore Lynx, esso dovesse, essere realizzato nel nuovo rotore. Sfortunatamente, diversa- ] mente dai metalli, che presentano propriet? maggior-?? mente isotropiche, i materiali compositi possono es 1se-I

re rigidi in torsione oppure in fl essione a seconda i j-d-el-l ' orientamento delle- fibre-e, poich?? si ^ -ri chiedo- ?--no sia? elevata rigidezza alla- t orsione sia elevata rigidezza in -senso-piatto, ? si- nu? ve rifi care un gra-?--v-e- c onflitto - di p rogett azione-. ? -- Perci?,- allo scopo di tirai- re- ai progetti sti ;

-d-el-le- pai e maggio r e 1-ibe rt ?T -si ? deciso- di- -condurre uno -studi o- -per? st abi-l-i-re se -uti li - i-ne-r en-en-t 1 nello spessore -della - sezione con prof ilo-aerodinamico -del- ? ? ? -1 a- -pala d el ro-to re , che aumenta r ebbero - sia la -Pigi ? - de zza in torsione sia- la rigide-sza. in? senso- pia tt o,J po te s seno _ essere introdotti, almeno? sulle -regioni- -in- ? de Ila paia? e- preferibilment e? pe r? una- -e stens i ne- -della apertura., della pala_il. pi? possibile-comple--f

. t.a._allo . sc.o p o_ di _c on t r ol lare_le_ d efXe-ssio.ni_ dell a_pa-

_j _ I riaccordo . c.pn_ ci ?_,_ la presente invenzione. _fo.r- ?. ni se e una pala di., rp t or e_ di. eli cottercLuvent e una estremit? di radice o di attacco per il fissaggio ad un mozzo di rotore, una estremi t? di punta ed una po rzione centrai e di sezione, retta con profilo aero-j dinamico ed aven te una dimensione di corda sostanzi ? 1-mente costante che si estende fra, le estremit? di ___ attacco e di punta per definire una apertura della pala, in cui una regione e s terna di detta porzione centrale presenta un rapporto fra spessore e c orda non-super-iore al dodici per cento ed una regione, interna di detta porzione, centrale- presenta un rapporto fra -spessore- e corda superi ore- al dodici -per- cento...

? Pref ar?bilmente , il rapporto- fra. spessore- -e- corda della -regione interna pu? aumentare verso l ' estremi?-I

t? di attacco e pu? essere compre so-fra-il. dici otto? - ed? il ventiquattro per cento . - i La -regione- intema-pu? est endersi verso l 'esterno- fino ad una posizione? non- -superiore? al? punto, cori -ri-sp ondante .al sessanta p er cent o di . un., raggi o operativo.. della! ..pala.. del rotore . . [ Una regione., di. transi zi one pu? essere fornita fra le regioni interna ed. esterna, in__cui lo .. spesso^ re ? rapidamente ridotto fra le regi oni interna ed esterna ? . . . . . _ Convenientemente , la regione interna pu? esser? i F

estesa verso l'interno a partire dall 'estremi t? di j attacco della pala per fornire una carenatura per | le parti componenti del mozzo del rotore a cui vi ene fissata la pala del rotore. _ _ _ {. ..

Preferibilmente, la regione interna pu? comprendere una sezione con profilo aerodinamico in cui la . " . 1 curvatura di una superficie superiore a poppa del

? punto corrispond ente circa alla stazi one con corda ^ d ella lama del cinquanta per cento ? inferiore alla curvatura - della- co rri sp ordente supe rf-ic ie -inferi ore La sezione con profilo aerodinamica pu? avere un coefficiente di momento di beccheggio di base posit rvo ed esso pu? generalmente essere superiore a 0,02 in grandezza ? -- ?- - ? ? -Sotto -un -altro -asp etto la- pre sent e invenzione f ornisce una pala di rotore di - elicottero avente una. estremit? -di. attac.co per il fi ssaggio ad- un mozzo di rotore, .una estremit? di- punta ed una .porzione centrale con sezione -retta con profilo aerodinamico ed una dimensione .di corda sostanzialmente costante che _ si . estende fra le. estremit? di attacco _e di? punita per definire_una apertura, della-pala, una regione esterna della porzi.one. centrale avente un rapporto fra spessore e corda non. superiore al _clo di.c i p e r . cento, caratterizzato dal. fatto. che._una regione in-1 ,tema_della porzione . centrale presenta un. rapporto _ f ra spessore e corda superi ore al dodi.ci__per cento, _ una superf?cie superiore a poppa di un punto corrispondente circa ad una corda del 50$ con curvatura inferiore a quella di una corrispondente superfici e inferiore ed un coefficiente di momento di beccheggio di base positivo, _ _ _ _ _ L?invenzione verr? ora j?escri tta a titolo di esempio soltanto e con riferimento ai disegni alle_ga_t i , ? in _c.ui. :_

JLa__f igura___1__ra.ppr_e.se.nt.a_una__vi.sta_in__pi.an_ta_.di una pa 1 a di __r o t _o.r.e. _d.ella_Jfc.e-C.ni.ca_ _p_re_c_e.de ni e_, _ _ la .figura 2_rappre senta, una. .vista-in -seziona?. p rasa- lungo.. la. linea? A.-A__del 1 a_f igura. .1,. __ _ _ _ la_iigura__3 _ c.o.nsist e di grafici .che. .mettono _a._ ...confronto le prestazioni. staiiche._mi.surat.e- di. una. convenzionale . se zione con pr? filo a erodi rami c o__di_ una .pala di ro tore di un elico tt ero. _ ed . una _jgezione__ con profilo. aerodi.TKLmi.cp. avente, uno . spes.sor.e_.non_ _ ...convenzionale _e c omp.re.nd. e.. un . inserto, .che . f omisc.e. un confronto delle forme di sezione retta . delle . se-^ zioni con profilo aerodinamico, _

la figura 4 rappresenta ?? grafico che riepiloga il comportamento stimato della sezione stessa ed un confronto con una sezione convenzionale e comprerij de un comportamento stimato di una sezione spessa < ^modificata ed un inserto che_ fornisce un confronto j delle forme di sezione retta delle sezioni,

la figura 5 comprend e grafici che riepilogano !

+ic -onsider .azioni sulla pal -a . . d .i avanz .amento -ed . illu- v . stra una accettabile distribuzione di spessore del- ? la pala del rotore, i la figura 6 rappresenta un grafico che illustra la capacit? della sezione con profilo aerodinamico

i

i

interna e_.le e.sigenze .di comportamento .nel modo di .va l.o a punto fi sso . _ .. .. . .

. C_on riferimento ora. alle , figure 1 e .2, una oal? 20 di rotore, di elicottero comprende una estremit? di radic.e o di attacco 21 , una e stremit? di -punta 22 ed una. .porzione centrale 23 con sezione ..retta a proT filo aerodinamico che ,.si_ estende fra le estremi t? _ di attacco . e_ di punta p er d ef ini re una dim ens_i one di apertura della pala . _L ' e stremi t? di attacco .21 b fissata ad un m?zzo_25 di rotore, avente un asse di rotazione 24 che definisce, con l' estremit? di punta 22 della pala un raggio operativo R della pal? . Come rappresentato nella figura 2, Is pezione con profilo a erodi, nami co della porzione centrale 23 della pala presenta una _ dimensione di corda c ed unajtimensione di spessore pessimo t e si d eve notare che il rapporto fra lo spessore t e _la corda c, vale a di re t/c, di convenzionali pale di rotori di elicotteri ? normalmente un massimo del dodici per cento, I

i anche se sezioni di maggiore spessore con forma convenzionale del profilo aerodinamico qualche volta sono state usate localmente in stazioni interne del la pala .

Il desiderio di aumentare lo spessore delle sezioni con un profilo aerodinamico nelle stazioni int-e.me? di? una. -pala_-di? .essere. la-_ . scia to_ cLegnadane_ii? comp-Or_tam.ent_o_a ar o dinamic o.. -dell.' -se z io ni- ..int e rne-? - Ii.e_ e sigenz e_ . di_ c-omp-ortam ente _asro? -- di nani i co per queste - sezioni - possono? essere -elencate .nel. -mod-o. -seguente-:.

_ (-1.)? moment O-di -beccheggio., di --base . popi t.ivo_, _ _ (.2 ).. .bassa .re-sistenza- allfavaiizamento, .. _ ( 3 ) adeguato coefficiente di portanza massima? . _ .in_c.ondi_zi.oni__siaz i_onari.a__(_C T L . MA.X ) _co.n_ rif.e-_

.__.rira.e_nto__ali.e_c_o_ndiz.ioni ?Lv o lp__a __pun_t o_ _f i_sso.

- ( 4) _c.aratteri_sti.che di. _stal_lo_ dinamico. rip et ibi li_ e._p.r e_vedi.bi li_.

j La necessit? di un grande momento di beccheggio di base positivo (punta in alto) deriva dalla. solu- i ? zione della sezione a profilo aerodinamico di stribu?j ta nella progettazione del rotore principale descritta nella domanda di brevetto pubblicata Europa-A-0.037.633? la mancata realizzazione del desiderato ?

I

livello di momento di beccheggio di base nella regi ?ne interna della pala limiterebbe la scelta della s?-I

? ^ zione con profilo aerodinamico che potrebbe essere ^ impiegata nella regi one ?steraa ed avrebbe come 'ri-^- : f

sul tat o un inviluppo di volo de . .gr. a.dato . . L'aumen ..t.o ? t del rapporto t/c di una sezione con profilo aerodinarrijrin Tonalmente ha 1 jexe_im_ar_ema-r t_?rQ^_dijst_a.cLc_o...d.el_flu as.o__s_ul ho.rdo j_o_ste_r:ip.r_e ? c he i_t_end e ,.ad_alt_e.ra re_ il_m.onLe.nt_o?dl_b^c_c.h.eggi o __d_el_pjrbf i-1 o__anrobinami?LQ_._Le_ deviazioni.. ammi_ss.ihi2i-_rLel_m.omento di beccTo e ggi_a_cn: b as.e_possono pe r-tan_t_o__ieiLerniinar? _ 11 rapporto Tnasslmo t/n par pozioni inteme_^_p,aj_ti_c,o^ la rme nt e__se__v:eng.Qno_impi egat.e_s e.zi oni_ipi?._ sp_e ss e profilo aerodinamico convenzi onale .

Una penalit? dal punto di vi sta della re sist eriza all'avanzamento viene usualmente associata a sezi oni aventi un rap porto t/c superiore al dodici per? c ento in corri spondenza di valori mod erati di un coefiiciente di portanza (C-^) per ? f fetto d ella cresci ta del distacco del bordo posteriore con spe ssore di strat o limi te localizzato (-TL ) , Questa penalit? ? pi? importante nel volo a punto fi sso in cui con limitazione della potenza del motore o della trasmissione dell ' elico ttero , una qualsiasi perdita di potenza viene risentita come una diretta riduzi one nel peso di de collo ? Le sezioni spesse inoltre ine entrano condizioni locali di flusso supercri tico in corri spondenza di numeri di Mach in c orrente libera molto inferiori in confronto con le usuali sezioni con rapporto t/c del dodici per cento impiegate in rotori di eli co tteri . L. 'attenzione ? stata concentrata pe rtanto (

-sulle condizioni della pala in corso di avanzamento nel. volo in avanti per_assicurare. che un eccessivo. _ consumo di po tenza_p.e_r causa, di un aumento della, resistenza all ?avanzamento - oppure del distacco del .fl.ugT -? so .indotto dall 'urto?non si? verificasse -sulle sezio-r..

I

ni -con. profilo, aerodinamico. -interne .spesse ? - . _ La sezione. .con -profilo. aerodinamico. .interna . inoltre deve, essere ..capace d i ..raggiungere un. co.efficie.n-,jfc.e di portanza massimo (C^ in condi zioni stazio-: , nari e compatibili con le._esigenze._d ella portanza in volo a -punto fi sso . Queste esigenze variano largamente da rotore a rotore, principalmente in dipendenza -dalla torsione del lappala. Le pale ad alta torsione p o_s_spno .generare. in_sta zipni _int e me eleva ti s simi valori di C . _

_ Anche se la progettazione della pala di rotore con s e zi o ne_ aero d i nam i ca d i s t ri bui ta d ella summ enz i ?-_ nata descrizione brevettuale d ipende dalla conclusi?-ne che l'inviluppo di comportamento del rotore ? molt o pi? sensibile ai limi ti di comportamento della sezione aerodinamica esterna in confronto con quelli delle sezioni interne e lo stallo delle stazioni inteme della pala nel volo in avanti p?? essere ?mpossibile da prevenire, nonostante ci? ? desiderabile che le sezioni con profilo aerodinamico usate ne I R citazioni i riterriR m? apnti un il niii P! pvn tn ?????? J. "hi I R C; rmx noli 'HIUVI? tn ? pi vi -noni i ?P?WIP tri p.i R npa? _ li 77,i rin nn nomnnrtampnto di q+al 1 n flinamion n-rRVRdi -"hi IR R ripptihilp ppr ridurle ai minimo ] R diffRper-

- r_ ZR di ri Rt Lo -st ?a da n ??.a?ia?? a naia ?- . _ i

1 4 i .Scareri oj?i mi flati PR? stevano *n pr s.e.7.i.oni -non nro-1 | filo aerodinamico Pi? SP RSHR del dodici _ ner cento nel- _ l 'intervallo di numero di Mach di interesse per il progettista delle naie des?i elicotteri. Tuttavia, i dati ner un amnio intervallo di sezioni con orofilo aerodinamico su un esteso intervallo di numeri di Reynolds ed in condizioni di basso numero di Mach sono noti da varie fonti, come "Theory of Wing Sections" di I. A. Abbott e A. E. van Doenhoff pubbilicato dalla Dover Publicati ons, New York nel 194S Una revisione di questi dati ha confermato l? penali t? di comportamento per le convenzionali sezioni con profilo aerodinamico spesse precedentemente sottolineate, tuttavia, ? stato anche indicato che una soluzione non convenzionale potrebbe fornire sezioni

1

| con profilo agrodinamico molto stiesse capaci di ?oddisfare tutte le esigenze di comportamento aerodinamiche interne nella progettazione di una pala di rotore di elicottero con struttura composita.

I dati del riferimento di cui sopra sono stati -studiati per. tendenze che indicano la estensi one nel-J_a quale ..lo_ spessore delle sezioni aerodinamiche in--teme potrebbe assere-aumentato. I . dati dimostrano? che per sezioni convenzionali , quando lo spessore ~vi ere aumentato ol-tre^il dodici per cento, si verifica un prematuro, distacco sul bordo, posteriore,, producendo .una divergenza di- momento . di- beccheggi o_,. uno. spianamento di portanza ed- una pronunciata -conseguenza-di scarto di resistenza all'avanzamento, tutte _ .quest e ...essendo caratteristiche indesiderabili nel . . contesto di un -rotore di elicottero. . .

.. ... P__Qi.ch?_i- dati per le ..sezioni con profilo., aerodinamico. con. .momento di beccheggio .di-base nan._c.on-... venz tonale (punta in alto ) erano richiesti., .le -Carat teristiche di portanza negativa dei profili aerodina mi.c.i_ ad inarcamento convenzionale, .di cui _al_ rif er?-, mento, sono stati studiati per tendenze ed _? .stata scoperta una famiglia. di . sezioni con comportamento so rprencfent emerite elevato . quando il funzionamento av veniva in senso invertito . Pertanto, ? stato deciso che gli organi di maggiore spessore di questa famiglia garantivano ulteriore considerazione poich? seni brava che, c_pn leggera modifica.zione, essi pote ssero formare la base di una serie di s.ezioni con profilo aerodinamico in grado di soddisfare tutte le esigen-? ze-di comportamento -aerodinamico delle -sezioni interne- del le pale dei - rotori di elicotteri . .

I _ La. figura 3 mostra il. comportamento sstatico mi ?

. |-surato della_ pi? promettente di questa famiglia _di 4 s.ez.Lo.ni_con_prof ilo aerodinamico, la. . sezione.-con pr?-_ ^-filo aerodinamico NACA 2421 . Que sta designazione- intdica-nna sezione con profilo -aerodinamico sviluppata-dalia _JSia.tio.nal . Advisory. C ommi t.t e e. f or Aeronaut i.c. un ente, predecessore della Nati ona .Aeronauti c?s and- -Space Adrai.ni.st rat ion. degli. Stati Uni_ti . d 'America, _e_..le_ informazioni sono state pubblicate per esempio nel _ri f e rim e nt o di cui sopra e sono disponi bili nella maggi or parte delle librerie tecniche , come_.? ben noto agli . esperti di aerodinamica . In_breve,_ la sezione con profilo aerodinamico NACA 2421 ? caratteri zzj-_. ta da un rapporto jfra spessore e corda ( t/c ) del .v?ntuno per cento ( come indicato dagli ultimi due numeri- della designa zi one) e da un coefficiente di momento- di beccheggio di base posi tivo o con punta in alto generalmente superiore a 0, 02 in grandezza. Inol - _ tre, quando tale sezione opera in senso jinvertito, la curvatura della superficie superiore a poppa del punto corrispondente circa alla stazione di corda del quaranta per cento ? inferiore a ouella della cor-? ? ? - . I rispondente superficie inferiore e, allo scopo di ?i_od i- nare uri "funzi o-nRjnpntr* i,pvfir*ti tn nnn convenzi ona T fi, ? piato aggi unto un i ndice negativo al la nota _1

desi gna zi one , vai e a di re NACA ? E * Remi'-ra-ho OhP lin3 gfi.zi-fino con .prnf ? 1 n apmdi nairH co gpe gga a? VPirtp rjnegtp oa.rattp-ri gti ohe non n rmven zi onel i p?? t-rphhe'^evi tar*p ] e penal i t?, di oompnrtam ent o aerodi? riami no di el evata re si Rten7? al 1 * avanzarci ento e bans? p coeffi ci ente di portanza di stallo normalmente assofilate con le sezioni emesse di forma aerodinamica convenzi onale precedentemente considerate per le pal e dei rotori di elicotteri e che p otrebbe pertanto e ssere possibile utili zzare una tale sezione in una utile estensione nel senso di apertura di una regio ne interna di una pala di rotore di elicottero . Per scopi di confronto nella figura 3 sono anche stati rappresentati i dati statici mi surati di una convenzionale sezione con profilo aerodinamico di una pale \ di rotore interna riflessa . E ' stato notato che nel passato i dati relativi al profilo aerodinamico pr? venienti da diverse attrezzature di prova hanno dimostrato di essere compatibili a condi zione che il numero di Reynolds e le disposizioni di fissaggi o di transizione fo ssero simili . I dati di cui alla figura 3 sono relativi a simili numeri di Reynolds e transi zione libera, tuttavia, anche se i numeri d L Mach sono .bassi, essi non sono identici . Nonostante^ -! ci-?-,_sono -state fatte diverse importanti- . osserva zio? - - -ni..-. ..Perci?., la. sezione con profilo aerodinamico -di sp.es so re non convenzionale NACA 2421- ] presenta un . .

_ elevato valore di CT ? statico,, nonosfant e J.L. suo.-- .

L? MAX

...-avverso carico_di base ? Vi ? un .li-eve__spianainentp

.d.ell.e caratteristiche di portanza prima dello . stai-, lo., diversamente. _da. una. .sezione, con profilo _aerod.l=_. namico di .spessore convenzionale... Infine.,? .le. caratteri stiche ..di resistenza all? vanzament o d ella. _ se ziorie .

NACA .2421 _ non presentano lo scarto di resistenza all ?avanzamento con l? incidenza normalmente osserva ta con le sezioni a profilo ae_r_od inami co spe sse, la resistenza all?avanzamento essendo? strettamente pa-?ragonabile a_ quella della sezione con profilo aerodinamico convenzionale rappresentata per confronto , _ Contrariamente al suo compor t amen to_gjuando ore in maniera convenzionale, in cui lo stallo _? del ti ? po con distacco di bordo posteriore progressivo con graduale perdita di portanza e crescita di resistenza all?avanzamento, quando opera in senso invertito _ la sezione NACA 2421 presenta le caratteri stiche dibrusco stallo sul bordo anteriore di una convenzio--!rale sezione aerodinamica di elicottero. Questo comp?rtomento? e- la . re si-s-tenza ,_di ? scarto? di? r-esi.si-enza_al -llavanz&mant.Q? probabilmente? sono? dovuti? al- ba eso a ng.olo? del? bordo? po-stor ione? ed? all a? ba_g sa? curva tu ra sup e rf i ci a 1 e-d-ella? sup e-rf-i-c i e- supe riore p o s-t erio r e critica? p er? ef-f ett o-de-UL? inarcamento? non-convenz iona-1-e-?- Il suo punto? di st alio ? stato basato impiegand ? un.? eri t erio? d i ? stallo? di? bordo? anteriore? ?d? ?? rappr e -sentalo? nella? fi gura_3-,? de? indica? ch.e i 1 ? comp.o -r -ha. m ?? _

-1

to_ d i_ atallo? ?-ella? s ez.i.o.ne_KAC. A_ 24-2-1 _ sa.r?_no.n_ solo I prevedibile, .ma anch e ilp.etib ile .. nel caso dinamico .

I] _ criterio di stallo usato ? discusso in una pubblicazione "Onset of leading Edge Separation Effeots und er Dy riami c C ondi tions and Low Mach Numbers" (Sviluppo degli effetti di distacco sul bordo anteri ore _ in condizi oni dinamiche e con bassi numeri di Mach) , ?presentato al 34th AHS Nati onal Forum nel Maggio 1978 da T, S , Beddoes e nell 'articolo "Analy.sis of C ompul ;ed Flow Parameters for a Set of Sudden Stalle in Low Speed Two Dimensionai Flow" di W. T . Evans e K. T .

Mort pubblicato come NASA TND-85 nel 1959.

Si dovrebbe spiegare che i dati contenuti in "Theory of Wing Sections" non definiscono lo stallo invertito della sezione NACA 2421 in corrispondenza g

di numeri di Reynolds di 3 x 10 . Ci? si verifica p< >r la maggior parte dei dati delle sezioni a profilo aerodinamico provenienti da questa fonte . Tuttavia?,* -i valori critici calcolati dei parametri d el cri te-.rio dei -bordo anteriore? per lo stallo definiti in? . .corri ?pondenza di numeri di- Reynolds -superiori- di-6 x 10^ - sono compresi in. una regione in cui -il criterio-dei bordo anteriore ? ben defini to ed in cui _ li-esperienza? ha dimostrato- che una buona - correlazione- si estende fino a numeri di Reynolds anche soltanto- in 3 x 10-- _ La sezione-NACA 242 1 ,--1' realizza un maggior momento di . beccheggio di base in confronto con le. sezioni .. inte.me-.descrit.te nella domanda, di brevetto, europea. A^Q .0.37- .633 . -Questa ? .stata considerata una utile ..caratteristica. .ulteriore.. poich?, per una data, esterni ore. radiale d ella sezione interna a profilo aerodinamic o, la. sp_st i tuzi one. _ di un_a_ se zi one simil e_ alla _1

sezione .NACA. 24.21.. . dovrebbe . consentire un maggior livello di caricamento post eri ore__n ella regione | esterna della pala, con un perfezionamento dell* inviluppo di volo del rotore . Alternativamente, mentre si mantiene lo stesso moment o torsipnale complessivo della pala, una esistente_ sezione a profilo aeredinamico esterna potrebbe essere estesa ulteriormente verso l 'interno .

E ? pertanto diventato chiaro che, per bassi num?T? ?| i Mapft j unn c?f?7.-j rvpp nnn prnfi 1 n A PTOI?? nsnii nn

' -1

RI mi 1 fi al l a, sezi one UACA 24?1 aveva migliori tiar?1 t er i sti niifi rii momento ohe non una sezione aeroii nami ???? nnnven zi onal e avente un nappo-pto t/o <i el dodici p er OfintO j aveva, nana tt e-ri pti oh e pa ragonabi l i di resi stanza al l 'avanzamento e portanza statica e forniva un aumento di ape.ss.o_ne .cLeJ. s.ettantacinque per c_er to . Inoltre, tenendo presente il suo avverso inarcamento di minta e l?avverso carico di base, si aveva fiducia che ulteriori perfezionamenti potessero essere apportati attraverso modificazioni locali della , sua conformazione geometrica di punta . Tuttavia , avendo determinato che il tipo NACA 2421 ^ di se zio? ne con profilo aerodinamico potrebbe fornire una base per la progettazione di sezioni a profilo aerodinamico aventi spessori non convenzionali per l 'uso interno con prestazioni convenzionalmente elevate, ? stato quindi necessario studiare il comportamento della sezione a numeri di Mach superiori allo scopo di determinare se esse potrebbero o non potrebbero essere usate nelle pale di rotori per formare il rotare di sostentamento principale di un elicottero .

I profili aerodinamici spessi della serie NACA 4-cifre hanno dimostrato di possedere un comportamentc sorprendentemente buono ed altre caratteristiche coi Lvenienti perl-'-uso in stazioni- interne delle pale? di. rotori quando. .operanti . invertite ? m _o.ro comporta mento allo stallo potrebbe essere .previ et o impiegane i do. il criterio di stallo .del bordo anteriore della _ sezione... NASA. TND-85, tuttavia, quest a , ?., limi tata in ... applicazione a numeri di Mach ih comente. libera, .da _ bassi, a. .mp_d_erati e, prima .che l_e__s_e zi oni ^ spesse p_o_s - _ sano, .essere, usate in _una, progettazione di ro tore, di . elicottero,, il. loro comportamento deve essere controh-..lato in co rri sp ondenz.a di pi? elevati num eri __d i.. Mach , ._

Pochissimi dati di prova sul. comportamento, di _ .... sezioni a profilo aerodinamico spesse e si st e vano per numeri di Mach .elevati prossimi .al punto di .distacco indotto dall 'urto, nonostante.. ci_?_..? stato possibile effettuare una stima del primo ordine del comporta- j mento dei pr? fili aerodinamici per confermare la loro convenienza per la progettazione del roto re . Per _ gli scopi di progettazione del rotore si richiede di sapere le condizioni di portanza e di numero di Mach p er l 'aumento della resistenza all 'avanzamento e le condizioni per il di stacco indotto dall 'urto .

Fortunatamente, una stima dello sviluppo dell 'aumento di resistenza all 'avanzamento potrebbe essere effettuata' sulla base dei dati disponibili , L ?inc re?-mento di resistenza all ?avanzamento in corrispondenza Ai piovati nurapri di Mach in corrente libera ti eriva dalla presenza di urti che aumentano la resist( 3nza al 1 *avan zamento di rettamente per effetto delle forze di pressione che agiscono sul profilo aerodirami co ed indirettamente a causa dei loro effetti sullo strato limite del profilo aerodinamico. Gli u: V-ti esistono soltanto ner far terminare una regione di flusso supersonico in prossimit? della superfici< > con profilo aerodinamico e pertanto lo sviluppo di condizioni supercritiche pu? essere messo in relazi< )-ne con lo sviluppo dell'incremento di resistenza all'avanzamento. Il numero di Mach critico in corri sppndenza di una data incidenza pu? essere calcolato e basato su dati di prova, l'incremento di resistenza all'avanzamento e stato considerato come avente luo? go per numeri di Mach di 0,03 oltre il numero di Mach critico.

E' stato notato che i profili aerodinamici invertiti NACA 4-cifre che sono stati presi in conside razione erano simili per quanto riguarda la forma ai moderni profili aerodinamici supercritici quando operanti invertiti ed il loro comportamento in term L-ni di alimento di resistenza all'avanzamento ed in termini di resistenza meccanica agli urti potrebbe essere migliore di quello indicato dalla nostra ana .lisi-? L._u so ..dell' inizio dell 'incremento di resistenza all 'avanzamento come un limite.per le condizioni., operative nomali sul rotore forniva una__stima con-

-t- servativa della .utili t? di sezioni aventi .spessori. ? ] non convenzionali . . _ _ .j E '__anche stat o necessario prevedere lo sviluppi) ___del distacco indotto dall'urto per assicurare che j . un adeguato margine esistesse per. far fronte. ad_ inin-, t e nzionali escursioni risp etto alle__condizioni di volo di progetta zi one_._

__ .L'esperi enza generale dimostra che un basso angolo di deflessione del flusso del bordo posteriore oppure una bassa curvatura della superfici e super iore posteriore sono vantaggiose per numeri di Mach superiori al di l? del valore critico . Un basso ?ngolo del bordo posteriore ed una bassa curvatura della superficie superiore potrebbero essere realiz--+ zati per generale assottigliamento del profilo aerodinamico oppure, nel caso dei profili aerodinamici qui considerati, attraverso l 'uso di un inarcamento non convenzionale sulla parte posteriore della corda del profilo aerodinamico. I profili aerodinamici come quelli della serie spessa NACA 4-cifre potrebbero lasciar prevedere di raggiungere superiori numeri di Mach quando operano invertiti che non quando operano .convenzionalmente-?? I ? vani aggi ? d-el -"basso artgo--lo dej _ bordo . ~p o_st-eri_o.re_e? del la_has.sa_c.urva_t.ur a_d_e.l-,?sup.erficie? superiore? posteriore? nelle? carati*

-s-t-ici?e-di portanza e di_?esis-t-enza_all-, a:vanzament-0-c. on -basso-numero? di? Mach? sono? gi?? s-ta?i_ notati-? -La- figu-ra?4 -riepi-l-oga_il? comportamento, stimato -de-l-la_s e zione- -NACA? 242J ? ?c om e funzione? eie ] ? nume roti i? Ma c h_d-0-P-0-Jla -analisi p re c edent.emen-t.e_cLeri-V-a-ta_. _ p_er? scopi? di_aonfron?.o_?_a.ncjie? rappresentato _ i] _ com-..p.n.r.tainentn .d i una RPZ? ons non profi l o aerodi nami no _ inte.ma._c. onv.enzi.ona le del dodi ci, p e.r.. c e nt o_ ._.di_r_ ap_p_o_r=L_ t o t/c . _I_1 imiti di comportamento indicati sono bapat?- .sui. _caic_Qli. .relat_ivi_al_cri-t?riP_jie.l _ bardo. anteriore che definiscono il comportamento di stallo dinamico per bassi numer i di Mach, ed il c ri t er i o di di stacco ind otto dall ?urto per numeri di Mach supe-p ri ori e con bassa ine i d enza. Nel caso della s e zi one _a profilo aerodinamico convenzionai e , i calcoli erano supportati dalle prove eff ettuate nell 'intervallo di numero di Mach, da 0, 3 a 0, 8. _

1 Per bassi numeri di Mach, la sezione NACA 2421 p re seni ava un comportamento significativamente infe? -riore al comportamento della sezione a profilo aero? -dinamico interna convenzionale* Nel volo in avanti, p ertanto, se questa sezione fosse sostituita alla . _s.e zio ne co n_p.r.o.f il_o_aero ^.nami no c on y en z innal e .in _ s?.BLzi_oni_di_.pala_. inteme-,^L_cLi-S_tacehi _di _ fi usso- si _ _sV-ilupper_eb.b.er_o?axLti_ci-pa?ament e_?? S.ulla_~ba.ae- degli? in= . _segrLamenti__cLelle_ pai et t e c on_se zinne ? a e r o d-inamina --d-i-stxi-buita? d-juscu-sse-ae-l-la-doma^da? di? b^e-v-eito? ei??o ? .. p e o-A-CUO^T-. 6^^, non. ?- nece-asarto- che i? di-s?acchi- di -. JXusao^xrLte-mi _ siano_dannosi -per? l.e-4)r-e-stazloni? del ? _r_o_t_or_e, _ no.no_st.ante? ci?? si? ?-_co-nside.ra?o_ degno? di no--ta studiare se le modificazioni alla sezione potessej_ro o _m eno perf ezionare il comportamento senza modi f icare gravemente altri aspetti del comportamento del??. la sezione . _ _ _

_1

_ la sezione MCA 2421 evita un p rema tu.ro_ _di - _ stacco sul bordo posteriore attraverso il basso angc ?-lo di ?bordo posteriore della superficie superiore _ e la bassa curvatura della superf ic ie superiore po- __ st eriore impartite dalla caratte ristica di inarcarne nto non convenzionale . Questo inarcamento, tuttavia, si traduc e in un caricamento di base negativo che _ la componente dipendente dall?incidenza della portanza deve superare ? Il carico di base negativo o avverso pu? essere superato mediante la sovrapposizione di una seconda linea di inarcamento sulla base del procedimento descritto nella summenzionata pubblicazione "Theory of Wing Sections". Questa seconda linea di- inarcamento tuttavia non deve rendere significativamente -.oi?- ripide le pendenze del bordo jpo steri ore e Xa_.sua._in.fl.uen.za_. sulle caratteristiche di-momento deve essere minima ,, la seconda linea di inarcamento pertanto dovrebbero onc entrare il suo carico nella _ -sua. regione, di punta* La . linea. _di inarcamento NACA 210 corrisponde a queste false righe- generali ed una _ _ nuova. -sezione NACA .210 ,24 2 1 -1 ? stata def inita nel -tentativo, di .fornire una sezione, interna npessa .di_ perfezi-0.na.te- prestazioni.,.. __ .. . .. .. . . . . . . _ La?_p.re.stazi oni o comportamento della nuova se-_zione sono, anche .riportate nella figura. _4, X calco^ li deLcri terio-de] _ bordo anteriore dimostrano che ._ 1 a.-.d i s c renanz a .nel comportament o di stallo dinamico .. in corrispondenza di_ minori numeri di_Mach fra la _sezione. .con _pro_filp_ aerodinamico .convenzionale e la sezione NACA 2421 sono state .praticamente .eliminate per mezzo delle modificazi oni , L?inserto nella figura 5 .forni sce un confronto delle distribuzioni .di. velocit? calcolate per le . sezioni NACA 2421 \ e _1

NACA 210,2421 nei loro risp ettivi valori critici d.i incidenza in conformit? con il criterio del "bordo anteriore.? Si noter? che le veloci t? sulla parte posteriore dalle sezi oni^ con. profilo aerodinamico sono praticamente identiche, cosa che indica che la nuova sezi one NACA ?10 *24^1 -1 pr* ?adonter? , un conmn^-hnrrjp-n-hn Ij statico non i rrPl periziato dal di stacoo del bordo po ste? ri ore, aria! ogamen te el l e pP7.i rm? NA^!A 24?^ ^ ? TI cor?

? fine dal d?_s tacco indotto, d anturio stima t.o_? anchej -q_uasi .id_e.nti_c.o_, _ rii T ettendo la somigli an za del le conformazioni eceometriche dei bordi posteriori delle _due_ sezioni aerodinamiche spesse .

I nostri studi hanno dimostrato , pertanto , che 1

1

) era possibile definire una sezione con nrofilo aeroi

dinamico di spessore non convenzionale per l 'uso in stazioni interne di una pala di rotore di elicotter 3, in modo da soddisfare le esigenze di progettazi one per le sezioni di pala di rotore interne e senza imporre alcuna significativa penalit? sulle prestazi oni aerodinamiche ? Le prestazioni di queste se zio? .

ni sono basate su dati affidabili di calcolo e sperimentali ? 'Tuttavia, ? rima sto necessario definire la estensione radiale sulla quale tali sezioni spes se potrebbero essere utilizzare e definire i margini L di comportamento per specifiche condizioni di volo del rotore ?

Avendo sviluppato una conoscenza delle limitazioni delle sezioni di spessore non convenzionale per elevata portanza e con elevato numero di Mach, queste false righe sono state quindi applica te alla progettazione di un rotore principale-? He s empio sc?l-I

te era quello di un elicottero con una. -v-el-oci-t?? di- ?

i punta -elevata che genera -condizioni di elevato numero di Mach -rela-t ivam ente mol to- al 1 * i-nt erao della pala

-in-corso di avanzamento, che probabilmente -forma i vincoli pi? seri per la applicazione delle?nuove se-r zioni *

le considerazioni sulla pala in corso di avanza -- mento sono riepilogate nella figura 5? Il volo in -con- ? dizi oni ISA di livello del mare e- 140 -nodi? viene pre-| -so come richiesta, velocit? di crociera, nel qual-pun -te -1-?ine remento -di- -resi stenz.su-.all?' avanzament o??al-l-esezioni interne non sar?-acce-ttato . la Histribuzio- ?

di portanza della lama di avanzamento? calcolata - _ ? per? una tale condizione ? -riportata nella^f igura -5 -, -- - in maniera ideali zzata * La- variazione radiale del - -.numero di Afe-ch per incremento di resistenza all 'a- . vanzamento ? rappresentata p er..va ri ..profili aerod-i-_ ramici -di. -spessore _non_. convenzi onali, _ appropriatamene . _ .. .

te alle esigenze di incidenza .rappresentate ? E ?__rap-L .. _ presentata anche la variazione radiale del numero dii .

_ ...Mach in corrente -libera . . _ _ _ _ _ . _ .. . La variazione, del numero .di. Mach in incremento . ... _ di resistenza all ?avanzamento ? piccola_ da sezione aerodinamica a sezione aerodinamica per queste se zio

ni ?p esse? e 3__?? piccola risp etlo a - quella? del? numero? d-i? Mach? i-n?oorr en t e? li-be _ra .da_ radice? o? punt.o? d-i-a-ttaoco? alia? punta? della- pa--1 La_ f igura -dimostra-che? la_ &ezi one-1 NACA? 2421 p.u? .. e s sere? u?ili.z.zat a? all ' e stemo-uispe t 1 o? al ? raggi? _cli ro_ior_e- del.. c inquan-ta? pen-G-ent o -e? la.? sez-i-on e NACA-210-.242J - modificai a pu?? essere? usa? t a? llino? ad? u-ru-rag l gio_ del rotcre? del? quarant ot-to? pei^c-en-t o, ? senza? pen?-.li_t?_di? inc.rement o.-di? re-si-st-enza-.all '-avanzament-O-; -S.i. . d ovreb-he? nolane? che la -diminu-zione-- d e Ilo? spessore d e 1 la_ se zi o n e_ _nan_??moli_o_?po t ent e per -ridurr e la_ e--si-ensi_o_n.e_racLiale_d-el?fl_usso_-supere.ri_tLc_o? sulla pa^ la di avanzamento . Si dovrebbe? ri cordare-_anchg?C.hele sezioni convenzi onali aventi un rapporto t/c d el | dodici ner c ent o__op_erano_i n c ondizionj _ supe re r iii.che molto all' int erno dell 'incremento di re si stenza al l'a? vanzamento sulla pala di avanzamento e spesso penetrano nelle condizioni di distacco indotto dall _ 'urto in prossimit? della punta della pala .

sezione NACA 210.2421 "* ? rappresentata nella figu- I-ra 5. Un ampio margine esiste nel punto di progetta^ zione prima che si verifichi il distacco indotto dal-

I 1 'urto, il limi te di distacco al raggio del cinquan-?

ta per cento in corri spondenza a 186 nodi al livello -del- mare lSA- .-45 ?C .indica che l'uso di -tali sezioni j -spesse .in posizione est erna_f.ino .al limite del -sessanta per- cento_di- raggio, del ro.tore -rappresenta una . proposi zione pratica per al curi -r o to r i ? --La porzione inferiore della figura 5 dimost ra una ac ce-t-tab ile distribuzione di spessore interna della pal-a ? -P-er -scopi -d-i conf ronto ? anche rappresentata- la.- di stribuzione- di spe s so re- impiegando c onv en- ?. -zionali--sezi.oni- con -profilo aerodinamico cos? come, specificato, nella. no stra domanda _d_i -brevetto.. Europa- __ ???.0-,037-?633 -?-UrL-largO-margine--di . comportament o con incremento., di. resistenza alfavanzamento esiste all ?inr temo di? un .raggi o di rotore del _ cinquanta per cento, indicando che. .sezioni mal to _spesse -possono essere scelte . per la p.art e_.es.tr ema della estremit? di _rad_ice _ di. una pala di. rotore e .si no.ter?_ che il. rap-;? porto t/c della sezione con profilo .aerodinamic.o _ NACA 2421 modificata precedentemente descritta aumer.-ta verso l ' interno da circa ventuno per cento in cor-_ .rispondenza d? _ un raggio del cinquanta per cento fino a circa ventiquattro per cento in corrispondenza deljla estremit? di attacco. Questo rapporto t/c creso ente verso. l'interno agevola la realizzazione delle richieste propriet? dinamiche ed illustra anche che, nentre la sezione con profilo aerodinamico preceder?tement e -de sc-ri-ti a_nv^va_tni_-rappor? o? t-/c d e 1? ventano ? _p er? cento,? ?? chiaro- che--sezioni? pi? - sp-esse? avent-i --un? rapporto- t/c almeno? fino? a-ci rea- ventiquattro? per --c-ento-e ?? a-v-ea-t i? simi-l-i - cara-tt eristi-e-he? non c on-ven-z-i-o-I

-na-li^p oirehbe ro-a-nehe? essere? usat e d-n? una-pa-l-a- di?re--tore -g econdo?la? presente invenzione-.? A-l-11 esterne -d-i ? -un? raggio? (Li-ro-tnre-di? nit-roa^o-i-nquanta? per-c-ent-o? vi-e? ?ine? forniisu-una_regione_di t ra nsi-zi-one? in? cui? 1 o ? spe-p? 1

_ soxe _ si? riduco rapidamente? a_._li velli? convenzionali -. _allo ..sc.op-0__di_evi_tar_e forti- urti. _

_ La__.f igu r a_ 6_meii.e_in .rela zio.ne_ 1 e -c.apaci.t?_di _ _in.cidj0az.a_de.Lle? se.zi.onj _ in..terne con_ le? eoigen z e? di -. _inc i.d.enz a p e.r...una_c_ojnd.i.zi one__di_ volo_ a_p.unt o fisso-. _ . _Liesempio_rappr e seni. at_Q_-si_ri ferisc_e.-ad_un_elicoti.ero in prossimi t? del limite di inviluppo di volo a _ . punto fisso specificato dallo stallo di punta. Un _ ampio margine di comportamento e siste per la __s e_zi on.$__

" ? . di spessore non convenzionale. _ !_ _ I nostri studi pertanto hanno dimostrato _oh.e _ sezioni con profilo aerodinamico invertite aventi spessori non convenzionali possono essere usate e _ su una estensione radiale s orp re ndent mente grande della regione interna di una pala di rotore principale di un elicottero. L?uso di tali sezioni non implicava alcuna penalit? delle prestazioni aerodinamiche- e pu? portare ai-un. peri e zi onam ent.o_.de 11 e_ prestazioni grazie-.ai loro superiori . momenti di- becch egagro di -base ed al loro eff etto^sulla progettazione della sezioni con- profilo aerodinamico esterne della ? pala ?--- - ... - . - - - -Inoltre, l 'uso di una sezione- di prof ilo .aerod-i?^-namico molto spessa nella_ stazione. di-attacco- della _ pa.la.-f orni va 1 * opportunit? di- ridurre una delle _cau-j ..

I

se_ pi? gravi ...di i consumo di .potenza parassita . La . s_e.- ? . zione NACA 2421 ^ forniva un inviluppo . spaziale su.f=L _ iciente per. il ^completo contenimento d egli esi stenti attacchi delle, estremit? di radice o di attacco, dell Ie pale, duplicatori, piastre, la t.e.rali e^Joulloni _di_un .c.onYenziojiale mozzo di rotore di elicottero . Chiaramente, pertanto , un si grafica ti vp. ri sparmio di. poten-? za?pptrebbe essere realizzato contenendo, il rinforzo _ d?lL.a estremit? di attacc.o della pala ed_i._ raccordi, _ di fissaggio all ?interno, dell 'inviluppcL della ,seziOrL ne con profilo _aer_Pdinami co . . _

Inoltre, estendendo la sezione di attacco della pala di spessore maggiorato all 'interno oltre l ?attacco della pala sotto forma di_una carenatura, sarebbero possibili risparmi di potenza ancora maggi o-?

ri ?

Cos?, a parte il fatto di forni re al progetti

Claims (1)

1. _ _sta_de.ll a-pala? la_ libe-rt ?? di? fo-mi-re? una? pala compo?

   - _si ta-av_enle_- ottimali? valori? di r-ig-ide zza? alla? f-l-es ?

   -j-slone? in? senso? piatto ed - in? senso-di ? torsione-, ? 1? uso-- -di? sezioni? eon? profi-lo-a erod-inami-co-d-i? sp e s so-ri non-J---C-onvenzionali? nella? stazioni? interne? di? una? pala- di I

   ?

   il

   __roiQ-re-di? elicottero? secondoiLa? presente -inv-enzi-one-i-I

   1

   _ jf-ornisce-ancli-e? l-i-opport unit?,? e-s-t-end-endo? le? se-zi-oni-?-_ -n.llli-nte.rn o_ di un_ attac ca? de Ila? pal a di? fornire? un+

   i

   _ .mo.zzo? di_ rotor-e? efficiente me nt-e? carenato? eie? m-i-gl-ioX

   _ _r.er? le_ pr es-taz-ioni? dell! eli c o tt-ero? e^orn-i-r ?? una -... -signif ic.atira riduzione? nel? consumo 6 i -carburante-, ?

   _ _S.ott-Q_qxuert-0-asp.et t o r-si? d-ov-reb-be? notar e eie? la^pre- -,__sent-e_ intenzione -p.u?? ugualmente? essere? app-l-ica-ta -._ _ai __r_o._to.r_i._di? sente nt amento._p.ri ncipali. degli _ el.ic.ot-_ _.

   te. r i_ed_ ^ai_r o t ori_ an t i- coppia.. _

   Per traduzione conforme al testo originale

   UN MANDATARIO

   .^?/oc/gp.: _ 1QQ.6_5 _ per se e per gli altri

   Antonio Taliercio

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   UNI