The purpose of this thesis is to analyse the autorotating rotor in a uniform flow by experimental method. The resultant force acting on a rotor and its aerodynamic characteristics were measured by pyramidal strain gauge balance and by an on-line microcomputer-based measurement system. For the model rotor, two bladed see-saw rotor mechanism was adopted and two kinds of blade with different airfoil section were used. As the blade length of model rotor was relatively short and the air forces acting on it were not large, the twisting effect on the blade pitch angle was not considered.
The aerodynamic characteristics of autorotating rotor is largely governed by its tip speed ratio. The fundamental parameters of rotor except L/D ratio are sensitive to small change in pitch angle. The values of lift and drag coefficient based on free stream velocity and rotor disk area decrease as tip speed ratio increases and, especially, they show abrupt decrease when tip speed ratio is in the lower range.
The rotor vibration is closely related to the rotor pitching moment and 20-rotor has somewhat severe vibration in the lower range of tip speed ratio.
일반적인 자전현상은 유체역학적으로 잘 정립되어 있지 않은 분야이다. 로타의 자전현상은 매우 특이한 경우이며 항공역학적으로도 좋은 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 실험을 통하여 자전하는 로타에 작용하는 여러가지 힘을 측정하여 로타의 특성을 해석하였다. 실험 모델로는 Bensen - 로타와 20 - 로타를 사용하였다.
자전하는 로타에서는 로타의 tip speed ratio 가 로타의 특성을 결정하는 중요한 변수가 되었다. 블레이드의 피치각도 로타 특성에 많은 영향을 미치는데 로타가 자전할 수 있는 최대 피치각은 Bensen - 로타와 20 - 로타의 경우 0 및 2 였다. 로타의 양항게수는 로타의 tip speed ratio 가 증가함에 따라 감소했으며 최대 양항 비는 Bensen - 로타의 경우에는 2.5, 20 - 로타의 경우에는 4.5로 나타냈다. 특히 Bensen - 로타는 pseudo-autorotation 현상을 자주 보여 주었다. 로타는 회전시 tip speed ratio 가 0.25 에서 먼 구간에서는 진동을 하는데 이는 로타의 피치 모멘트와 밀접한 관계가 있다. 로타의 진동은 20 - 로타의 경우에 tip speed ratio 가 작은 구간에서 더 심하게 나타났다.
