Имеет ли пограничный слой вертолета другие свойства, вызванные вращением? Как это влияет на устойчивость вертолета?

Вы правы, вращение влияет на пограничный слой.

Обычно по мере приближения крыла к углу атаки срыва пограничный слой становится толще и поток начинает отрываться вблизи задней кромки. На вращающемся роторе или лопасти гребного винта замедленный пограничный слой будет испытывать центробежное ускорение, поэтому в конце концов он не останавливается (как это происходит в случае отрыва), а просто начинает течь вниз. Поскольку скорость лопасти ротора увеличивается по мере движения потока к вершине, пограничный слой испытывает дополнительное кориолисово ускорение. Следовательно, отрыв потока на роторах и винтах задерживается по сравнению с двумерным случаем (например, при испытании профиля ротора в аэродинамической трубе).

С сайта heli-air.net :

Эксперименты Dwyer & McCroskey (1971) с ротором вертолета также предполагают благоприятное влияние на развитие пограничного слоя по размаху, что имеет тенденцию задерживать начало отрыва потока до более высокого сечения AoA лопасти и, таким образом, способствует увеличению максимальной тяги несущего винта. система.

На стабильность влияют другие эффекты; здесь особенности пограничного слоя на вращающемся крыле мало что значат, если не считать большего угла атаки сваливания.

Вращение лопасти оказывает целый ряд воздействий на пограничный слой лопасти: из-за распределения скоростей почти все аэродинамические эффекты обнаруживаются на разных радиусах.

Если мы посмотрим на распределение скоростей при поступательной скорости, то сразу увидим, что лопасть, движущаяся вперед, имеет высокую конечную скорость, а лопасть, движущаяся назад, имеет область обратного потока. Итак, мы можем наблюдать:

• Изменение числа Рейнольдса от очень низкого до примерно 10.$^6$возле кончика. Ниже Re = 10$^5$эффекты пограничного слоя в основном ламинарные, выше 10$^5$в основном турбулентный. Таким образом, мы можем найти разделительные пузырьки на разных длинах хорды в зависимости от радиуса сечения лопасти и положения лопасти в цикле вращения.

• Изменение числа Маха от нуля до критического. У наступающей лопасти могут возникать ударные волны, которые позже снова исчезают по кругу вращения. От Лейшмана:

  Если в какой-либо момент во время этого процесса ударная волна станет достаточно сильной, то высокий неблагоприятный градиент давления приведет к отделению пограничного слоя, что приведет к потере подъемной силы и увеличению сопротивления, известному как срыв, вызванный ударом .

  Область обратного потока находится за пределами центра — она по-прежнему создает подъемную силу, несмотря на обратное условие. Высокое вращение законцовки может привести к потере подъемной силы или быстрому увеличению сопротивления, что приведет к крену или рысканию.

Момент тангажа лопасти также непрерывно изменяется на пути вращения. В целом дифферент вертолета сильно меняется в зависимости от скорости полета и требует постоянной регулировки, особенно в области более высоких скоростей. Эти эффекты частично компенсируются взмахами лезвия: когда его оставляют свободно взмахивать, как крыло птицы, переднее лезвие имеет тенденцию подниматься, уменьшая угол атаки, а отступающее лезвие падает, увеличивая угол атаки. Таким образом, это колебание учитывает моменты крена, но вызывает синусоидальные колебания набегающего потока, ударяющего о лопасть. И есть много таких эффектов нестабильного воздушного потока:

Реакции устойчивости вертолета на эти воздействия различаются. Вращение лопастей вызывает своего рода усреднение эффектов, а, например, колебания угла атаки не вызывают заметного для пилотов нестационарного сваливания: ведь несущий винт шарнирно соединен с фюзеляжем. Фюзеляж будет следовать за ротором, но с временной задержкой, которая еще больше сглаживает реакции.

Больше информации в Leishman, главы 7 и 8.