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Rotor 15
Original model
Rotor 15 is a fan which was the first of a series of designs in support of NASA’s low-noise conventional aircraft engine program. The fan designed in this program have unconventional geometric and aerodynamic features because of noise considerations.
- Original technical report [1]:
@TechReport{gelder74design, author = {Gelder, Thomas F. and Lewis, George W.}, title = {Aerodynamic performance of 0.5-meter-diameter, 337-meter-per-second tip speed, 1.5-pressure-ratio, single-stage fan designed for low noise aircraft engines}, institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, note = {NASA-TN D-7836, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19750006695}, 1974}} - Picture :
Useful documents
- PDF of the NASA report : rotor15.pdf
- CSV file of the blade geometry : rotor15_original.csv
Geometry
The geometry of rotor 15 is described in the original NASA report by the following tables. The length are in centimeters and the angles in degrees.
Aerodynamic design
| unit | values | |
|---|---|---|
| pressure ratio | [-] | 1.5 |
| mass flow | [kg/s] | 29.16 |
| tip speed | [m/s] | 337 |
| tip solidity | [-] | 1.344 |
| aspect ratio | [-] | 3 |
| number of blades | [-] | 53 |
| rotative speed | [rad/s] | 1363.45 |
Material properties
The original material of the rotor 15 is not defined in the NASA report.
Considered properties: Ti-6Al-4V, generic titanium :
| unité | valeurs | |
|---|---|---|
| alloy | [-] | Ti-6Al-4V |
| Young's modulus | [GPa] | 108 |
| density | [kg/m3] | 4400 |
| Poisson's ratio | [-] | 0.34 |
| yield stress | [GPa] | 0.824 |
First three natural frequencies (with clamped root) for the mesh:
- (1B): 1480.4 rad/s / 235.6 Hz
- (2B): 4860.4 rad/s / 773.6 Hz
- (1T): 8961.4 rad/s / 1426.2 Hz
CAD
Modèle original
Le rotor 15 une la soufflante, qui a été le premier d'une série à l'appui du programme de la NASA pour des moteurs d'avion conventionnels à faible bruit. Les soufflantes conçus dans le cadre de ce programme présentent des caractéristiques géométriques et aérodynamiques non conventionnelles pour des raisons de réduction du bruit.
- Rapport technique original [1]:
@TechReport{gelder74design, author = {Gelder, Thomas F. and Lewis, George W.}, title = {Aerodynamic performance of 0.5-meter-diameter, 337-meter-per-second tip speed, 1.5-pressure-ratio, single-stage fan designed for low noise aircraft engines}, institution = {NASA Lewis Research Center Cleveland, OH, United States}, note = {NASA-TN D-7836, url~: \url{https://ntrs.nasa.gov/citations/19750006695}, 1974}} - Photographie :
Documents utiles
- PDF du rapport de la NASA : rotor15.pdf
- Fichier CSV de la géométrie : rotor15_original.csv
Géométrie
La géométrie du rotor 15 est décrite dans le rapport d'origine de la NASA par les tableaux suivants. Les grandeurs sont en centimètres et en degrés.
Caractéristiques aérodynamiques
| unités | valeurs | |
|---|---|---|
| taux de compression | [-] | 1,5 |
| débit massique | [kg/s] | 29,16 |
| vitesse en tête | [m/s] | 337 |
| solidité en tête | [-] | 1,344 |
| allongement | [-] | 3 |
| nombre d'aubes | [-] | 53 |
| vitesse de rotation | [rad/s] | 1363,45 |
Propriétés matériau
Le matériau original du rotor 12 n'est pas défini dans le rapport de la NASA.
Propriétés considérées : alliage de titane Ti-6Al-4v :
| unité | valeurs | |
|---|---|---|
| alliage | [-] | Ti-6Al-4v |
| module d'Young | [GPa] | 108 |
| masse volumique | [kg/m3] | 4400 |
| coefficient de Poisson | [-] | 0,34 |
| limite élastique | [GPa] | 0,824 |
Fréquences des trois premiers modes (noeuds de la base encastrés) pour le maillage :
- (1B): 1480,4 rad/s / 235,6 Hz
- (2B): 4860,4 rad/s / 773,6 Hz
- (1T): 8961,4 rad/s / 1426,2 Hz
CAO