Aktive Rotorblätter für Hubschrauber
Von den aktiven Motorsystemen, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, wurde das System des aktiven Gurney-Flaps (AGF) für den Green Rotorcraft Integrated Technology Demonstrator der Clean Sky-Initiative ausgewählt. Das AGF ermöglicht es einem Hubschrauber, mit einer reduzierten Umfangsgeschwindigkeit des Hauptrotors zu fliegen, wobei aber die aktuellen Flugeigenschaften beibehalten werden. Das für das Anfügen an kommerzielle Hubschrauberblätter entwickelte AGF muss den Vibrationen und der aerodynamischen Belastung unter realen Flugbedingungen standhalten. Die Integration dieses Systems mit Hubschrauberrotorblättern ist jedoch nicht einfach, da die Rotorblattrotation enorme Kräfte erzeugt. Im Rahmen des EU-geförderten Projekts DEMOS (Design and manufacturing of a pitch-oscillating system for Gurney flap testing) entwickelten und schufen die Forscher einen Prüfstand, um die Wirksamkeit des AGF für die Verringerung des dynamischen Strömungsabrisses zu untersuchen. Das System besteht aus einem 2D-Querschnittmodell eines Rotorblattes mit einer Sehnenlänge von 0,4 m, das durch einen Drehmomentmotor ferngesteuert aktiviert wird, um die gewünschten Pitch-oszillierenden Bewegungen der Blattverstellung zu erzeugen. Das Luftleitblech wurde für die Installation in dem innovativen Vereisungswindkanal der italienischen Luft- und Raumfahrt Forschungsstelle (CIRA) entwickelt. Die Windkanaltests wurden für Ende des Jahres 2014 terminiert. Ziel war es, den dynamischen Strömungsabriss an den 2D-Pitch-Schwingflügelprofil mit AGF-Systemen zu untersuchen. Die Basiskonfiguration des AGF bestand aus einem T-förmigen Gurney-Flap, angetrieben von zwei magnetischen Linearmotoren. Während der Tests wurden Messungen des Oberflächendrucks sowie der Lastzellen durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen unter verschiedenen aerodynamischen Bedingungen und Trägheitslasten war es möglich, die Zuverlässigkeit des Prototyps des AGF-Systems unter realen Flugbedingungen experimentell zu bestätigen. Das DEMOS-Projekt leistete einen wichtigen Beitrag zur Beantwortung von zentralen Fragen zum dynamischen Strömungsabriss bei Hubschraubern und bot eine Möglichkeit, ihre aerodynamische Leistung zu verbessern. Die AGF-Technologie bietet eine sehr wirkungsvolle Methode, den Widerstand und Vibrationen und somit auch den von Drehflüglern erzeugten Lärm zu reduzieren.
Schlüsselbegriffe
Rotorblätter, Hubschrauber, aktiver Gurney-Flap, Clean Sky, aerodynamische Belastungen, DEMOS
