Gładkie i ekologiczne gondole lotnicze
Gondola stanowi integralną część silnika odrzutowego, jego obudowę, która mieści w sobie wszystkie podzespoły pozwalające na przekształcanie wysokoenergetycznego paliwa w stanie ciekłym w ciąg. Złożony system oddzielony od kadłuba samolotu zapewnia optymalne przepływy powietrza i osłania silniki, pomaga w ograniczeniu hałasu, zwiększa możliwości hamowania samolotu, a jednocześnie zapewnia chłodzenie i ogrzewanie silników. Zwykle gładka powierzchnię gondoli przecinają otwory, łączenia i niewielkie wyboje, które mogą nieznacznie zakłócić strumienie powietrza przepływające wokół silnika. Celem finansowanego przez UE projektu BALANCE było opracowanie schematów mających na celu zmniejszenie oporów aerodynamicznych przedniej części gondoli silnika w celu zmniejszenia zakłóceń przepływu powietrza pomiędzy warstwami przy jednoczesnym zapewnieniu ochrony silnikom odrzutowym. Zmniejszone opory, lepsze osiągi „Gładkość powierzchni gondoli silnika wpływa na opory powietrza opływającego samolot, co z kolei ma znaczący wpływ na zużycie paliwa – im większe opory powietrza, tym ciężej musi pracować silnik, co powoduje zwiększenie emisji dwutlenku węgla”, zaznaczył Iain Minton, koordynator projektu BALANCE prowadzonego przez firmę Safran Nacelles. Głównym celem projektu BALANCE było opracowanie lepszego projektu gondoli silnika, który pozwalałby na znaczące ograniczenie oporu powietrza przepływającego wokół samolotu bez zwiększania jego masy własnej oraz bez wywierania negatywnego wpływu na osiągi pozostałych elementów pojazdu. W ramach projektu naukowcom uczestniczącym w pracach udało się skutecznie opracować kilka koncepcji, które mogą okazać się skuteczne w przypadku samolotów różnego rodzaju. Zaproponowane przez partnerów projektu usprawnienia konstrukcyjne powierzchni gondoli pozwalają na ograniczenie wszelkich krawędzi oraz szczelin, które stanowią doskonałe punkty powstawania oporów powietrza, przedłużając przepływ laminarny do 30-40 % długości gondoli. Celem naukowców było wykazanie, że zaprojektowane przez nich konstrukcje osiągnęły 5. poziom gotowości technologicznej, który oznacza, że zostały sprawdzone w symulowanym środowisku. Analiza obejmowała także komputerowe symulacje kolizji z ptakami, przeprowadzone w celu sprawdzenia skuteczności zaproponowanych konstrukcji. Pomimo tego, że naukowcom nie udało się osiągnąć oczekiwanych rezultatów w zakresie redukcji oporów powietrza, zespół może pochwalić się znaczącymi wynikami bez konieczności użycia zaawansowanych i złożonych systemów mechanicznych. „Obniżenie oporów powietrza o niemal 0,3 %, które udało nam się osiągnąć, stanowi początek obiecującej drogi do celu, jakim jest obniżenie emisji szkodliwego dwutlenku węgla, jeśli nasza technologia zostanie wykorzystana w samolotach przyszłości”, dodał Minton. Europa wciąż w tyle Producenci płatowców ze Stanów Zjednoczonych nieustannie pozostają na czele postępu technologicznego w lotnictwie, w tym także w dziedzinie technologii, które ułatwiają przepływ powietrza wokół silnika w celu ograniczenia oporów. Bez podobnych technologii, producenci gondoli silnikowych w Europie nie byli do tej pory w stanie zyskać przewagi konkurencyjnej w tym zakresie. Technologie umożliwiające naturalny przepływ laminarny powietrza stanowią jeden z fundamentów koncepcji nowoczesnych samolotów następnej generacji oraz jeden z filarów programu „Czyste Niebo 2”. Biorąc pod uwagę fakt, że zapotrzebowanie na nowe odrzutowe samoloty biznesowe w Europie w celu utrzymania bieżącego rozwoju w ciągu najbliższej dekady wyniesie 10 000 jednostek, realizacja ambitnych celów inicjatywy mającej na celu opracowanie gondoli silników o ulepszonej konstrukcji pozwoli na poszerzenie rynku oraz utworzenie nowych miejsc pracy.
Słowa kluczowe
BALANCE, samolot, gondola, obniżenie oporów powietrza, niezaburzony przepływ powietrza, przepływ laminarny, biznesowy samolot odrzutowy
