Nuovi test in galleria del vento sulle parti dell’ala rotante
Data la continua crescita della percentuale di elicotteri nel traffico aereo, la resistenza aerodinamica in questo campo riveste grande importanza. Il progetto GRC2 fa parte dell’iniziativa Clean Sky che si occupa, tra le altre ricerche, della riduzione della resistenza aerodinamica della struttura dell’elicottero e delle parti rotanti non di sollevamento. L’ottimizzazione della progettazione di queste parti è essenziale per lo sviluppo di elicotteri efficienti, a bassa emissione. Gli scienziati del progetto ROD (Rotorcraft drag reduction) hanno prodotto un modello di elicottero che è stato utilizzato nei test in galleria del vento sia nella configurazione originale che ottimizzata. Anche se alcune parti sono state fornite dal progetto GRC2, il modello ha richiesto una struttura interna completamente nuova, incluso il sistema di guida del mozzo del rotore con il piatto oscillante per il controllo del passo delle pale. Il modello può essere installato sul pilone della galleria del vento in posizione capovolta o verticale. La prima permette di studiare l’effetto dei dispositivi che si trovano sulla superficie inferiore della fusoliera, come i generatori di vortici. La seconda posizione consente, invece, di valutare le prestazioni dell’elicottero, compreso il mozzo del rotore. Sono state testate diverse configurazioni con differenti angoli di attacco e di deriva per valutare le prestazioni aerodinamiche dei componenti dell’elicottero. Inoltre, è stato utilizzato un ambiente personalizzato per eseguire le misurazioni PIV (Particle Image Velocimetry) e della pressione statica nelle aree immediatamente successive alla rampa e che precedono l’aletta. Le misurazioni della pressione sui flussi stabili e instabili nell’area posteriore della rampa si sono dimostrate utili per l’interpretazione fisica del funzionamento del campo del generatore di vortice. I risultati delle misurazioni della pressione statica hanno confermato che i generatori di vortice riducono la resistenza aerodinamica come previsto dai calcoli aumentando il campo di pressione e limitando l’effetto di aspirazione responsabile della resistenza di pressione. Il campo del generatore di vortice controrotante più piccolo ha fornito la massima riduzione della resistenza aerodinamica. Gli scienziati hanno anche eseguito misurazioni PIV nell’area delle alette per studiare i possibili effetti di “scodinzolio” dei diversi coprimozzi ottimizzati. I risultati hanno indicato che questi coprimozzi non deflettono sufficientemente la turbolenza di scia per evitare la collisione con l’aletta. Le fluttuazioni della pressione intorno all’aletta hanno fornito interessanti informazioni sull’instabilità della scia del mozzo del rotore per i diversi coprimozzi testati. La resistenza aerodinamica è un fattore chiave che interessa la gamma, le prestazioni e i consumi degli elicotteri. I test in galleria del vento dei componenti evitano o riducono al minimo il tempo, il costo e il rischio necessari per i test in volo, assicurando allo stesso tempo progetti migliori.
Parole chiave
Test in galleria del vento, velivoli ad ala rotante, aerodinamica, elicottero, riduzione della resistenza aerodinamica, mozzo del rotore
