Nowe testy części wiropłatu w tunelu aerodynamicznym
Biorąc pod uwagę ciągły wzrost udziału śmigłowców w ruchu powietrznym, naukowcy zajęli się badaniem ich oporu aerodynamicznego. Projekt GRC2 jest częścią inicjatywy "Czyste niebo", która skupia się m.in. na ograniczaniu oporu stawianego przez kadłub i części obrotowych nie wpływających na siłę nośną. Optymalizacja projektu tych części jest niezbędnym krokiem w kierunku opracowania wydajnych, niskoemisyjnych helikopterów. Naukowcy z projektu ROD (Rotorcraft drag reduction) zbudowali model śmigłowca, który wziął udział w testach w tunelu aerodynamicznym, zarówno w konfiguracji podstawowej, jak i zoptymalizowanej. Choć niektóre części zostały dostarczone przez GRC2, model wymagał całkowicie nowej konstrukcji wewnętrznej. Obejmowała ona układ napędowy piasty wirnika z płytą sterowania okresowego nachylenia łopat. Model ten można zainstalować na wsporniku w tunelu aerodynamicznym w pozycji odwróconej lub pionowej. Pozycja odwrócona umożliwia badanie wpływu urządzeń umieszczonych na spodzie kadłuba, takich jak generatory wirów. Zaś pozycja pionowa pozwala na ocenę osiągów śmigłowca, w tym piasty wirnika. Przetestowano kilka konfiguracji o różnym kącie natarcia i uślizgu bocznego w celu zbadania wydajności aerodynamicznej komponentów śmigłowca. Ponadto wykorzystano specjalnie zaprojektowane stanowisko do przeprowadzenia kilku pomiarów metodą anemometrii obrazowej (PIV) oraz pomiarów ciśnienia statycznego tuż za tylną rampą i przed płetwą. Pomiary ciśnienia przy stabilnym i niestabilnym przepływie w obszarze tylnej rampy okazały się użyteczne dla fizycznej interpretacji działania szeregu generatorów wirów. Wyniki pomiarów ciśnienia statycznego potwierdziły, że generatory wirów ograniczają opór zgodnie z przewidywaniami wynikającymi z obliczeń poprzez zwiększenie pola ciśnienia i zmniejszenie efektu ssania odpowiadającego za opór ciśnieniowy. Krótszy zespół generatorów przeciwnie obracających się wirów dostarczył największego ograniczenia oporu. Naukowcy wykonali również pomiary na płetwie metodą PIV, aby zbadać ewentualny efekt kołysania ogonem, jaki może pojawić się na zoptymalizowanych głowicach wirnika. Wyniki sugerowały, że głowice wirnika nie powodują odchylenia strugi powietrza, co pozwoliłoby uniknąć zderzenia z płetwą. Fluktuacje ciśnienia wokół płetwy dostarczyły ciekawych informacji na temat różnych zbadanych głowic wirnika i niestabilności śladu aerodynamicznego piasty wirnika. Opór aerodynamiczny jest kluczowym czynnikiem, który wpływa na zasięg, osiągi i zużycie paliwa przez śmigłowce. Testy komponentów w tunelu aerodynamicznym pozwalają uniknąć albo przynajmniej ograniczyć czas, koszt i ryzyko związane z testami w powietrzu, dając jednocześnie lepsze wyniki.
Słowa kluczowe
Testy w tunelu aerodynamicznym, wiropłat, aerodynamiczny, śmigłowiec, ograniczanie oporu, piasta wirnika
