Technologia siłowników umożliwia precyzyjne sterowanie przepływem powietrza wokół samolotu
Rozdzielenie przepływu oznacza oddzielenie przepływu powietrza od statku powietrznego, co powoduje powstawanie wirów i zawirowań, które mogą zwiększać opór. Celem finansowanego ze środków UE projektu VIPER (Valve high performances for flow control separation in aircraft) było zmniejszenie i opóźnienie separacji przepływu za pomocą aktywnych systemów elektrycznych. Umożliwi to utrzymanie bardziej korzystnych warunków aerodynamicznych na powierzchni skrzydeł, a także pozwoli na stosowanie statków powietrznych wyposażonych w większą liczbę elementów elektrycznych, a mniejszą liczbę układów hydraulicznych i pneumatycznych. Uczestnicy inicjatywy zaprojektowali, wyprodukowali i z powodzeniem przetestowali innowacyjny zawór generujący pulsacyjne strumienie powietrza, oparty na wzmocnionych siłownikach piezoelektrycznych (APA). Największą zaletą związaną z wykorzystaniem technologii APA w takim zaworze jest możliwości kontrolowania oraz krótki czas reakcji. Pozwala on na dostarczanie impulsów dźwiękowych o częstotliwości do 500 Hz, przy przepływie masy rzędu 34 g/s przez szczelinę o szerokości 1 mm i długości 80 mm. Zaprojektowano również skuteczny wzmacniacz mocy przełączającej. Wzmacniacz oraz nowy siłownik dostarczają strumienia dźwiękowego zużywającego 40 W dzięki odzyskiwaniu energii. Zespół VIPER uzyskał optymalne parametry strumienia dla prędkości wyrzutowej zaworu i przepływu masy: prędkość wyjściowa powietrza (340 m/s); liniowy przepływ masy powietrza (425 g/s/m); zakres częstotliwości aktuacji (0-500 Hz). Choć powstało już wiele siłowników z pulsacyjnym strumieniem powietrza, uzyskana w omawianym projekcie prędkość przepływu masy jest największa w przypadku siłownika o tej objętości. Urządzenia do aktywnej kontroli przepływu powietrza opracowane przez konsorcjum VIPER pozwolą na znaczne zmniejszenie poziomu hałasu i emisji związanych z transportem powietrznym, co przyniesie znaczną ulgę ludności oraz całej planecie.
Słowa kluczowe
Samolot, VIPER, zawór, separacja przepływu, wzmocnione siłowniki piezoelektryczne
