Plany zmniejszenia oporu stawianego przez śmigłowce
Piasta wirnika to jeden z elementów najbardziej przyczyniających się do zwiększenia oporu aerodynamicznego w śmigłowcu, wpływający na jego zasięg, sprawność i zużycie paliwa. Mniej więcej jedna trzecia oporu związana jest z pracą piasty wirnika. Jego położenie w przyspieszonym strumieniu powietrza i bliskość kadłuba to tylko przykładowe czynniki powodujące zwiększenie oporu. Projekt CARD (Contribution to analysis of rotor hub drag reduction), finansowany ze środków UE, poświęcony był zmniejszeniu oporu w oparciu o analizy obliczeniowe i doświadczalne prowadzone na modelach o zmniejszonej skali. Głównym celem była ocena efektywności optymalizacji kształtu oraz technik sterowania warstwy przyściennej. W pracach wykorzystano między innymi obliczeniową dynamikę płynów (CFD). Uzupełnieniem symulacji CFD były testy w tunelu aerodynamicznym przeprowadzone na modelu śmigłowca z pięcioma łopatami. Model zaprojektowano i zbudowano w taki sposób, aby umożliwić zbadanie wpływu geometrii tulei wirnika i łopat oraz kształtu głowicy wirnika na obciążenia aerodynamiczne. Wytworzono trzy różne głowice, dwa oprofilowania piasty i trzy alternatywne oprofilowania tulei łopat, aby porównać ich parametry dotyczące oporu. Program testowy objął pomiary obciążeń oddziałujących na cały model i głowicę wirnika. Zmierzono wektory prędkości dla różnych kątów nachylenia i ześlizgu, posługując się PIV. Analizy pola przepływu pozwoliły uczonym na dokonanie interpretacji fizycznej wyników badań i uzyskanie bardziej przydatnych informacji. Dane te można wykorzystywać przy projektowaniu przyszłych śmigłowców o ulepszonych osiągach aerodynamicznych, co pozwoli na zmniejszenie zużycia paliwa i ograniczenie hałasu. Projekt przyczyni się też do poprawy jakości życia Europejczyków.
Słowa kluczowe
Śmigłowiec, zmniejszenie oporu, ruch powietrzny, aerodynamika, piasta wirnika, zużycie paliwa
