Nuovo studio sul controllo del flusso attivo per gli elicotteri
L’uso di elementi attivi sulla superficie di una pala di elicottero migliora le prestazioni del rotore, riducendo l’attrito, i consumi e le emissioni. Attingendo a esperienze provenienti da vari campi, come la fluidodinamica, i sistemi microelettromeccanici (MEMS) e i materiali compositi, il progetto IMESCON (Innovative methods of separated flow control in aeronautics), finanziato dall’UE, ha riunito 8 ricercatori all’inizio della carriera e 13 ricercatori esperti per condividere conoscenze su metodi di monitoraggio del flusso separato negli elicotteri. I membri del progetto hanno utilizzato simulazione numerica e validazione sperimentale, per studiare i generatori di vortice basati su un attuatore con sistema MEMS di una membrana piezoelettrica e i flap di Gurney. I risultati dello studio hanno confermato il potenziale dei generatori di vortici di ridurre la separazione del flusso e, quindi, di ridurre la resistenza aerodinamica e aumentare la portanza. Le avanzate simulazioni hanno dimostrato la capacità di questi dispositivi con piccole dimensioni, di aumentare la spinta con un minimo consumo di energia in volo a punto fisso e in avanti. Il team ha inoltre condotto uno studio sul potenziale di un altro dispositivo di controllo del flusso (un flap di Gurney) per alleviare lo stallo durante il volo in avanti. I risultati hanno dimostrato che l’efficienza del volo a punto fisso è leggermente migliorata con una maggiore spinta del rotore. In definitiva, i partner del progetto IMESCON hanno sviluppato un modello di sistema di controllo del flusso attivo, integrando i risultati di ricerca per quanto riguarda flusso, struttura, controllo e attuatori, in un sistema operativo globale. La pala dell’elicottero è stata dotata del flap di Gurney, attivo azionato da attuatori piezoelettrici. Il progetto ha studiato in modo approfondito le tecnologie per il controllo del flusso attivo e prodotto un potente codice di simulazione multi-fisica per i progettisti di pale degli elicotteri. Le tecnologie ridurranno i consumi di carburante e le emissioni associate al volo in elicottero, e aumenteranno l’efficienza della produzione di energia.
Parole chiave
Controllo di flusso attivo, elicotteri, pala di elicottero, IMESCON, generatori di vortice, flap di Gurney
