Bardziej ekologiczne lotnictwo dzięki zharmonizowanym interakcjom pomiędzy napędem a płatowcem
Coraz silniejszy nacisk jest wywierany na sektor lotniczy, aby projektowane statki powietrzne były cichsze, czystsze i bardziej wydajne. Osiągnięcie ambitnych celów zawartych w dokumencie Flightpath 2050 dotyczącym redukcji hałasu i emisji zanieczyszczeń wymaga przełomowych technologii. Jednocześnie jesteśmy u progu zupełnie nowego sposobu podróżowania — miejskiej mobilności powietrznej — która obejmuje adaptowalne statki powietrzne potrafiące startować i lądować pionowo. Wspólnym mianownikiem tych zaawansowanych projektów jest złożoność interakcji układów napędowych z kadłubem statku powietrznego. Systemy te muszą znaleźć kompromis pomiędzy wydajnością a akceptacją społeczną poprzez poprawę wydajności aerodynamicznej, zmniejszenie emisji zanieczyszczeń i ograniczenie poziomu hałasu. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ENODISE zbadano, w jaki sposób układy napędowe współdziałają z kadłubem statku powietrznego. „Badając najnowocześniejsze rozwiązania napędowe — wlot warstwy granicznej, rozproszony napęd elektryczny i systemy wielowirnikowe — staraliśmy się osiągnąć korzyści, takie jak oszczędność paliwa i zmniejszenie hałasu, co ma przyczynić się do bardziej ekologicznych i cichszych podróży lotniczych” — zauważa Christophe Schram, koordynator projektu.
Innowacje w dziedzinie aeroakustyki, badań aerodynamicznych i projektowania samolotów
Od strony technicznej, zespół projektowy opracował metody aeroakustyki obliczeniowej o wysokiej wierności do bardzo dokładnych symulacji przepływu powietrza i hałasu. Podejścia te zostały połączone z szybszymi narzędziami predykcyjnymi, które wymagają mniej zasobów , co umożliwiło badaczom szybkie i wydajne tworzenie projektów. Pod względem eksperymentalnym zespół projektu ENODISE podniósł poprzeczkę dla testów w tunelu aerodynamicznym, reagując na kluczowe wyzwania związanie z kontrolą jakości przepływu powietrzu i automatyzacją testów. Kluczowym osiągnięciem było stworzenie i walidacja 31 ogólnodostępnych baz danych, dostępnych bezpłatnie z repozytorium ZENODO, które dają badaczom na całym świecie dostęp do narzędzi potrzebnych do walidacji ich modeli. Wyniki projektu ENODISE pomagają wspierać projektowanie hybrydowo-elektrycznych samolotów nowej generacji oraz pojazdów miejskiej mobilności powietrznej, których działanie zależy od precyzyjnie dostrojonych interakcji między napędem a płatowcem. Stanowią również cenne informacje dla organów regulacyjnych, które chcą kształtować przyszłe standardy lotnicze.
Zmniejszenie zanieczyszczenia hałasem we wszystkich obszarach
Konsekwencje wyników projektu ENODISE w zakresie aeroakustyki wykraczają poza samoloty. Naukowcy starający się zminimalizować niepożądane dźwięki przyjrzeli się zaawansowanym rozwiązaniom redukującym hałas, takim jak metamateriały, wykładziny dźwiękochłonne, ząbkowane łopaty śmigieł i przestawne śmigła. „Te technologie redukujące hałas mogą być nie tylko stosowane w technologiach energii odnawialnej, samochodach i fabrykach”. Na przykład prace ENODISE nad aerodynamiką łopat mogą sprawić, że turbiny wiatrowe będą cichsze i bardziej wydajne, szczególnie w miejscach, w których problemem jest hałas” — wyjaśnia Schram. Społeczności w pobliżu lotnisk lub przyszłych miejskich węzłów mobilności lotniczej mogą również skorzystać na działaniach w ramach projektu ENODISE. Cichsze systemy napędowe powodują mniejsze zanieczyszczenie hałasem, co przekłada się na lepszą jakość życia osób mieszkających w pobliżu. Z ekonomicznego punktu widzenia, ENODISE wzmacnia europejską pozycję lidera w dziedzinie zrównoważonych technologii lotniczych i kosmicznych, pomagając w ten sposób europejskim firmom osiągnąć przewagę konkurencyjną na globalnym rynku. „Zwalidowane zbiory danych, narzędzia o otwartym dostępie i wytyczne przemysłowe pomagają wypełnić lukę między najnowocześniejszymi badaniami a rzeczywistymi zastosowaniami, usprawniając przejście na bardziej ekologiczne technologie i pomagając branży lotniczej osiągnąć jej długoterminowe cele” — podsumowuje Schram.
Słowa kluczowe
ENODISE, hałas, samolot, napęd, lotnictwo, emisja zanieczyszczeń, płatowiec, miejska mobilność powietrzna
