Koncepcja ekologicznych skrzydeł do samolotów
Przemysł aeronautyczny poświęca wiele uwagi projektowaniu skrzydeł o naturalnym przepływie laminarnym (NLF). Kluczowe znaczenie dla zwiększenia poziomu gotowości technologicznej mają tu doświadczenia dotyczące wysokich liczb Reynoldsa, czyli przepływów bardzo turbulentnych. Dzięki dofinansowaniu UE dla projektu HIRELF ("Transonic high Reynolds number testing of a large laminar wing half model") doświadczenia takie zostały pomyślnie przeprowadzone w Europejskim Okołodźwiękowym Tunelu Aerodynamicznym (ETW) w Niemczech. Nadrzędnym celem badań było ustalenie wpływu chropowatości powierzchni i zmian lokalnego kształtu skrzydła na przepływ laminarny. Badacze opracowali dla modelu skrzydła wewnętrzny system kontroli ciśnienia, wykorzystując gaz z butli dostarczany trzema indywidualnie sterowanym liniami ciśnieniowymi w celu wytworzenia ciśnienia w hermetycznych komorach wewnątrz skrzydła. Kroki konturu przedniego i tylnego były przez naukowców regulowane ręcznie. Najważniejszą techniką pomiarową było monitorowanie przepływu z użyciem farby wrażliwej na temperaturę, co jednak wymaga starannego czyszczenia, gruntowania i natryskiwania farby na skrzydło. Zdjęcia farby wrażliwej na temperaturę zarejestrowano dla przeszło 300 warunków testowych przy różnych liczbach Macha i Reynoldsa. Pozyskano i przeanalizowano około 1000 zdjęć, tworząc tym samym niezrównany w skali światowej zestaw danych. Dzięki specjalnym warunkom umowy z przemysłem regulującej upowszechnianie wyników projektu możliwe było wygłoszenie w styczniu 2013 r. prezentacji na największej światowej konferencji aeronautycznej Aerospace Science Meeting, organizowanej w Stanach Zjednoczonych przez Amerykański Instytut Aeronautyki i Astronautyki (AIAA). Projekt HIRELF położył podwaliny pod szybki rozwój obiecującej konstrukcji skrzydła o naturalnym przepływie laminarnym. Doświadczenia dowiodły, że takie skrzydła przechodzą testy z wysokimi liczbami Reynoldsa i pozwalają uzyskać dane wizualne o dokładności i niezawodności wymaganej standardami przemysłowymi. Uzyskana wiedza na temat przepływu laminarnego, przejścia do turbulencji oraz zależności od kształtu skrzydła i niedoskonałości powierzchni będzie mieć kluczowe znaczenie dla przyszłych konstrukcji skrzydeł o naturalnym przepływie laminarnym. Już w niedalekiej przyszłości w samolotach może być regularnie uzyskiwany gładki przepływ laminarny, co przyniesie istotne ograniczenie zużycia paliwa i poziomu emisji.
