Nowe konstrukcje ekologicznego wiropłata
Wspólna inicjatywa technologiczna Czyste niebo to najambitniejszy europejski program badań w dziedzinie aeronautyki. Jednym z jego założeń jest szybkie wytwarzanie pełnoskalowych urządzeń demonstracyjnych, wykorzystujących obiecujące ekologiczne koncepcje transportu powietrznego. Finansowany przez UE projekt "Aerodynamic design optimisation of a helicopter fuselage including a rotating rotor head" (ADHERO) wniósł istotny wkład w realizację podprogramu "Green Rotorcraft Consortium". Ogólnym celem projektu ADHERO było ograniczenie oporu szkodliwego (wynikającego głównie z tarcia powierzchniowego, nierówności i oporu ciśnieniowego) działającego na dwusilnikowego lekkie śmigłowce użytkowe. Dwusilnikowe lekkie śmigłowce pełnią ważną rolę w misjach poszukiwawczo-ratunkowych, działalności organów ścigania oraz transporcie pracowników na platformy morskie. Naukowcy zajmowali się warunkami panującymi podczas szybkiego lotu oraz eliminacją zwiększonej siły ściągającej kadłub w dół, która jest typowa dla wiropłatów na lotach rejsowych. Podejście to miało na celu obniżenie oporu płóz do lądowania, głowicy wirnika i kadłuba. Badacze zbudowali całkowicie nowy model w tunelu aerodynamicznym, który posiada budowę modułową, ułatwiającą wymianę podzespołów i dokonywanie modyfikacji mających za zadanie zmniejszenie oporu w oparciu o wyniki prób. W nowym modelu zastosowano poziomy wysięgnik połączony z kadłubem przez część belki ogonowej, co pozwoliło na zmniejszenie interakcji z polami przepływu. Testy w tunelu aerodynamicznym i symulacje numeryczne konfiguracji podstawowej dostarczyły naukowcom cennych danych umożliwiających szczegółowe zbadanie globalnych, jak i lokalnych parametrów przepływu. Wyniki tych analiz pokazały, że największa część oporu szkodliwego powodowanego przez płozy wynikała z oporu interferencyjnego związanego ze wznoszącymi się przepływami w tylnej części kadłuba. Znaleziono też sposób na zwiększenie siły ściągającej kadłub w dół, w postaci specjalnej nakładki generującej siłę nośną. Zespół zbadał i przetestował różne konstrukcje nakładki oraz zmodyfikował owiewkę w celu dalszego zmniejszenia oporu. Symulacje pozwoliły na poszerzenie wiedzy na temat turbulencji w śladzie nadążającym, przy założeniu że owiewka generuje wiry przeciwbieżne i może ograniczać drgania ogona. Dwie różne kombinacje urządzeń pasywnego sterowania przepływem dają nadzieję na zmniejszenie oporu w rejonie ogona. Informacje o wynikach prac prowadzonych w projekcie ADHERO rozpowszechniano za pośrednictwem prezentacji, warsztatów, konferencji i publikacji w czasopismach naukowych. Gotowość do wprowadzenia technologii na rynek określona została na poziom szósty, co oznacza, że komercjalizacja powinna nastąpić w ciągu kilku lat od zakończenia projektu.
Słowa kluczowe
Wiropłat, aerodynamiczna konstrukcja, kadłub śmigłowca, obrotowa głowica wirnika, opór szkodliwy
