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Controllo del flusso d'aria sulle ali durante il volo supersonico

I ricercatori finanziati dall'UE hanno valutato le tecniche di controllo del flusso d'aria sulle ali degli aeroplani durante il volo supersonico. Il design ottimale delle ali sviluppato dovrebbe portare a importanti riduzioni nella rumorosità, nelle emissioni e nel consumo di carburante.
Controllo del flusso d'aria sulle ali durante il volo supersonico
Gli aerei supersonici volano a velocità superiori rispetto al suono, circa 1.200 km/ora sul livello del mare. Il loro volo genera i cosiddetti boom sonici.

Si forma un'onda d'urto poiché l'aereo semplicemente spinge via le molecole d'aria molto similmente a come una barca crea un'onda sulla sua prua attraverso l'acqua.

Il rumore simile a quello di un tuono si avverte a terra dopo il passaggio dell'onda e vi è un'improvvisa diminuzione della pressione, così come avviene allo scoppio di un palloncino. Non c'è bisogno di dire che il rumore è intenso e l'onda di pressione fa spesso tintinnare i vetri delle finestre dei palazzi nell'ambiente locale.

Un modo per ridurre il rumore, l'inquinamento e il consumo di carburante generato dal volo supersonico consiste nel controllo della transizione dal flusso d'aria sulle ali da laminare a turbolento. Sebbene le tecniche di controllo del flusso laminare siano state ampiamente studiate per i flussi subsonici e transonici, si sa poco sull'attuabilità di tali metodi relativamente al volo supersonico.

I ricercatori europei hanno cercato di valutare questa possibilità finanziando il progetto Supertrac ("Supersonic transition control"). Con nove partner, compresi due produttori di velivoli, gli scienziati hanno utilizzato tecniche di modellamento numerico oltre a esperimenti in galleria del vento, per sviluppare e verificare tecniche di controllo della transizione.

I ricercatori si sono concentrati sulle tecniche numeriche che coinvolgevano elementi con ruvidità di dimensioni microniche (MSR), un nuovo approccio per ridurre il flusso turbolento e di conseguenza il trascinamento dell'attrito, soddisfacendo le specifiche di emissioni e rumore e riducendo il consumo di carburante.

Gli esperimenti MSR, in aggiunta a molti altri metodi utilizzati, sono stati i primi nel loro genere in Europa relativi ai flussi supersonici. Insieme ad analisi numeriche dettagliate, hanno consentito una valutazione attenta e una spiegazione dei risultati, puntando verso importanti direzioni di ricerca futura.

Inoltre, Supertrac ha definito l'ala tridimensionale (3D) supersonica ottimale e i suoi vantaggi in termini di trascinamento e riduzione del consumo di carburante.
%Supertrac ha sfruttato con successo le tecniche numeriche e sperimentali all'avanguardia, portando alla soluzione di numerose domande aperte relative al flusso laminare attorno alle ali durante il volo supersonico.

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