Nowe informacje na temat efektywnych energetycznie samolotów komercyjnych nowej generacji
Wykorzystując najnowocześniejsze technologie, uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu BUTERFLI (Buffet and transition delay control investigated with European-Russian cooperation for improved flight performance) ulepszyli parametry skrzydeł samolotowych w zakresie oporu, siły nośnej i masy. Zespół skupił się na kontroli przepływu. Podczas projektu przeanalizowano dane doświadczalne i numeryczne dotyczące kontroli przepływu podczas różnych zjawisk, do których należały m.in. trzepotanie turbulentnych i laminarnych profili nadkrytycznych oraz niestabilność przepływów krzyżowych na skrzydłach skośnych. Zbadano również różne techniki kontroli. Zespołowi BUTERFLI udało się uzyskać kontrolę nad trzepotaniem nadkrytycznego profilu skrzydła 2D w warunkach turbulentnych. Podczas testów w tunelu aerodynamicznym okazało się, że skuteczny jest jedynie układ kontroli stycznego przepływu strumieniowego. Aktuator DBD (Dielectric Barrier Discharge) wykorzystujący dielektryczne wyładowania barierowe nie spełnił pokładanych w nim oczekiwań, zaś inne aktuatory plazmowe, wykorzystujące wyładowania iskrowe, pozwoliły jedynie na ograniczenie, ale nie całkowite wygaszenie amplitudy trzepotania. Naukowcy scharakteryzowali zjawisko kontrolowanego trzepotania profilu 2D przy przepływie laminarnym. Doświadczenia przeprowadzone w transonicznym tunelu aerodynamicznym pozwoliły szczegółowo opisać trzepotanie laminarne w obrębie obwiedni kąta natarcia. Metodą symulacji numerycznej odtworzono dynamikę trzepotania laminarnego. Aktywna kontrola trzepotania poprzez nadmuchiwanie powietrza w kierunku przeciwnym do kierunku fali uderzeniowej pozwoliła opóźnić występowanie zjawiska trzepotania. Kontrola pasywna z użyciem występów 3D doprowadziła tylko do wytłumienia zjawiska, nie eliminując go jednak całkowicie. Partnerzy projektu przeanalizowali dwa systemy kontroli przepływu z użyciem aktuatorów DBD pod kątem opóźnienia przejścia laminarno-turbulentnego występującego przy przepływie poprzecznym w obrębie skrzydła skośnego. Wyniki projektu BUTERFLI umożliwiły opracowanie i rozwój kilku nowych technologii kontroli przepływu. W przypadku metod kontroli trzepotania, w szczególności w warunkach przepływu laminarnego, udało się osiągnąć znaczne postępy. Działania podjęte podczas projektu z pewnością przyczynią się do zmniejszenia wpływu transportu lotniczego na środowisko i pomogą spełnić cele w zakresie redukcji emisji określone w programie Flightpath 2050: Europe's Vision for Aviation (Trasa 2050 – Europejska wizja lotnictwa).
Słowa kluczowe
Skrzydła, BUTERFLI, trzepotanie, sterowanie opóźnieniem przejścia, kontrola przepływu