Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), türbülansın etkilerini az ya da çok telafi etmek için üç kontrol edilebilir kanat kullanan bir rüzgar tünelinde ilk kez bir kanadı test etti. Bu, modern ticari uçakların yapısını gelecekte daha hafif hale getirme ve böylece daha çevre dostu bir şekilde uçma olasılığını açar.
Daha ekonomik motorlar ve daha ince ve dolayısıyla daha az sürüklenme sağlayan kanatlara ek olarak, hava trafiğinde yakıt tüketimini azaltmanın en önemli yolu ağırlığı azaltmaktır. Uçak kanatlarında, geleneksel tasarımlarla ağırlıktan tasarruf etme olasılığı fiilen tükenmiştir. Uçak kanatları en aşırı yüklere dayanmak zorunda olduğundan, özellikle kararlı olacak şekilde inşa edilirler. Bir kanadın dayanması gereken yükler azaltılabilirse yapısı daha hafif hale gelebilir. Bir olasılık, flapların kanadı kontrol etmesi ve böylece rüzgar ve türbülanstan kaynaklanan mevcut yükleri otomatik olarak önlemesidir. Bu fikir yeni değil ve şimdiden uçak yapımında kullanılıyor. Bununla birlikte, DLR’deki araştırmacılar şimdi ilk kez, gelişmiş bir kontrol sisteminin yardımıyla kanat yüklerinin oldukça verimli bir şekilde azaltılmasına izin veren, özel olarak geliştirilmiş üç kontrol kanadına sahip bir kanadı test ettiler.
Göttingen rüzgar tünelindeki test sırasında, başlangıçta, birden ona kadar bir ölçekte kanat modeline çarpan özellikle güçlü rüzgar kuvvetleri üretilir. Proje yöneticisi Prof. Dr.-Ing, “Bu, uçağın gerçek uçuşta rüzgarların içinden geçtiği durumu simüle ediyor” diye açıklıyor. Rüzgar tüneli modelini geliştiren Göttingen’deki DLR Aeroelastisite Enstitüsü’nden Wolf-Reiner Krüger. “Kanatlara etki eden kuvvetler normal seyir uçuşuna göre iki katına çıkar ve elastik olan kanatlar yukarı doğru bükülür.”
Yenilikçi üç kanatlı kontrol kullanıldığında, kanattaki sensörler kanatların deforme olmaya başladığını saniyenin kesirleri içinde fark eder ve kanatların karşı kontrolünü tetikler. Bu, kanada etki eden kuvvetleri ve dolayısıyla sapmasını büyük ölçüde azaltır. Gerekli kontrol algoritmaları, Oberpfaffenhofen’deki DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü’nde geliştirildi ve DLR Aeroelastisite Enstitüsü’nün desteğiyle başarıyla kullanıldı. Rüzgar tüneli testlerinin koordinatörü Dipl.-Ing, “Araştırılan üç kanat kontrolünün mutlak bir yeniliği, bir kanadın olası arızasının otomatik olarak algılanması ve doğrudan hala çalışan kanatlar tarafından telafi edilmesidir.” DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü’nden Manuel Pusch.
Krüger, “Böylesine aktif bir rüzgar yükünün azaltılmasıyla, kanatların destek yapılarının ağırlığı yüzde üç oranında azaltılabilir” diyor. Küçük bir ağırlık yüzdesi bile bir uçuşun çevresel etkisi üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Ayrıca kanatların ömrü uzatılabilir.
Rüzgar tüneli testi, DLR projesi KonTeKst’in (düşük emisyonlu ve düşük gürültülü kısa mesafeli uçaklar için konfigürasyonlar ve teknolojiler) bir parçası olarak gerçekleştirildi. Diğer şeylerin yanı sıra proje, çevre dostu kısa mesafeli uçaklar için yeni konfigürasyonları ve motor teknolojilerini araştırıyor. İncelenen teknolojiler, motorda ve uçakta kaynak gürültüsünü azaltmak için gürültü kalkanı kavramlarını ve yöntemlerini içerir. Projede on bir DLR enstitüsü yer almaktadır:
DLR Aeroelastisite Enstitüsü (koordinatör)
DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsü
DRL İnşaat Yöntemleri ve Yapı Teknolojisi Enstitüsü
Kompozit Yapılar ve Adaptif Sistemler için DLR Enstitüsü
DLR Uçuş Rehberliği Enstitüsü
DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü
DLR Havaalanları ve Hava Taşımacılığı Enstitüsü
Havacılıkta Sistem Mimarileri DLR Enstitüsü
DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü
DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü
DLR Malzeme Araştırma Enstitüsü
Daha ekonomik motorlar ve daha ince ve dolayısıyla daha az sürüklenme sağlayan kanatlara ek olarak, hava trafiğinde yakıt tüketimini azaltmanın en önemli yolu ağırlığı azaltmaktır. Uçak kanatlarında, geleneksel tasarımlarla ağırlıktan tasarruf etme olasılığı fiilen tükenmiştir. Uçak kanatları en aşırı yüklere dayanmak zorunda olduğundan, özellikle kararlı olacak şekilde inşa edilirler. Bir kanadın dayanması gereken yükler azaltılabilirse yapısı daha hafif hale gelebilir. Bir olasılık, flapların kanadı kontrol etmesi ve böylece rüzgar ve türbülanstan kaynaklanan mevcut yükleri otomatik olarak önlemesidir. Bu fikir yeni değil ve şimdiden uçak yapımında kullanılıyor. Bununla birlikte, DLR’deki araştırmacılar şimdi ilk kez, gelişmiş bir kontrol sisteminin yardımıyla kanat yüklerinin oldukça verimli bir şekilde azaltılmasına izin veren, özel olarak geliştirilmiş üç kontrol kanadına sahip bir kanadı test ettiler.
Göttingen rüzgar tünelindeki test sırasında, başlangıçta, birden ona kadar bir ölçekte kanat modeline çarpan özellikle güçlü rüzgar kuvvetleri üretilir. Proje yöneticisi Prof. Dr.-Ing, “Bu, uçağın gerçek uçuşta rüzgarların içinden geçtiği durumu simüle ediyor” diye açıklıyor. Rüzgar tüneli modelini geliştiren Göttingen’deki DLR Aeroelastisite Enstitüsü’nden Wolf-Reiner Krüger. “Kanatlara etki eden kuvvetler normal seyir uçuşuna göre iki katına çıkar ve elastik olan kanatlar yukarı doğru bükülür.”
Yenilikçi üç kanatlı kontrol kullanıldığında, kanattaki sensörler kanatların deforme olmaya başladığını saniyenin kesirleri içinde fark eder ve kanatların karşı kontrolünü tetikler. Bu, kanada etki eden kuvvetleri ve dolayısıyla sapmasını büyük ölçüde azaltır. Gerekli kontrol algoritmaları, Oberpfaffenhofen’deki DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü’nde geliştirildi ve DLR Aeroelastisite Enstitüsü’nün desteğiyle başarıyla kullanıldı. Rüzgar tüneli testlerinin koordinatörü Dipl.-Ing, “Araştırılan üç kanat kontrolünün mutlak bir yeniliği, bir kanadın olası arızasının otomatik olarak algılanması ve doğrudan hala çalışan kanatlar tarafından telafi edilmesidir.” DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü’nden Manuel Pusch.
Krüger, “Böylesine aktif bir rüzgar yükünün azaltılmasıyla, kanatların destek yapılarının ağırlığı yüzde üç oranında azaltılabilir” diyor. Küçük bir ağırlık yüzdesi bile bir uçuşun çevresel etkisi üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Ayrıca kanatların ömrü uzatılabilir.
Rüzgar tüneli testi, DLR projesi KonTeKst’in (düşük emisyonlu ve düşük gürültülü kısa mesafeli uçaklar için konfigürasyonlar ve teknolojiler) bir parçası olarak gerçekleştirildi. Diğer şeylerin yanı sıra proje, çevre dostu kısa mesafeli uçaklar için yeni konfigürasyonları ve motor teknolojilerini araştırıyor. İncelenen teknolojiler, motorda ve uçakta kaynak gürültüsünü azaltmak için gürültü kalkanı kavramlarını ve yöntemlerini içerir. Projede on bir DLR enstitüsü yer almaktadır:
DLR Aeroelastisite Enstitüsü (koordinatör)
DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsü
DRL İnşaat Yöntemleri ve Yapı Teknolojisi Enstitüsü
Kompozit Yapılar ve Adaptif Sistemler için DLR Enstitüsü
DLR Uçuş Rehberliği Enstitüsü
DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü
DLR Havaalanları ve Hava Taşımacılığı Enstitüsü
Havacılıkta Sistem Mimarileri DLR Enstitüsü
DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü
DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü
DLR Malzeme Araştırma Enstitüsü