Önceki helikopterlerden daha hızlı, daha uzağa ve daha etkili uçar: gösterici RACER (Rapid And Cost-Effective Rotorcraft). Airbus, 2017’de yeni yüksek hızlı kutu kanatlı helikopter konseptini sundu. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nden (DLR) bilim adamları şimdi konfigürasyonun akustik özelliklerini analiz ettiler ve şunu keşfettiler: RACER sadece daha hızlı değil, aynı zamanda daha sessiz .
Braunschweig DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsündeki araştırmacıların, Fransız havacılık araştırma tesisi ONERA ile birlikte artık bilgisayar destekli verilerini kullanarak kanıtlayabilecekleri şey: RACER yalnızca 100 ila 200 km/h değil, 400 km/s üzerinde uçuyor. Herhangi bir “normal” helikopterden daha hızlı ve aynı zamanda şaşırtıcı derecede sessiz – sadece bir rotoru değil, aynı zamanda iki ek pervanesi olmasına rağmen. DLR mühendisi Dr. Jianping Yin. “Farklı uçuş koşullarında tüm RACER konfigürasyonu için pervanelerden ve rotordan gelen gürültü araştırıldı. Ek olarak, pervane gürültüsünün gövde tarafından akustik dağılımı ve ses gölgelemesi analiz edildi.”
Sessiz uçuş davranışı, RACER’ın bir uçak gibi uçulabilmesi sayesinde mümkün olmuştur. Bu nedenle, geleneksel helikopterlerden farklı uçuş koşulları ayarlanabilir. Gürültü azaltma önlemleri, fütüristik gösterici için önemli bir önkoşuldur çünkü büyük ölçüde kurtarma operasyonları, acil tıbbi bakım, kamu ve özel tedarik ve nakliye uçuşları için operasyona yöneliktir. Ve onlar için sadece hız ve menzil değil, aynı zamanda yaşam alanlarında ve insanlara yakın yerlerde daha az gürültü kirliliği de rol oynuyor.
Alışılmadık tasarımı ile uçak ve helikopter karışımını andıran RACER, akustik analiz sırasında bilim adamlarına birçok zorluk sundu. Rotor, pervaneler, kanatlar, gövde ve kuyruk ünitesi arasındaki birçok etkileşim nedeniyle, münferit bölümler, bileşenler ve uçuş koşulları için çok sayıda araştırma ile sürekli olarak yeni karşılaştırmalar yapmak zorunda kaldılar. Saat yönünde dönen bir pervane ve üst kanat veya saat yönünün tersine dönen bir pervane ve alt kanat, rotor ve pervane veya kanat ve gövde olsun – tüm takımyıldızlar, uçuş durumu, hız ve irtifa gibi tüm sınır koşulları, akış yönünün, hızın tüm karşılıklı etkileri rotorun, pervanelerin ve uç girdaplarının dönüş yönü ve bunların kaldırmaya etkileri ile birlikte iz ve iz dikkate alınmıştır.
kutup deseni
RACER’dan farklı yönlerde ses yayılımı, sözde “yönlendirme”.
Kredi:
©DLR
Jianping Yin, “Ayrı adımlardaki olası etkileşimleri analiz ederek, örneğin özel kanat şeklinin ve pervanenin aerodinamik ve akustik olarak birbirini nasıl etkilediğini bulabildik” diye açıklıyor. Diğer şeylerin yanı sıra, kanat uçlarında oluşan girdapların dönme yönüne ters yönde döndüğünde pervanenin helikopterin sürüklenmesi üzerinde hoş bir etkiye sahip olduğu ortaya çıktı. Yin, “Bunu yapıyor çünkü pervane, enerjinin bir kısmını kanat girdaplarından geri kazanabiliyor,” diye açıklıyor Yin. Başka bir sonuç: Seyir halindeyken, ana rotor ile kanatlar ve pervaneler arasındaki mesafe, dümen suyuyla onlara doğrudan çarpmamak için yeterlidir. Bununla birlikte, tasarım, ana rotorun uçuş sırasında çarpan havayı saptırdığını ve dolayısıyla kanatlar ve pervaneler etrafındaki akışı etkilediğini dikkate almalıdır.
Artık tüm sonuçlar, gösterici 2021’de uçuşta test edilmeden önce, tek tek bileşenler arasındaki gürültüye neden olan etkileşimleri tahmin etmeyi mümkün kılıyor. Bulgular başlangıçta yeni konfigürasyonun tamamlanmış taslağına aktarıldıktan sonra, helikopterin yörüngeleri yerel sakinler için gürültü kirliliğini en aza indirecek şekilde optimize edilebilir.
Araştırma, Avrupa araştırma ve yenilik programı Horizon 2020 tarafından finanse edilmektedir. (Proje numarası: CS2-AlR-GAM-2014-2015-01).
Braunschweig DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsündeki araştırmacıların, Fransız havacılık araştırma tesisi ONERA ile birlikte artık bilgisayar destekli verilerini kullanarak kanıtlayabilecekleri şey: RACER yalnızca 100 ila 200 km/h değil, 400 km/s üzerinde uçuyor. Herhangi bir “normal” helikopterden daha hızlı ve aynı zamanda şaşırtıcı derecede sessiz – sadece bir rotoru değil, aynı zamanda iki ek pervanesi olmasına rağmen. DLR mühendisi Dr. Jianping Yin. “Farklı uçuş koşullarında tüm RACER konfigürasyonu için pervanelerden ve rotordan gelen gürültü araştırıldı. Ek olarak, pervane gürültüsünün gövde tarafından akustik dağılımı ve ses gölgelemesi analiz edildi.”
Sessiz uçuş davranışı, RACER’ın bir uçak gibi uçulabilmesi sayesinde mümkün olmuştur. Bu nedenle, geleneksel helikopterlerden farklı uçuş koşulları ayarlanabilir. Gürültü azaltma önlemleri, fütüristik gösterici için önemli bir önkoşuldur çünkü büyük ölçüde kurtarma operasyonları, acil tıbbi bakım, kamu ve özel tedarik ve nakliye uçuşları için operasyona yöneliktir. Ve onlar için sadece hız ve menzil değil, aynı zamanda yaşam alanlarında ve insanlara yakın yerlerde daha az gürültü kirliliği de rol oynuyor.
Alışılmadık tasarımı ile uçak ve helikopter karışımını andıran RACER, akustik analiz sırasında bilim adamlarına birçok zorluk sundu. Rotor, pervaneler, kanatlar, gövde ve kuyruk ünitesi arasındaki birçok etkileşim nedeniyle, münferit bölümler, bileşenler ve uçuş koşulları için çok sayıda araştırma ile sürekli olarak yeni karşılaştırmalar yapmak zorunda kaldılar. Saat yönünde dönen bir pervane ve üst kanat veya saat yönünün tersine dönen bir pervane ve alt kanat, rotor ve pervane veya kanat ve gövde olsun – tüm takımyıldızlar, uçuş durumu, hız ve irtifa gibi tüm sınır koşulları, akış yönünün, hızın tüm karşılıklı etkileri rotorun, pervanelerin ve uç girdaplarının dönüş yönü ve bunların kaldırmaya etkileri ile birlikte iz ve iz dikkate alınmıştır.
kutup deseni
RACER’dan farklı yönlerde ses yayılımı, sözde “yönlendirme”.
Kredi:
©DLR
Jianping Yin, “Ayrı adımlardaki olası etkileşimleri analiz ederek, örneğin özel kanat şeklinin ve pervanenin aerodinamik ve akustik olarak birbirini nasıl etkilediğini bulabildik” diye açıklıyor. Diğer şeylerin yanı sıra, kanat uçlarında oluşan girdapların dönme yönüne ters yönde döndüğünde pervanenin helikopterin sürüklenmesi üzerinde hoş bir etkiye sahip olduğu ortaya çıktı. Yin, “Bunu yapıyor çünkü pervane, enerjinin bir kısmını kanat girdaplarından geri kazanabiliyor,” diye açıklıyor Yin. Başka bir sonuç: Seyir halindeyken, ana rotor ile kanatlar ve pervaneler arasındaki mesafe, dümen suyuyla onlara doğrudan çarpmamak için yeterlidir. Bununla birlikte, tasarım, ana rotorun uçuş sırasında çarpan havayı saptırdığını ve dolayısıyla kanatlar ve pervaneler etrafındaki akışı etkilediğini dikkate almalıdır.
Artık tüm sonuçlar, gösterici 2021’de uçuşta test edilmeden önce, tek tek bileşenler arasındaki gürültüye neden olan etkileşimleri tahmin etmeyi mümkün kılıyor. Bulgular başlangıçta yeni konfigürasyonun tamamlanmış taslağına aktarıldıktan sonra, helikopterin yörüngeleri yerel sakinler için gürültü kirliliğini en aza indirecek şekilde optimize edilebilir.
Araştırma, Avrupa araştırma ve yenilik programı Horizon 2020 tarafından finanse edilmektedir. (Proje numarası: CS2-AlR-GAM-2014-2015-01).