Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) ve Münih Teknik Üniversitesi’nin (TUM) katılımıyla araştırmacılar, daha hafif ama yine de son derece kararlı kanatlar için yeni teknolojiler geliştirmeyi başardılar. Yeni kanatların yardımıyla uçmak yakında daha çevre dostu ve daha ucuz hale gelebilir. Sözde aeroelastik kanatlar ilk kez 19 Kasım’da Oberpfaffenhofen havaalanında havalandı.
Daha geniş açıklığa ve daha hafif ağırlığa sahip kanatlar daha az sürtünme oluşturur ve bu nedenle enerji açısından daha verimlidir. Daha verimli kaldırma kuvveti gelecekte gazyağı tasarrufu sağlayabilir ve böylece emisyonları ve maliyetleri azaltabilir. Bu tür kanatların yapımında sınırlayıcı faktör, çarpıntının aerodinamik olgusudur. Hava direnci ve şiddetli rüzgar nedeniyle, kanatların titreşimleri rüzgardaki bir bayrak gibi sallanmaya devam eder. “Çarpıntı, malzeme yorgunluğuna yol açar. Bu durum o kadar ileri gidebilir ki kanat kopabilir” diye açıklıyor TUM Havacılık Sistemleri Kürsüsü araştırma görevlisi Sebastian Köberle. Aynı derecede güçlü ve sert olan daha uzun açıklıklı kanatlar inşa etmek çok daha fazla ağırlık anlamına gelir.Avrupa projesi FLEXOP’ta (Ekonomik Performans iyileştirme için Flutter Free FLight Envelope eXpansion), altı ülkeden bilim adamları kanat çırpmayı kontrol altına alan yeni teknolojiler üzerinde çalışıyorlar. ve aynı zamanda kanatları daha hafif yapmayı mümkün kılar.
Kanat rüzgardan kaçar
TUM araştırmacıları, projede geliştirilen iki yeni kanat profilinin gerçek davranışını gösteren uçuş testlerinin tasarlanması ve uygulanmasından sorumludur: aeroelastik kanat ve sineklik kanadı. Bunu yapmak için, TUM bilim adamları önce üç buçuk metre uzunluğunda ve yedi metre genişliğinde uçuş göstericisini inşa ettiler ve Avrupalı ortakların sistemlerini entegre ettiler. İlk kez kullanılmaya başlanan özellikle hafif kanat, DLR tarafından Göttingen’de Delft Üniversitesi ile işbirliği içinde geliştirilen sözde aeroelastik olarak optimize edilmiş kanattır. Karbon fiberlerden yapılmıştır. Araştırmacılar, kanadı inşa ederken lifleri özel olarak hizalayarak, bükülme ve burulma davranışını etkilemeyi başardılar. Göttingen’deki DLR Aeroelastisite Enstitüsü’nden Prof. Dr. Wolf-Reiner Krüger, “Kanat hava kuvvetleri tarafından bükülürse, aynı anda döner ve tabiri caizse içeri akışın yüklerinden kaçınır” diyor. .
Referans kanatların yardımıyla, TUM araştırmacıları, uçuş göstericisinin verilen uçuş testi modellerini otomatik olarak uçurması için önceden çalıştı. Uçuş testleri için en uygun ayarları yaptılar ve kılavuzlar ve kontrol listeleri geliştirdiler. Köberle, “Uçuş göstericisi yeni kanatlarla o kadar hızlı uçmalı ki teorik olarak kanat çırpmalı” diye açıklıyor. “Böyle yüksek hızlarda hiçbir şeyin ters gitmeyeceğinden emin olmalıyız.”
Araştırmacıların her an müdahale edebilmesi için uçağın yerden her zaman görünür olması gerekir. Bu, uçuş manevralarının bir kilometrelik dar bir yarıçap içinde uçulduğu anlamına gelir. Karmaşık ön çalışmaların tamamlanmasının ardından kapsamlı test uçuşu yapıldı. Köberle, “Her şey hayal ettiğimiz gibi gitti” diyor. “Şimdi veri analizi başlıyor.”
“Çırpınan kanatta” aktif flap kontrolü
Projede geliştirilen bir diğer süper verimli kanat ise “flutter wing” olarak adlandırılan kanattır. Bu, TUM tarafından hazırlanan bir taslaktır. Fiberglastan yapılmıştır. Çırpınma meydana gelirse, dış kanatlar devrilir. Sönümleyiciler gibi davranırlar. Oberpfaffenhofen’deki DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü’nden Dr. proje. Macaristan Bilimler Akademisi Bilgisayar ve Otomasyon Araştırma Enstitüsü (MTA SZTAKI) tarafından ikinci bir uçuş kontrol sistemi geliştirilmektedir. MTA SZTAKI’den proje yöneticisi Bálint Vanek şunları ekliyor: “Böyle bir kanatla gelecekte yüzde 20 daha fazla kargo taşınabilir veya yüzde yedi yakıt tasarrufu sağlanabilir.” Bu teknoloji özellikle karmaşıktır. Dolayısıyla bu kanatta yapılacak testler ancak ileri bir tarihte gerçekleştirilecek.
Süper verimli kanadın her iki çeşidi de daha önce Göttingen’deki DLR sahasındaki sabit titreşim testlerinde test edilmişti.
Göstericiden yolcu uçağına
Ancak kanatlar sadece uçuş göstericisinde havalanmamalı. Bir sonraki adımda, projenin sonuçları nakliye ve yolcu uçağı konfigürasyonuna aktarılacaktır.
Ortaklar
FLEXOP AB projesindeki ortaklar, Macar Bilimler Akademisi, Airbus Group Innovation, Airbus Group Limited, FACC Operations GmbH, INASCO (Integrated Aerospace Sciences Corporation), Delft Teknik Üniversitesi, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi, Münih Teknik Üniversitesi, Bristol Üniversitesi’dir. ve Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen.
Daha geniş açıklığa ve daha hafif ağırlığa sahip kanatlar daha az sürtünme oluşturur ve bu nedenle enerji açısından daha verimlidir. Daha verimli kaldırma kuvveti gelecekte gazyağı tasarrufu sağlayabilir ve böylece emisyonları ve maliyetleri azaltabilir. Bu tür kanatların yapımında sınırlayıcı faktör, çarpıntının aerodinamik olgusudur. Hava direnci ve şiddetli rüzgar nedeniyle, kanatların titreşimleri rüzgardaki bir bayrak gibi sallanmaya devam eder. “Çarpıntı, malzeme yorgunluğuna yol açar. Bu durum o kadar ileri gidebilir ki kanat kopabilir” diye açıklıyor TUM Havacılık Sistemleri Kürsüsü araştırma görevlisi Sebastian Köberle. Aynı derecede güçlü ve sert olan daha uzun açıklıklı kanatlar inşa etmek çok daha fazla ağırlık anlamına gelir.Avrupa projesi FLEXOP’ta (Ekonomik Performans iyileştirme için Flutter Free FLight Envelope eXpansion), altı ülkeden bilim adamları kanat çırpmayı kontrol altına alan yeni teknolojiler üzerinde çalışıyorlar. ve aynı zamanda kanatları daha hafif yapmayı mümkün kılar.
Kanat rüzgardan kaçar
TUM araştırmacıları, projede geliştirilen iki yeni kanat profilinin gerçek davranışını gösteren uçuş testlerinin tasarlanması ve uygulanmasından sorumludur: aeroelastik kanat ve sineklik kanadı. Bunu yapmak için, TUM bilim adamları önce üç buçuk metre uzunluğunda ve yedi metre genişliğinde uçuş göstericisini inşa ettiler ve Avrupalı ortakların sistemlerini entegre ettiler. İlk kez kullanılmaya başlanan özellikle hafif kanat, DLR tarafından Göttingen’de Delft Üniversitesi ile işbirliği içinde geliştirilen sözde aeroelastik olarak optimize edilmiş kanattır. Karbon fiberlerden yapılmıştır. Araştırmacılar, kanadı inşa ederken lifleri özel olarak hizalayarak, bükülme ve burulma davranışını etkilemeyi başardılar. Göttingen’deki DLR Aeroelastisite Enstitüsü’nden Prof. Dr. Wolf-Reiner Krüger, “Kanat hava kuvvetleri tarafından bükülürse, aynı anda döner ve tabiri caizse içeri akışın yüklerinden kaçınır” diyor. .
Referans kanatların yardımıyla, TUM araştırmacıları, uçuş göstericisinin verilen uçuş testi modellerini otomatik olarak uçurması için önceden çalıştı. Uçuş testleri için en uygun ayarları yaptılar ve kılavuzlar ve kontrol listeleri geliştirdiler. Köberle, “Uçuş göstericisi yeni kanatlarla o kadar hızlı uçmalı ki teorik olarak kanat çırpmalı” diye açıklıyor. “Böyle yüksek hızlarda hiçbir şeyin ters gitmeyeceğinden emin olmalıyız.”
Araştırmacıların her an müdahale edebilmesi için uçağın yerden her zaman görünür olması gerekir. Bu, uçuş manevralarının bir kilometrelik dar bir yarıçap içinde uçulduğu anlamına gelir. Karmaşık ön çalışmaların tamamlanmasının ardından kapsamlı test uçuşu yapıldı. Köberle, “Her şey hayal ettiğimiz gibi gitti” diyor. “Şimdi veri analizi başlıyor.”
“Çırpınan kanatta” aktif flap kontrolü
Projede geliştirilen bir diğer süper verimli kanat ise “flutter wing” olarak adlandırılan kanattır. Bu, TUM tarafından hazırlanan bir taslaktır. Fiberglastan yapılmıştır. Çırpınma meydana gelirse, dış kanatlar devrilir. Sönümleyiciler gibi davranırlar. Oberpfaffenhofen’deki DLR Sistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol Enstitüsü’nden Dr. proje. Macaristan Bilimler Akademisi Bilgisayar ve Otomasyon Araştırma Enstitüsü (MTA SZTAKI) tarafından ikinci bir uçuş kontrol sistemi geliştirilmektedir. MTA SZTAKI’den proje yöneticisi Bálint Vanek şunları ekliyor: “Böyle bir kanatla gelecekte yüzde 20 daha fazla kargo taşınabilir veya yüzde yedi yakıt tasarrufu sağlanabilir.” Bu teknoloji özellikle karmaşıktır. Dolayısıyla bu kanatta yapılacak testler ancak ileri bir tarihte gerçekleştirilecek.
Süper verimli kanadın her iki çeşidi de daha önce Göttingen’deki DLR sahasındaki sabit titreşim testlerinde test edilmişti.
Göstericiden yolcu uçağına
Ancak kanatlar sadece uçuş göstericisinde havalanmamalı. Bir sonraki adımda, projenin sonuçları nakliye ve yolcu uçağı konfigürasyonuna aktarılacaktır.
Ortaklar
FLEXOP AB projesindeki ortaklar, Macar Bilimler Akademisi, Airbus Group Innovation, Airbus Group Limited, FACC Operations GmbH, INASCO (Integrated Aerospace Sciences Corporation), Delft Teknik Üniversitesi, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi, Münih Teknik Üniversitesi, Bristol Üniversitesi’dir. ve Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen.