Popis projektu: Jsme projektovým partnerem v projektu ARTEM (Technologie snižování hluku letadel a související environmentální iMpact), jehož cílem je dozrávání slibných nových konceptů a metod, které jsou přímo spojeny s novými nízkošumovými a rušivými konfiguracemi letadel 2035 a 2050.
Projekt získal finanční prostředky z programu Evropské unie pro výzkum a inovace Horizont 2020 na základě grantové dohody č. 769350.
Minulý týden se členové výzkumu PVS právě vrátili z týdenního testování větrných tunelů v INCAS v Bukurešti. Tým prováděl testy na křídle složeného konstrukčního modelu s modulárními připojovacími body pro různé konfigurace distribuovaného elektrického pohonu (DEP), navržené a vyrobené společností PVS v rámci evropského projektu ARTEM.
Obrázek 1: Členové PVS ve větrném tunelu INCAS.
ARTEM (Technologie snižování hluku letadel a související environmentální iMpact) je čtyřletý výzkumný projekt Evropské unie Horizon 2020 věnovaný vývoji nových technologií snižování hluku pro konfigurace letadel s nízkým hlukem 2035 a 2050.
Zapojení PVS do projektu ARTEM se zabývá výzkumem nových konfigurací letadel DEP, jejichž globálním cílem je zkoumání a snižování emisí hluku systémů DEP. Společně se třemi partnery ARTEM, VKI, ONERA a INCAS, PVS prozkoumala dvě různé konfigurace takové integrace. Maketa se skládá z hlavního křídla a tří vrtulí umístěných před křídlem, což vede k „konfiguraci traktoru“, nebo k horní části křídla, což vede k „tlačné konfiguraci“.
Obrázek 2: 3D model konfigurace traktoru (nahoře), konfigurace čistého křídla (uprostřed) a tlačné konfigurace (dole).
Zaprvé, PVS pracovala na obecné definici modelu DEP, definující všechny potřebné funkční požadavky pro experiment. Po koncepční a předběžné fázi návrhu následovala zvolená koncepce s modulární konstrukcí umožňující umístění vrtule v obou konfiguracích napříč, chordwise a vertikálně. Aerofilní profil, vhodný zejména pro systémy DEP, byl pečlivě navržen. Ve fázi předběžného a podrobného návrhu bylo provedeno důkladné numerické vyhodnocení křídla a subsystémů DEP pomocí RANS / URANS CFD.
příklad simulace CFD pro konfiguraci traktoru
Obrázek 3: Příklad simulace CFD pro konfiguraci traktoru. Znázorněny jsou vektory rychlosti procházející kolem tří vrtulí.
Ve fázi podrobného návrhu dokončila PVS geometrii a dimenzovala strukturu tak, aby vydržela zatížení způsobená větrným tunelem s minimálním průhybem. Plášť křídla a hlavní nosník byly dimenzovány tak, aby měly průhyb menší než 2 mm při rozpětí 2500 mm ve jmenovitém zatížení 30 m / s při maximálním AoA. Struktura byla také testována numericky pomocí FEM, což předpovídá faktor bezpečnosti 30 ve jmenovitém konstrukčním případě.
příklad simulace CFD pro konfiguraci traktoru
Obrázek 3: Příklad simulace CFD pro konfiguraci traktoru. Znázorněny jsou vektory rychlosti procházející kolem tří vrtulí.
Jakmile byl návrh zamrznut, společnost PVS dokončila kompletní technickou dokumentaci forem, integrálních částí křídla a modulů. Modelové křídlo bylo vyrobeno podle nejvyšších standardů výroby pomocí moderních výrobních technologií. Inovativní výrobní řešení byla vyvinuta, když čelí velmi omezenému prostoru v pásmu 300 mm a maximální tloušťce průřezu pouze 50 mm. Například, tlakové otvory 32 0,5 mm obklopují horní a dolní skořepinu křídla od vedoucího k zadní hraně. Maketa hladce kombinuje složené, hliníkové a 3D potištěné díly, aby byla zajištěna kvalita a technická dokonalost při zachování konkurenceschopné ceny.
Otvory statického tlaku a modulární dynamické tlakové senzory v plášti křídla. Obrázek 5: Statické tlakové otvory v skořepině křídla (vlevo), zabudování modulárních dynamických tlakových senzorů na náběžnou hranu (vpravo).
Nakonec PVS provozovala simulaci během zkoušek ve větrném tunelu na INCAS na rychlosti až 50 m / s. Obě konfigurace byly úspěšně testovány ve větrném tunelu INCAS za účelem identifikace zdrojů hluku a jejich relativních hmotností mezi křídly a vrtulovými oblastmi a mezi tonálním a širokopásmovým příspěvkem. Experimentální data budou velkým přínosem pro partnery úkolu analyzovat parametrické citlivosti šumu za účelem identifikace parametrů zájmu o akustickou reakci.
Sestavené konfigurace křídel
Obrázek 6: Sestavená konfigurace traktoru (nahoře), konfigurace čistého křídla (uprostřed) a konfigurace tlačného zařízení (dole).
Typ pohonu DEP se stal proveditelným zavedením nejmodernějších elektrických motorů a nabízí četné konfigurace pro snížení hluku. Během integrace pohonného systému do letadla nabízí více stupňů volnosti. To je důvod, proč společnost PVS investuje značné prostředky do podpory výzkumu těchto témat prostřednictvím implementace našeho širokého spektra znalostí a zkušeností, aby se myšlenky oživily ve velmi rychlém cyklu.
Nejvýhodnější konfigurace s ohledem na akustický a aerodynamický výkon bude vybrána společností PVS na konci projektu a budou poskytnuta úplná doporučení pro navrhování nejmodernějšího systému DEP.