Articles

Reducerea rezistenței la valuri prin intermediul aerospike-urilor pe aripile transonice

Ristența la valuri și separarea stratului limită indusă de șocuri sunt probleme importante ale curgerilor în jurul aripilor transonice. La viteze transonice, regimul de curgere supersonică, care se formează local deasupra aripilor, se termină cu o undă de șoc. Acest lucru se întâmplă în special în condiții de zbor în afara proiectului și are ca rezultat o rezistență la valuri. În plus, interacțiunea dintre șoc și stratul limită poate provoca o separare a stratului limită, ceea ce poate duce la pierderi suplimentare și, în cele din urmă, la bufetă. Aceste fenomene limitează viteza maximă de croazieră economică a avioanelor. Efectul negativ al regimului de curgere transsonică poate fi atenuat prin controlul șocului care termină regiunea supersonică de deasupra aripii. În trecut, au fost elaborate numeroase concepte diferite bazate, de exemplu, pe ventilație pasivă (plăci perforate, fante, caneluri), aspirație activă, denivelări de contur sau pereți adaptivi. În cea mai mare parte, aceste metode de control se bazează pe o abordare bidimensională, adică dispozitivele de control sunt aplicate în mod unitar de-a lungul întregii deschideri. Mai recent, s-a demonstrat că și dispozitivele de control tridimensionale afectează în mod pozitiv portanța și rezistența la înaintare. Toate aceste abordări au în comun faptul că măsurile de control al șocului sunt aplicate direct la suprafața aripii. Cu toate acestea, controlul undei de șoc este, de asemenea, posibil prin plasarea unor dispozitive externe deasupra suprafeței aripii în regimul de curgere supersonică. Acest din urmă concept, care este înrudit cu cel al aerospike-urilor pe corpuri contondente, este studiat în prezenta lucrare. Ca și în cazul măsurilor de control al fluxului care sunt aplicate direct la suprafața aripii, ideea de bază a aerospike-urilor este de a obține creșterea presiunii printr-un sistem de șocuri oblice și normale în loc de un singur șoc normal, reducând astfel pierderile de undă. În prezenta investigație, șocurile oblice au fost produse prin perturbarea curgerii supersonice deasupra aripii. În cadrul unei serii de teste, eficacitatea unei varietăți de corpuri diferite în formă de vârfuri plasate deasupra unei aripi transonice a fost testată în DNW-TWG, Göttingen. În plus față de măsurătorile de presiune, a fost instalat un sistem Schlieren color pentru a furniza informații despre influența vârfurilor asupra câmpului de curgere. În cele ce urmează, sunt explicate în primul rând elementele de bază ale aerospike-urilor pe aripile transonice. Apoi, sunt descrise experimentele din tunelul aerodinamic și sunt prezentate și discutate rezultatele măsurătorilor. Aceasta este urmată de o concluzie.