Rotortechnologie für sauberere, umweltfreundlichere und effizientere Drehflügler
Gurney-Flaps sind kleine Laschen, die typischerweise im rechten Winkel von der Hinterkante eines Flügels bzw. Rotorblattes abstehen. Sie können den Übergang zu Turbulenzen reduzieren, was wichtige Auswirkungen sowohl auf die Energieeffizienz als auch auf die Sicherheit hat. Auswirkungen von aktiven Gurney-Flaps wurden kürzlich numerisch untersucht, aber nie experimentell an einem Rotor getestet. In diesem Sinne befasste sich das EU-finanzierte Projekt GUM (Active gurney on main rotor blades) mit der Messung der Leistung eines Hubschrauberhauptrotormodells mit einem aktiven Gurney-Flap (AGF) an jedem Blatt. Zu Beginn der Arbeiten wurde ein neuartiges nichtinvasives Messverfahren definiert, entwickelt und validiert, um das Druckfeld zu bestimmen und die Interferenz von Prüfeinrichtungen und -verfahren zu minimieren. Anhand dieser Informationen wird die Druckverteilung um das Blatt herum berechnet. Das Verfahren beruht auf der Particle Image Velocimetry (PIV), um das Geschwindigkeitsfeld zu messen. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Verbesserung in dem Stand der Technik solcher Methoden. Danach wandten sich die Projektpartner zwei Rotortestkampagnen zu. Ein neuer PIV-Prüfstand wurde speziell entwickelt und für solche Tests eingerichtet. Für den ersten Test entwarfen, produzierten und prüften sie eine Reihe von passiven Blättern auf dem Wirbelturm eines großen Windkanals in Mailand. Die Blätter wurden getestet, um die Wirksamkeit verschiedener Größen von passiven Gurney-Flaps zu bewerten und das PIV-Setup für den aktiven Blattsatz anzupassen. Die zweite Kampagne umfasste Tests an aktiven Blättern, ausgestattet mit einem AGF-System. Dies trug dazu bei, eine große Menge an Informationen über die Auswirkungen der verschiedenen Antriebsgesetze für Gurney-Flaps auf die Leistung der Blätter zu sammeln. GUM beleuchtete die Vorteile von AGF bei der Steigerung der Energieeffizienz und der Verringerung der Vibrationen bei Drehflüglern. Das Nachbearbeitungswerkzeug zur Extraktion von Druckwerten aus der nicht-invasiven Geschwindigkeitsmessung sollte in Bereichen im Zusammenhang mit der Fluiddynamik weit verbreitete Anwendungen finden.
Schlüsselbegriffe
Drehflügler, Rotorblatt, aktive Gurney-Flaps, GUM