Летательные аппараты вертикального взлета и посадки незаменимы в местах где недоступны взлетно-посадочные полосы для самолетов. Например, для горноспасательных работ, операций на нефтяных платформах, для оказания медицинской помощи в отдаленных районах.
Обычные вертолеты потребляют больше энергии и развивают меньшую скорость в прямом полете, чем самолеты с неподвижным крылом. Причина в том, что ротор создает большое сопротивление в полете. Это связано с тем, что вертолету требуется несущий винт для вертикального взлета и посадки, а также для поддержания устойчивого положения в воздухе, однако ротор имеет высокое аэродинамическое сопротивление во время крейсерского полета.
Группа ученых из Технического университета Мюнхена (TUM) и Airbus Helicopters (AH) работает над созданием летательного аппарата, который может развивать скорость 400 км / ч в прямом полете и который тише и экологичнее существующих вертолетов.
Демонстрационный образец Airbus RACER (Rapid And Cost-Effective Rotorcraft) имеет не только ротор, но и крылья, как у самолета. Таким образом, он может создать аэродинамически эффективную подъемную силу и снизить нагрузку на ротор.
Аэродинамика винтокрылого аппарата играет важную роль в достижении высокой крейсерской скорости. В рамках проекта FURADO (Оптимизация аэродинамического дизайна головки ротора с полным обтекателем) исследователи разработали аэродинамический обтекатель для головки ротора. «Фюзеляж и головка винта - это компоненты, которые вызывают наибольшее сопротивление при крейсерском движении вертолета», - говорит Патрик Пельцльбауэр, научный сотрудник кафедры аэродинамики и механики жидкостей TUM.
Новый аэродинамический обтекатель роторной головки снизит потребление энергии и сделает возможными более высокие скорости.
Уже разработаны геометрические формы, максимально снижающие лобовое сопротивление фюзеляжа. Однако до сих пор не было аэродинамически оптимизированного полного обтекателя для головки ротора. Аэродинамика ротора является чрезвычайно сложной задачей. Вот почему ученые объединили этот сложный аэродинамический процесс с современным программным обеспечением и методами расчета.
Патрик Пёльцльбауэр успешно разработал форму головки ротора таким образом, чтобы поток оставался прикрепленным как можно дольше и возникала лишь небольшая турбулентность. Кроме того, он разработал «цепочку оптимизации для аэродинамического проектирования геометрии», которая теоретически также может быть использована для разработки обтекателей для других моделей ротора.
