Tes terowongan angin akan membantu merancang pesawat tiltrotor Angkatan Darat masa depan
Engineering

Tes terowongan angin akan membantu merancang pesawat tiltrotor Angkatan Darat masa depan


Kredit: Laboratorium Penelitian Angkatan Darat

Setelah lebih dari tiga tahun dalam pengembangan, tim peneliti Angkatan Darat AS dan mitra industri menyelesaikan pembangunan tempat pengujian yang akan membantu menginformasikan desain helikopter Angkatan Darat masa depan.

Tim berencana untuk menguji TiltRotor Aeroelastic Stability Testbed, atau TRAST, di terowongan angin besar di NASA Langley Research Center untuk mengukur efektivitas model stabilitas tiltrotor modern.

“Upaya penelitian ini untuk mendapatkan kepercayaan pada kendaraan Angkat Vertikal Masa Depan yang ditujukan untuk konfigurasi tiltrotor,” kata Andrew Kreshock, seorang insinyur kedirgantaraan Angkatan Darat di Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS, yang sekarang dikenal sebagai DEVCOM, Laboratorium Penelitian Angkatan Darat. “Karena kendaraan masa depan sedang dikembangkan tanpa pengujian terowongan angin, hal ini memberikan tekanan lebih untuk prediksi stabilitas yang akurat.”

Tiltrotors menawarkan potensi besar bagi Angkatan Darat dalam hal kecepatan dan kemampuan angkat vertikal. Tidak seperti kebanyakan pesawat, mereka dapat melayang di udara seperti helikopter atau terbang maju dengan kecepatan tinggi seperti pesawat terbang tergantung pada orientasi rotornya.

Kemampuan untuk transisi antara dua mode memungkinkan tiltrotors memanfaatkan keunggulan helikopter dan pesawat sayap tetap tergantung pada situasinya.

“Saat ini, kecepatan maksimum helikopter konvensional sekitar 160 hingga 180 knot,” kata Kreshock. “Tiltrotors dapat mencapai 300 knot. Kami melihat kecepatan hampir dua kali lipat dari armada kami saat ini dan dengan demikian meningkatkan jangkauan kami hampir dua kali lipat dalam waktu penerbangan yang sama.”

Namun terlepas dari keserbagunaannya, tiltrotor menghadapi masalah stabilitas yang parah karena penempatan mesin yang sangat berat dengan rotor besar di ujung sayap.

Interaksi antara baling-baling dan sayap dapat menghasilkan fenomena berbahaya yang disebut whirl flutter, di mana gaya aerodinamis yang kuat menyebabkan struktur badan pesawat bergetar hebat bahkan gagal.

Akibatnya, tiltrotor sulit untuk dibangun dengan benar, dan peneliti terus memvalidasi alat yang diperlukan untuk memprediksi bagaimana konfigurasi tiltrotor yang berbeda akan melawan whirl flutter.

Menurut Kreshock, TRAST berfungsi untuk membantu peneliti mengembangkan perangkat lunak analisis mutakhir yang membuka kemungkinan desain tiltrotor baru.

“Helikopter telah melewati banyak generasi dari saat pertama kali dibuat hingga sekarang, tetapi satu-satunya tiltrotor yang diproduksi adalah V-22 Osprey,” kata Kreshock. “Dan alat yang dikembangkan untuk memprediksi stabilitas di V-22 dibuat pada 1960-an dan 1970-an. Karena kami memiliki komputer yang lebih baik sekarang, kami dapat memodelkan derajat kebebasan sebanyak yang kami butuhkan dibandingkan dengan alat dari beberapa dekade lalu.”

Untuk memprediksi perilaku whirl flutter di TRAST, Kreshock dan timnya menggunakan kode analisis yang berbeda untuk berbagai bagian struktur tiltrotor.

Mereka menggunakan kode struktural yang disebut Analisis Struktur NASA, atau NASTRAN, untuk memodelkan aerodinamika sayap dan dua program yang berbeda — Model Analisis Komprehensif Aerodinamika Pesawat Rotor, atau CAMRAD, dan Sistem Analisis Komprehensif Helikopter RCAS — untuk memodelkan helikopter.

Melalui kombinasi ketiga program ini, tim mengisolasi perilaku aerodinamis dari masing-masing komponen pesawat dan kemudian menggunakan informasi ini untuk memperkirakan batas stabilitas model TRAST.

Setelah para peneliti menguji model TRAST di terowongan angin, mereka dapat membandingkan seberapa cocok prediksi yang dihasilkan oleh kode analisis dengan perilaku TRAST yang sebenarnya dalam menghadapi pusaran angin yang ekstrim.

“Kami ingin mengukur batas stabilitas tanpa benar-benar melanggar model,” kata Kreshock. “Ini rumit karena saat Anda mulai mendekati batas stabilitas, Anda dapat melihat model bergetar dan menjadi lebih tidak stabil. Saat kami melihat model ini bergoyang dari jendela, kami harus memastikan satu jari di sakelar untuk mematikan. terowongan angin sebelum model benar-benar rusak. “

Menurut Kreshock, tiltrotor saat ini seperti V-22 Osprey menangani masalah whirl flutter melalui badan pesawat yang diperkuat dan airfoil tebal, yang sangat meningkatkan berat pesawat.

Dia percaya bahwa TRAST dapat membantu Angkatan Darat mengeksplorasi kemungkinan desain baru untuk tiltrotors yang menyelesaikan masalah whirl flutter dengan cara yang berbeda, seperti ekstensi sayap.

“Dibandingkan dengan pesawat sipil, Angkatan Darat selalu mendorong pesawat mereka hingga batasnya,” kata Kreshock. “Untuk memenuhi permintaan ini, kami perlu meningkatkan prediksi stabilitas sehingga kami tidak hanya memiliki pesawat yang lebih efisien tetapi juga dapat menguji teknologi baru di masa mendatang.”


Tentara mendorong kecepatan yang lebih tinggi di pesawat tiltrotor masa depan


Disediakan oleh Laboratorium Riset Angkatan Darat

Kutipan: Tes terowongan angin akan membantu merancang pesawat tiltrotor Angkatan Darat masa depan (2020, 7 Desember) diambil 7 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-tunnel-future-army-tiltrotor-aircraft.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG