CROR model in the DNW-LLF
Eind januari 2013 heeft Airbus een omvangrijke testcampagne in de DNW-LLF windtunnel in het kader van het Europese Clean Sky programma succesvol afgerond.
Wereldwijd is er een grote vraag naar zuiniger vliegtuigen, niet alleen vanwege het milieu maar ook omdat luchtvaartmaatschappijen hun winstgevendheid willen verbeteren. Alle motorfabrikanten en vliegtuigbouwers werken dan ook hard aan zuiniger gasturbines en verbeterde voortstuwing op vliegtuigen. De eerstvolgende generatie vliegtuigen gebruikt minder brandstof dankzij doorontwikkelde gasturbines of een nieuwkomer: de ‘Counter Rotating Open Rotor’ (CROR).
Adjusting the CROR model
Omdat de vraag naar zuiniger vliegen in de toekomst groot blijft, is er in twee Integrated Technology Demonstrators van het Europese Clean Sky programma onderzoek uitgevoerd naar de volgende generatie vliegtuigen. Voor deze vliegtuigen moet de toepassing van een CROR voor een verdere afname van het brandstofverbruik gaan zorgen. Bij de CROR draaien twee achter elkaar geplaatste rotoren in tegengestelde richting. De tweede rotor is ontworpen om de ronddraaiende beweging van de lucht afkomstig van de eerste rotor ongedaan te maken, omdat ronddraaiende lucht geen stuwkracht oplevert. Verder is het voortstuwingsrendement van een CROR hoog dankzij de grote omloopverhouding. Een aandachtspunt van de CROR is de geluidsproductie van de rotoren, vooral tijdens start en landing. In het Europese Clean Sky programma wordt stap voor stap onderzoek uitgevoerd op weg naar de mogelijke introductie van CROR voortstuwing op passagiersvliegtuigen. Als eerste stap is theoretisch werk uitgevoerd en daarna windtunnelmetingen. Voor metingen in het lage-snelheidsgebied is de DNW-LLF uitgekozen.
CROR balance and telemetry unit
De test
De testcampagne is gestart in april 2012 en bestond uit drie test programma’s; de eerste voor één complete motor in de LLF ‘open ruimte’ opstelling. Daarna een Handling Quality test op het complete model in de gesloten test sectie. Tot slot een test programma met het complete model weer in de ‘open test sectie’. De totale duur van de metingen bedroeg vele honderden uren en resulteerde in vele Terabytes data.
Het CROR wind tunnel model
Het CROR windtunnel model is door Airbus in samenwerking met DNW en NLR ontworpen. Het model is een compleet vliegtuig op schaal 1:7, met twee lucht-aangedreven motoren. Voor deze motoren, met een maximaal toerental van 8400 rpm, heeft Airbus de luchtmotor ontworpen en gebouwd. NLR heeft de composiet-propellers en de roterende meetbalansen ontworpen en geproduceerd. Naast propellerbladen van het Airbus ontwerp, zijn er ook bladen ontwikkeld voor andere motor fabrikanten.
Telemetrie Units
NLR heeft roterende Telemetrie Units ontworpen en gebouwd. Deze Telemetrie Units meten en digitaliseren de signalen van sensoren voor krachten, temperaturen en drukken in de bladen en de balansen. De gemeten data is contactloos overgedragen van het roterende deel naar het vaste deel.
CROR Model Instrumentation System
Model instrumentatie Systeem
Naast de Telemetrie Units, heeft het NLR een akoestisch meetsysteem ontwikkeld met systemen in en buiten het model. Sensoren in de propellerbladen maakten ook deel uit van dit akoestische meetsysteem. De registratie van de meetgegevens van de verschillende aangesloten microfoons en druksensoren zijn met een hoge mate van synchronisatie uitgevoerd (afwijking minder dan 1 microseconde). Het aldus gerealiseerde totale Model Instrumentation System omvatte de hele keten van data acquisitie, verwerking en registratie. Een Operator Station gaf de betrokken testspecialisten een indruk van de meetresultaten en verzorgde de bewaking van kritische parameters.
Afsluiting
Alle betrokkenen zijn trots op het feit dat de testcampagne uiterst succesvol is afgerond. De ‘bal’ligt nu bij de (o.a. akoestische) specialisten van Airbus en de motor fabrikanten om de vele Terabytes aan data verder te verwerken en te interpreteren.De resultaten zijn van groot belang voor het vervolg van de verdere ontwikkeling van het CROR concept in Clean Sky 2.
Bezoek ook onze Ontwikkeling en kwalificatie van avionica, Windtunnelmodellen, Windtunnelapparatuur en Flight Physics capability pagina’s.
