NASA araştırmacıları, havanın kanat yüzeyinden akışını iyileştirerek yakıt ve para tasarrufu sağlayarak gelecekteki uçakları daha verimli hale getirebilecek bir tasarımın ölçekli modelinin yüksek hızlı taksi testini başarıyla tamamladı.
12 Ocak’ta Çapraz Akışla Zayıflatılmış Doğal Laminer Akış (CATNLF) test ürünü yaklaşık 144 mil/saat hıza ulaşarak ilk önemli dönüm noktasına ulaştı. 3 metre uzunluğundaki model, ajansın araştırma F-15B test yatağı jetlerinden birinin karnının altına monte edilmiş bir yüzgeci andırıyor. Ancak bu, yatay yerine dikey olarak monte edilmiş bir kanadın ölçekli modelidir. Kurulum, NASA’nın mevcut bir uçağı kullanarak kanat tasarımını uçuş testine tabi tutmasına olanak tanır.
CATNLF konsepti, laminer akış olarak bilinen bir olguyu arttırmayı ve sürükleme olarak da bilinen rüzgar direncini azaltmayı amaçlamaktadır.
2014 ile 2017 yılları arasında yürütülen bir NASA hesaplamalı çalışması, CATNLF kanat tasarımının Boeing 777 gibi büyük, uzun menzilli bir uçağa uygulanmasının yıllık %10’a kadar yakıt tasarrufu sağlayabileceğini tahmin ediyor. Her ne kadar bu teknolojinin sağlayabileceği tasarrufu tam olarak ölçmek zor olsa da çalışma, bunun uçak başına her yıl milyonlarca dolara yaklaşabileceğini gösteriyor.
NASA’nın Edwards, Kaliforniya’daki Armstrong Uçuş Araştırma Merkezi’nde CATNLF baş araştırmacısı Mike Frederick, “Verimlilikteki küçük iyileştirmeler bile ticari havayolları için yakıt tüketiminde ve emisyonlarda önemli azalmalara katkıda bulunabilir” dedi.
Sürtünmeyi azaltmak verimliliği artırmanın anahtarıdır. Uçuş sırasında, uçağın yüzeyine çok yakın bir yerde, sınır tabakası olarak bilinen ince bir hava örtüsü oluşur. Bu alanda çoğu uçak, havanın aniden yön değiştirdiği türbülanslı akış olarak da bilinen artan sürtünmeyle karşı karşıya kalır. Bu ani değişiklikler sürtünmeyi ve yakıt tüketimini artırır. CATNLF, sınır tabakası içindeki laminer akışı veya havanın düzgün hareketini artırır. Sonuç olarak daha verimli aerodinamik, daha az sürtünme ve daha az yakıt yanması elde edilir.
CATNLF testi, NASA’nın Havacılık Araştırma Misyonu Direktörlüğü kapsamındaki Entegre Havacılık Sistemleri Programının bir parçası olan NASA’nın Uçuş Gösterimleri ve Yetenekleri projesi kapsamına giriyor. Konsept ilk olarak NASA’nın Gelişmiş Hava Taşımacılığı Teknolojisi projesi tarafından geliştirildi ve 2019 yılında NASA Armstrong araştırmacıları modelin başlangıç şeklini ve parametrelerini geliştirdi. Tasarım daha sonra NASA’nın Hampton, Virginia’daki Langley Araştırma Merkezi’nde verimlilik açısından geliştirildi.
CATNLF’nin Langley baş araştırmacısı Michelle Banchy, “Laminer akış teknolojisi onlarca yıldır sürüklenmeyi azaltmak için uçaklarda araştırılıyor ve kullanılıyor, ancak laminer akış tarihsel olarak uygulamada sınırlıydı” dedi.
Bu sınırlama, açılı yüzeylerde laminer akışı zamanından önce sonlandırabilen aerodinamik bir olay olan çapraz akıştan kaynaklanmaktadır. Çoğu ticari uçakta bulunanlar gibi geniş, eğimli kanatlar aerodinamik verimlilik sağlarken çapraz akış eğilimleri devam ediyor.
Langley’de 2018 yılında yapılan bir rüzgar tüneli testinde araştırmacılar, CATNLF tasarımının uzun süreli laminer akışı başarıyla sağladığını doğruladı.
Banchy, “Rüzgar tüneli testindeki olumlu sonuçların ardından NASA, teknolojide uçuş testlerine ilerlemek için yeterli umut gördü” dedi. “Uçuş testi, modelin boyutunu artırmamıza ve rüzgar tüneli ortamından daha az türbülansa sahip havada uçmamıza olanak tanıyor; bunlar, laminer akışı incelemek için harika şeyler.”
Banchy, NASA Armstrong’un F-15B test ortamı uçağının laminer akış testi için gerekli uçuş ortamını sağladığını söyledi. Uçak, araştırmacıların teknolojiyle ilgili temel soruları ele alırken, bir test uçağının kanadını tam ölçekli bir CATNLF modeliyle değiştirmek veya özel bir gösteri uçağı inşa etmek gibi alternatiflere göre maliyetleri daha düşük tutmasına olanak tanıyor.
CATNLF şu anda son 20 yılda istikrarlı bir şekilde artan ticari havacılığa odaklanıyor ve Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü’ne göre yolcu sayısının önümüzdeki 20 yılda ikiye katlanması bekleniyor. Ticari yolcu uçakları ses altı hızlarda veya ses hızından daha yavaş uçar.
Frederick, “Çoğumuz ses altı uçuyoruz, dolayısıyla bu teknolojinin şu anda en büyük etkiye sahip olacağı yer burasıdır” dedi. NASA’nın önceki hesaplamalı çalışmaları da CATNLF gibi teknolojilerin süpersonik uygulamalara uyarlanabileceğini doğruladı.
Önümüzdeki haftalarda CATNLF’nin ilk uçuşuna başlaması ve tasarımın uçuştaki performansını ve yeteneklerini değerlendirmek için tasarlanan bir dizi test uçuşunu başlatması bekleniyor.
İleriye bakıldığında, NASA’nın CATNLF üzerindeki çalışması, daha verimli ticari hava yolculuğunun temelini oluşturabilir ve bir gün benzer yetenekleri süpersonik uçuşa da genişleterek daha yüksek hızlarda yakıt verimliliğini artırabilir.
Banchy, “NASA Armstrong’daki CATNLF uçuş testi, laminar teknolojiyi yeni nesil uçaklarda uygulanmaya bir adım daha yaklaştıracak” dedi.
Source link
