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Diseño y Caracterización Experimental de un Sistema de Actuación para el Control de Flujo de un Flap Coanda Inflado Internamente

Autores: Wierach, Peter; Petersen, Jan; Sinapius, Michael

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Diseño y Caracterización Experimental de un Sistema de Actuación para el Control de Flujo de un Flap Coanda Inflado Internamente


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Evaluación
Desarrollo
Integración
Sistema de actuadores
Control de flujo
Aerodinámico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El enfoque del trabajo se centra en la evaluación, desarrollo e integración de un sistema de actuadores robusto para el control de flujo tridimensional de un flaps Coanda soplado, con el fin de mejorar el sistema de alta sustentación de aeronaves comerciales. Como parte del trabajo de investigación presentado, el sistema se integra en un modelo de túnel de viento para influir en el flujo a lo largo de todo el ancho del modelo. El sistema desarrollado se basa en transductores de flexión individuales que pueden variar dinámicamente la altura de la ranura de soplado. El sistema está dividido en 33 segmentos y, por lo tanto, es capaz de implementar actuadores estáticos y dinámicos a lo largo de la envergadura del ala (actuación 3D). Todos los segmentos pueden ser controlados de forma independiente y, por lo tanto, ofrecen un gran potencial de optimización para un control de flujo efectivo. Se desarrollaron y evaluaron diferentes configuraciones entre sí con respecto a los exigentes requisitos (pequeño espacio de instalación, rango de frecuencia de 5 Hz a 300 Hz, 1 bar de presión, 0.4 mm de deflexión, 1 m de envergadura). El diseño del flaps soplado se ha especificado en un proceso de diseño iterativo. En la configuración final, todos los componentes mecánicos se reducen al mínimo necesario por razones de reducción de peso, para cumplir con los requisitos dinámicos del modelo de túnel de viento. Para caracterizar los segmentos de labio, se ha diseñado un dispositivo de prueba que puede ser presurizado para generar cargas aerodinámicas en los segmentos de labio. Finalmente, se integraron 33 segmentos de labio en un modelo de túnel de viento y se probaron intensivamente como parte de una campaña de medición. Los primeros resultados aerodinámicos muestran un aumento en la sustentación de hasta deltaC = 0.57. Estas ganancias aerodinámicas se logran a amplitudes que no requieren que los segmentos de labio cierren o abran completamente la ranura de soplado, lo que muestra la ventaja del diseño actual del labio que permite la activación con componentes estacionarios y no estacionarios controlados de forma independiente.

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