O Exército dos EUA está desenvolvendo uma nova bancada de teste em túnel de vento que ajudará futuras aeronaves tiltrotor a atingir velocidades mais altas, estabilidade aprimorada e segurança aprimorada.

Em um enorme túnel de vento no Centro de Pesquisa Langley da NASA, Os pesquisadores do Exército estão preparando um modelo único de tiltrotor para apoiar a análise e o projeto de aeronaves tiltrotor avançadas, uma possível chave para atingir as metas de modernização do Exército para o Levantamento Vertical Futuro.

"Os Tiltrotors são como a aeronave V-22 Osprey que os fuzileiros navais usam atualmente, "disse Matt Wilbur, pesquisador sênior aeroespacial do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA. "O benefício deles é que eles têm velocidades de vôo muito altas. Eles podem fazer a transição de uma configuração de helicóptero para uma configuração de vôo avançado que se parece mais com uma aeronave turboélice e pode ir a velocidades de vôo muito mais altas do que os helicópteros típicos."

Os turbotores de última geração fornecem aos pesquisadores do Exército uma base do que é possível. No futuro, projetistas de aeronaves vão aproveitar novos materiais, propulsão avançada e modelagem de supercomputador - validada por experimentos físicos - para fornecer novas capacidades de combate ao Exército.

"Os dados que buscamos são completamente novos; não existem atualmente, "disse o Dr. Jaret Riddick, diretor da Diretoria de Tecnologia Veicular do laboratório. "Queremos ser capazes de modelar a estabilidade do turbilhão, que nos ajudará a superar uma limitação crítica para aeronaves tiltrotor. "

Projetos de tiltrotor requerem um compromisso entre um rotor de helicóptero giratório para voo pairado eficiente e uma asa fixa para voo para frente em modo de avião, ele disse. As interações entre esta combinação única de rotor e asa podem levar à instabilidade em velocidades mais altas.

"Os pesquisadores de ARL estão preenchendo uma lacuna científica ao fornecer pesquisas básicas que validarão a modelagem para aeronaves tiltrotor do futuro, "Riddick disse.

Usando pesquisas aerodinâmicas fundamentais e modelos computacionais, Os engenheiros do Exército irão moldar o Future Vertical Lift com a análise de novos projetos de tiltrotor. Seu objetivo:aumentar o alcance, aumentam a proteção e letalidade, e entregar agilidade e flexibilidade de missão. Com um design avançado de tiltrotor, o Exército pode chegar lá, fique lá e domine o que os oficiais chamam de "Batalha de Multi-Domínio".

Pesquisadores do Exército estão trabalhando com um parceiro da indústria para fabricar o Tiltrotor Aeroelastic Stability Testbed, ou TRAST. O aparelho é um conjunto de motor tiltrotor em escala reduzida e asa parcial carregada com sensores e projetada para ser fixada na parede do túnel de vento. O Exército espera receber a entrega em setembro.

"A TRAST está focada em acelerar produtos de conhecimento que fornecerão informações críticas para as Prioridades de Modernização do Exército dentro do programa Future Vertical Lift com relação à tecnologia de tiltrotor para supressão de vibração de redemoinhos para permitir um vôo para frente em maior velocidade, "disse Elias Rigas, o chefe da Divisão de Pesquisa Aplicada a Veículos do laboratório.

O projeto tem potencial para fornecer aos pesquisadores terabytes de dados, que permitirá a pesquisa de base que o laboratório pode compartilhar com a comunidade da aviação responsável pelo projeto e aplicação do Future Vertical Lift.

"Quando se trata de um veículo de vôo, tudo se resume a levantar, "disse o pesquisador do Exército Dr. Robert Thornburgh." Você ainda tem que produzir sustentação e seja através de uma asa ou através de um rotor, basicamente, a sustentação é produzida pelo movimento do ar e, portanto, a física fundamental não mudou desde os irmãos Wright e, portanto, existem algumas limitações sobre o que você pode fazer com a tecnologia de helicópteros no que diz respeito ao desempenho. "

Pesquisadores do Exército estão trabalhando em problemas complexos de voo. Eles fazem parceria com a NASA por causa do interesse comum na pesquisa básica da futura tecnologia de tiltrotor.

"Podemos estar olhando para diferentes missões para diferentes veículos, mas conforme detalhamos as necessidades de tecnologia, eles se tornam comuns e, portanto, podemos trabalhar em estreita colaboração com o Exército em algumas áreas fundamentais de pesquisa básica, "disse Susan Gorton, Líder da revolucionária tecnologia de elevação vertical da NASA. "O que estamos sempre procurando é como melhorar as coisas e como torná-las mais rápidas, torná-los mais silenciosos e como torná-los mais econômicos de operar. "

A relação entre o Exército e a NASA é muito especial, Disse Gorton.

"Temos esse relacionamento há mais de 50 anos, onde temos laboratórios co-localizados onde o pessoal do Exército é designado e trabalha nos centros da NASA e eles trabalham lado a lado conosco e no dia-a-dia nossas tarefas de pesquisa são muito entrelaçada e é uma relação muito forte e acho que continuará forte no futuro, " ela disse.

Como parte do Programa de Demonstração de Tecnologia Multifunção do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA, empresas privadas como a Bell, criou uma aeronave de demonstração de conceito de tiltrotor, o V-280 Valor, que alcançou com sucesso o primeiro vôo em 2017. Os pesquisadores da ARL visitaram a empresa em janeiro para ver o demonstrador de perto e conversar com os engenheiros da Bell.

Riddick disse que o Escritório do Programa JMR-TD informa os requisitos para o programa de registro do Future Vertical Lift e forneceu um financiamento significativo para a fabricação do TRAST.

"Eles estão dependendo do laboratório para entregar a pesquisa fundamental para permitir que futuras aeronaves tiltrotor alcancem velocidades mais altas e maior estabilidade, "Riddick disse." Este é um esforço verdadeiramente conjunto entre os cientistas de pesquisa do laboratório e seus parceiros para produzir conhecimento e compreensão para futuras tomadas de decisão. Ele também destaca o nível de colaboração em toda a comunidade científica e tecnológica do Exército para cumprir as prioridades de modernização do Exército. "

A NASA tem instalações únicas que o Exército não tem, mas com uma cooperativa, relacionamento colaborativo, eles usam as instalações e trabalham com pesquisadores da NASA para atingir os objetivos do Exército, Wilbur disse. O túnel de vento permite que os pesquisadores expandam os limites em testes dinâmicos, produzindo ventos de Mach 1,2, ou 1,2 vezes a velocidade do som.

"Obviamente, um helicóptero não voa tão rápido; no entanto, temos uma faixa de velocidade de vôo ilimitada para um helicóptero, e o helicóptero do futuro estará voando cada vez mais rápido e esta é uma das únicas instalações no mundo em que o helicóptero é testado de forma consistente que já atende e excede o alcance de vôo que se espera que o helicóptero voe, "Wilbur disse.

Além de velocidades mais altas, Os pesquisadores do Exército disseram estar confiantes de que os avanços no projeto do tiltrotor salvarão vidas.

"Quanto mais rápido você pode voar, quanto mais rápido você pode tirar alguém do campo de batalha e levá-lo a um hospital, o que pode potencialmente salvar sua vida, "disse o pesquisador do Exército Andrew Kreshock." Um dos maiores impactos pode ser sobre como o Exército opera, porque muitas bases são montadas em torno do alcance das aeronaves e quão rápido elas podem chegar à linha de frente e salvar as vidas dos soldados. "

O programa TRAST fornecerá dados experimentais críticos para permitir a validação de ferramentas de análise de engenharia existentes e o desenvolvimento de novas e aprimoradas ferramentas de análise. Juntos, os dados experimentais e as análises aprimoradas serão usados ​​para identificar os pontos fortes e fracos de uma aeronave tiltrotor.

"Onde isso beneficia o futuro combatente é que nos permite impulsionar a tecnologia mais rapidamente, mais longe para que tenham uma aeronave tiltrotor significativamente melhorada, "disse ele." Estamos sempre olhando 20 anos para o futuro em termos das tecnologias que estamos tentando desenvolver, mas é muito gratificante quando podemos fazer coisas boas acontecerem e sabemos que desenvolvemos uma tecnologia viável para o Exército. "