O aumento da velocidade de avanço dos helicópteros tem o potencial de salvar vidas ao acelerar o acesso a cuidados médicos. O Centro de Física e Controle de Fluxo (CeFPaC) e o Centro de Mobilidade com Elevação Vertical (MOVE) do Rensselaer Polytechnic Institute estão fazendo parceria para enfrentar este desafio, com o apoio de bolsas do Gabinete de Pesquisa do Exército e do Ministério da Defesa de Israel.

Pesquisadores dos dois centros Rensselaer desenvolverão e testarão métodos para fazer os helicópteros voarem com mais rapidez e eficiência, controlando o fluxo e a separação do ar em suas hélices.

"A questão é:como você voa em velocidades muito altas enquanto tenta mitigar os efeitos do fluxo reverso?" disse Farhan Gandhi, o diretor do MOVE.

Quando um helicóptero entra em vôo para a frente, o lado que avança da lâmina - que está se movendo contra o vento - vê velocidades muito mais altas do que o lado que recua. À medida que esse fenômeno aumenta, regiões de fluxo reverso começam a se desenvolver, gerando sustentação e arrasto negativos.

É preciso muito poder e energia para superar essas condições, reduzindo a distância que um helicóptero pode viajar antes de ficar sem combustível, ou reduzindo a carga útil para liberar espaço para combustível extra.

Através desta parceria, Gandhi e sua equipe desenvolverão sua pesquisa e projetarão uma lâmina com um formato que possa mitigar o fluxo reverso. Michael "Miki" Amitay, o diretor do CeFPaC, e sua equipe testará esses projetos com pás modelo dentro de um túnel de vento de última geração.

"Precisamos entender como - nessas condições - o aumento é gerado, como você pode reduzir o arrasto, e como você pode quantificar isso, "disse Amitay." Tudo isso nós podemos estudar, e teste, aqui."

"O Exército dos EUA e os parceiros da indústria estão atualmente trabalhando arduamente para desenvolver a próxima geração de aeronaves de asas rotativas. Esta investigação fundamental irá descobrir novos métodos de manipulação da física dos fluxos para permitir a criação eficiente de sustentação e empuxo, "disse Matthew Munson, gerenciador de programa, programa de dinâmica de fluidos, no Gabinete de Pesquisa do Exército, um elemento do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA. "Esta pesquisa tem grande potencial para habilitar os veículos 'depois do próximo', gerenciando de forma inteligente as forças aerodinâmicas."

Amitay e sua equipe já começaram os testes, e ele disse que descobriram que, ao mudar a forma da lâmina, eles podem reduzir o arrasto em 50 por cento.

Mas a pesquisa das equipes não pode parar por aí. As condições de fluxo durante pairar e avançar são diferentes, portanto, mudar o formato da lâmina para melhorar um modo terá um efeito negativo no outro.

É por isso que a equipe de Gandhi também desenvolverá um sistema de acionamento que permitirá uma mudança na configuração das pás durante a operação.

“Você tem que conseguir se dar bem nos dois estados, e é aqui que a mudança de forma ou a adaptação da geometria começam a entrar, "Gandhi disse.

Este tipo de pesquisa interdisciplinar é uma personificação física do The New Polytechnic, o modelo inovador que informa a pesquisa em Rensselaer, que busca resolver desafios globais reunindo as melhores ideias e especialistas em todos os campos.

Amitay espera que esta pesquisa mude a maneira como as pás de helicópteros de alta velocidade do futuro serão projetadas. Além de proteger o pessoal militar do fogo inimigo e melhorar seus esforços de resgate, ele disse que há aplicações civis claras também.

"Em situações onde o tempo é importante, como quando equipes médicas estão ajudando vítimas de queimaduras ou pessoas em acidentes de carro, "Amitay disse, "se você pode voar mais rápido sem comprometer o desempenho, isso é o que pensamos ser a solução. "