Testen van Smart Rotor ontwerpen succesvol – aanzienlijke geluidsreductie en verhoging van efficiëntie

Het Smart Rotors project nadert alweer de laatste fase. Recente tests van twee nieuwe ontwerpen, één voor een vliegtuigpropeller en één voor een drone rotor hebben aangetoond dat beide effectief het geluid verminderen en tegelijkertijd de efficiëntie verhogen. Om ervoor te zorgen dat deze numerieke resultaten accuraat zijn in reële omstandigheden, is de volgende stap het uitvoeren van experimenten in de windtunnel met de vliegtuigpropeller en met de Whirl Tower met het droneontwerp. 

Analyse modellen rondom geluidsproductie
In de eerste fase van het project zijn er verschillende snelle numerieke analysemodellen ontwikkeld, die zijn gebruikt om ons begrip van de mechanismes achter geluidsproductie van propellers en rotoren te vergroten. De analysemodellen zijn vervolgens gecombineerd in handige ontwerptools, die zijn toegepast om de nieuwe ontwerpen te creëren.

Testen van prototype
Het laatste halve jaar van het project staat in het teken van meerdere experimentele onderzoeken, met het doel om de prestaties van de nieuwe ontwerpen te evalueren en de eventuele beperkingen van de snelle numerieke analysemodellen verder te kwantificeren. Er zullen twee windtunnelexperimenten gedaan worden en één Whirl Tower test.

In het eerste experiment, dat plaatsvindt in de akoestische faciliteit van het NLR, worden de geluidsniveaus van het prototype vergeleken met een eerder vastgesteld model.

Testen met full scale model
Het tweede experiment is in TU Delft’s Low-Turbulence Tunnel. Deze tunnel is bij uitstek geschikt voor stromings- en prestatiemetingen. Het doel van deze test is om de efficiëntie van de propeller te meten, alsmede het stromingsveld rondom de propeller. In beide gevallen zal de nieuwe propeller vergeleken worden met een bestaand ontwerp dat als referentie gebruikt wordt.

Met de Whirl Tower-test wordt het nieuwe full-scale rotorblad aan testen onderworpen. De resultaten van dit experiment worden vervolgens vergeleken met een referentierotor, in dit geval de rotor van het commerciële product dat als testplatform is gebruikt.

Geluidsbeleving
Naast bovenstaande experimenten zal er ook aandacht worden besteed aan geluidsbeleving. Voor deze proeven zullen data gebruikt worden van de windtunnelmetingen. Het doel is om te testen of de nieuwe ontwerpen niet alleen leiden tot een vermindering van geluidsproductie, maar ook een vermindering van geluidshinder.

Versterkende factor expertises samenwerkende partners
TUD en NLR werken in het Smart Rotors project samen met KvE en Airborne. De deels overlappende en deels verschillende expertise en werkwijzen van de partners heeft tot een grote versterkingsfactor geleid. De kennis en ervaring van TUD en NLR op het gebied van propelleraerodynamica en akoestiek staat aan de basis van de nieuwe stille propeller- en rotorontwerpen. De ervaring van KVE, Airborne, en NLR op het gebied van het fabricageproces van composieten onderdelen heeft tot een directe kennisuitwisseling geleid. Aangezien de nieuwe ontwerpen ook bij projectpartners (KVE en NLR) aangemaakt worden, zijn vereisten en/of beperkingen met betrekking tot het fabricageproces deels meegenomen in het ontwerpproces.

Vervolg stappen
Het werk aan de vliegtuigpropeller is gedaan op schaal, in verband met de gewenste testen in de windtunnel. In de laatste maanden van het project zal met de numerieke ontwerptool onderzocht worden in hoeverre dit te vertalen is naar een full-scale product. De drone rotor is ontworpen en aangemaakt als full-scale blad, en zou in principe direct op het commerciële platform gebruikt kunnen worden.

Toekomstplannen
Het projectwerk van de afgelopen jaren heeft aangetoond dat significante geluidsverminderingen bereikt kunnen worden alsmede een vergaande automatisering van het productieproces van propellers en rotoren. Echter, het is ook duidelijk geworden dat er nog meerdere onderwerpen zijn die aanvullende aandacht nodig hebben. De projectpartners zijn daarom aan het onderzoeken hoe zij hun succesvolle samenwerking kunnen vervolgen in een vervolgproject om de volgende stappen te kunnen zetten.

Meer over Smart Rotors
Het ontwikkelen van ‘smart rotors’ is een belangrijke stap naar een duurzamere luchtvaart, minder uitstoot en minder geluidsoverlast. Het project stelt als doel om zowel propellers als rotors voor hybride en elektrische vliegtuigen en drones efficiënter te ontwerpen, zodat ze beter presteren en minder geluid produceren. Daarnaast wordt gekeken naar slimmere productiemethodes, zodat toekomstige vliegtuigen en drones sneller en op grotere schaal voorzien kunnen worden van geschikte propeller- en rotorbladen. Het project maakt deel uit van het Fieldlab Next Aviation dat zich richt op het ontwikkelen, testen en implementeren van duurzame luchtvaarttechnologie in een echte luchthavenomgeving bij Rotterdam The Hague Airport (RTHA). 

Lees ook: https://stichtingrhia.nl/smart-rotors-update-focus-op-partner-airborne

 

Smart Rotor Partners
TU Delft, Koninklijke NLR, KVE, Airborne

Het Smart Rotors programma wordt mogelijk gemaakt door het EFRO-programma Kansen voor West II.

RHIA is de ‘runway’ voor innovatie, een plek waar bedrijven, ondernemers en studenten zich inzetten voor de transitie naar een schonere, stillere en duurzame toekomst van de luchtvaart.