Eerste tiltrotors succesvol getest met het aero-elastische Attila-model (video)

Het Attila-project heeft een uniek, aero-elastisch windtunneltestplatform voor tiltrotors. De rotors worden hier niet alleen geometrisch geschaald, maar ook naar massa en stijfheid. In november zijn de eerste tests uitgevoerd.

Aan de basis van de ontwikkeling van de volgende generatie helikopters staat het verlangen om te voldoen aan veeleisende mobiliteitsnormen. De focus ligt op het realiseren van hogere snelheden, grotere reikwijdte en verbeterde productiviteit om de kloof tussen conventionele helikopters en vaste vleugelplatforms te overbruggen.

Een cruciale drijfveer voor het verbeteren van het tiltrotor-ontwerp is het aanpakken van aero-elastische instabiliteit, ook wel bekend als ‘whirl flutter’. Dit fenomeen beperkt doorgaans de maximale snelheid van het vliegtuig.

Het Attila-project, geleid door het Koninklijk Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR), markeert een mijlpaal voor de toekomstige vliegproeven van de Next Generation Civil TiltRotor Technology Demonstrator (NGCTR-TD) van Leonardo Helicopters. De NGCTR-TD is een van de twee platforms die momenteel worden ontwikkeld binnen het programma Fast Rotorcraft.

Aero-elastisch Windtunnelmodel: Uniek Ontwerp

In november is een geschaalde halve vleugel van de NGCTR-TD ontwikkeld en getest in de windtunnel. In tegenstelling tot conventionele windtunnelmodellen is het Attila-model aero-elastisch geschaald, wat betekent dat niet alleen de geometrie, maar ook de massa en stijfheid van de constructie zijn ontworpen om overeen te komen met die van het volledige vliegtuig.

De test heeft succesvol condities nabij whirl flutter-instabiliteit aangetoond voor meerdere testconfiguraties; dit is buiten de VS nog niet eerder vertoond.

De testactiviteiten in de windtunnel, die in november 2023 werden afgerond, vonden plaats in de 6×6 meter testsectie van de grote, lage-snelheidsfaciliteit (Large Low-speed Facility, oftewel: LLF) van DNW in Nederland met ondersteuning van het Duitse Luchtvaartcentrum (DLR) en Leonardo Helicopters. Het team Structural Dynamics and System Identification van DLR Göttingen verzorgde de online monitoring en voorspelling van de modale eigenschappen (frequentie en demping) van het windtunnelmodel terwijl de instabiliteitsgrens tijdens het testen stapsgewijs werd benaderd. De besturing van het model en de dataverzameling werden gedaan door een team van DLR Braunschweig. Ze maakten hierbij gebruik van systemen en expertise die ze hebben opgebouwd na jarenlange ervaring met het bedienen van experimentele rotorsystemen in windtunnels. Tot slot begeleidde Leonardo Helicopters, als onderdeel van het leidinggevend testteam en de belangrijkste kennisexperts op het gebied van de dynamica en stabiliteit van tiltrotors, de definitie en uitvoering van het testprogramma. Ze hebben aan de hand van beproefde methoden semi-online een analyse van de frequentie en demping trends uitgevoerd.

Uitkomsten

Het consortium werkt nog aan het verwerken van de testgegevens en het uitvoeren van initiële correlaties met numerieke voorspellingen. Publicaties bij technische conferenties, waaronder het Clean Aviation Forum in Brussel in 2024, staan op de agenda om de opgedane kennis te delen. De overvloed aan informatie uit het project zal ingenieurs naar verwachting nog geruime tijd bezighouden.