Centrum Technologii Lotniczych

Laboratorium Badań Aerodynamicznych

Laboratorium Badań Aerodynamicznych jest częścią Centrum Nowych Technologii Instytutu Lotnictwa. W ramach swojej działalności prowadzi unikatowe w skali krajowej i międzynarodowej prace naukowe i badawczo-rozwojowe w zakresie aerodynamiki stosowanej.

Laboratorium posiada na wyposażeniu 5 tuneli aerodynamicznych, w tym największe i najszybsze tunele aerodynamiczne w środkowo-wschodniej części Europy. Infrastruktura badawcza należy do najbardziej zaawansowanych centrów w obszarze aerodynamiki stosowanej na Świecie. Przeprowadzane w Laboratorium modernizacje stanowią odpowiedź na zapotrzebowanie rynku międzynarodowego w zakresie mechaniki płynów oraz wysokich wymagań sektorów gospodarki i przemysłu.

Działalność Laboratorium obejmuje obszary o strategicznych i priorytetowych kierunkach badawczych jak:

1. Środowisko
   • badania środowiskowe odporności na wiatr
2. Energia i jej zasoby
   • badania aerodynamiczne elektrowni wiatrowych stanowiących nowoczesne technologie do generowania energii
   • badania aerodynamiczne modeli bloków energetycznych i chłodni kominowych
3. Infrastruktura transportowa
   • badania aerodynamiczne środków transportu naziemnego i powietrznego

Zakres prowadzonych prac obejmuje:

• prowadzenie badań aerodynamicznych na potrzeby polskiego i zagranicznego przemysłu lotniczego,

• prace naukowo-badawcze w zakresie aerodynamiki stosowanej również w ramach Europejskich Programów Ramowych,

• badania tunelowe aerodynamiki nielotniczej dla sektora motoryzacji, budownictwa, energetyki, technologii kosmicznych, sportu oraz przemysłu stoczniowego i zbrojeniowego,

• realizacja komercyjnych usług badawczych dla klientów krajowych i zagranicznych

• ścisłą współpracę z potentatami branży lotniczej, uczelniami technicznymi i jednostkami z sektora B+R

Laboratorium Badań Aerodynamicznych zatrudnia wysokokwalifikowanych pracowników posiadających wiedzę techniczną oraz doświadczenie niezbędne do prawidłowej realizacji prac.

Misją Laboratorium Badań Aerodynamicznych jest świadczenie najwyższej jakości usług badawczych na światowym rynku badań naukowych.

W Laboratorium Badań Aerodynamicznych zostały wdrożone i funkcjonują:

• System Zarządzania Jakością zgodny z wymaganiami normy PN-EN ISO 9001:2009

• System Zarządzania Laboratoriów zgodny z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005.

• Kryteria Wewnętrznego Systemu Kontroli WSK

Techniczne wyniki badań uzyskane w laboratorium są uznawane zarówno przez International Standard Organization ISO jak i przez International Laboratory Accreditation Cooperation ILAC

Laboratorium Badań Aerodynamicznych od 22 października 1997 posiada Certyfikat Akredytacji Nr AB 129 przyznawany przez Polskie Centrum Akredytacji.

Tunel aerodynamiczny małych prędkości T-3 (5 m)

Zmodernizowany w 2015 roku tunel aerodynamiczny małych prędkości T-3 jest tunelem o obiegu zamkniętym ciągłego działania z otwartą przestrzenią pomiarową o średnicy 5 metrów i długości 6,5 metra. Wymiary, moc silnika (5,6 MW) i prędkość przepływu powietrza (90 m/s) pozwalają zaliczyć tunel T-3 do światowej czołówki tuneli aerodynamicznych małych prędkości.

Dodatkowo tunel aerodynamiczny T-3 wyposażony jest w innowacyjną instalację przepływu wtórnego o średnicach IPW400 i IPW80, pozwalającą uzyskać dodatkowy przepływ powietrza o maksymalnym wydatku masowym odpowiednio 45 kg/s i 2 kg/s. Instalacja IPW80 pozwala również na podwyższenie temperatury czynnika roboczego do 250^oC. Unikatowa instalacja umożliwia prowadzenie testów przepływów wewnętrznych elementów silników lotniczych lub ich modeli w warunkach symulowanego startu i lądowania z uwzględnieniem podwyższonej temperatury gazów wylotowych.

W ramach działalności badawczej Laboratorium Badań Aerodynamicznych, w tunelu T-3 wykonywane są badania obejmujące:

• pomiary sił i momentów,

• pomiary rozkładów ciśnienia,

• wizualizację przepływu

Badania te dotyczą modeli samolotów i podzespołów, śmigłowców (kadłubów, stateczników i wirników nośnych i ogonowych), budynków, okrętów, samochodów, pociągów oraz dwuwymiarowych profili.

Wykonywane są również badania obejmujące stateczność dynamiczną, deformacje modelu aeroelastycznego oraz pomiary parametrów przepływu w warstwie przyściennej.

Obiektami badanymi w tunelu T-3 mogą być modele statków powietrznych o rozpiętości skrzydeł do 4 m, modele połówkowe o połowie rozpiętości skrzydeł do 4m, obiekty nie lotnicze generujące opór aerodynamiczny (budynki mieszkalne i użyteczności publicznej, mosty, konstrukcje przemysłowe) o wysokości do 3 m lub przekroju poprzecznym (prostopadłym do kierunku przepływu) do 2,5 m2 albo modele wirników o średnicy do 3 m.

Do badań niezwiązanych z lotnictwem w przestrzeni pomiarowej umieszcza się specjalną, płaską płytę. Powierzchnię płyty można zmieniać tak, by symulować rozkład średniej prędkości wiatru względem powierzchni ziemi oraz turbulencję profilu.

Trisoniczny tunel aerodynamiczny N-3

Unikatowy trisoniczny tunel aerodynamiczny N-3 rozpoczął pracę w 1965 roku. Tunel ten jest typu wydmuchowego, a dzięki zastosowaniu eżektora ciśnieniowego z częściową recyrkulacją powietrza,. Tunel może pracować w trzech zakresach prędkości tj. pod, około i naddźwiękowym (zakres uzyskiwanych liczb Macha M = 0.2 – 2.3). Tunel zasilany jest z dwu kulistych zbiorników sprężonego powietrza o objętości łącznej wynoszącej 2880 m³ i maksymalnym ciśnieniu 6,5atm. Powietrze sprężane jest dwoma sprężarkami odśrodkowymi o mocy 2000 KW, odpowiednio oczyszczone i osuszone. Średni czas pracy tunelu wynosi:

• dla naddźwiękowych liczb Macha około 3 minut,

• dla okołodźwiękowych liczb Macha około 5 minut,

• dla poddźwiękowych liczb Macha M = 0,3 – 0,5 do kilkunastu minut.

Pomiary wykonywane są w komorze pomiarowej o przekroju poprzecznym 0.6 x 0 6m co klasyfikuje tunel jako największy i najszybszy obiekt w Polsce.

Zakres działalności badawczej tunelu N-3 to:

• ciśnieniowe i wagowe badania tunelowe modeli statków powietrznych, pomiar ich charakterystyk aerodynamicznych i rozkładów ciśnienia dla liczb Macha od 0,1 do 2,3,

• pomiary obciążeń aerodynamicznych na elementach modeli samolotów takich jak skrzydła, stateczniki poziome i pionowe, powierzchnie sterowe, podwieszenia, itp.,

• pomiary momentu zawiasowego na elementach sterowych,

• badania granic początku występowania buffetingu i jego intensywności w szerokim zakresie prędkościach przepływu,

• wizualizacje przepływu anemometrii obrazowej (PIV), olejowa oraz metodą Schlierena (monochromatyczna i kolorowa),

• badania tunelowe charakterystyk aerodynamicznych profili,

• aerodynamiczne projektowanie samolotów, skrzydeł, profili (również o wysokim współczynniku siły nośnej), itp.,

• kalibracja wag i przetworników ciśnień,

• ciśnieniowe pomiary wielkości nieustalonych z układem wymuszającym ruchy oscylacyjne.

Tunel aerodynamiczny T-1 (1,5 m)

Tunel aerodynamiczny małych prędkości T-1 jest tunelem o obiegu zamkniętym ciągłego działania z otwartą przestrzenią pomiarową o średnicy 1,5 m i długości 2,4 metra. Tunel napędzany jest silnikiem elektrycznym o mocy 55 kW, wyposażonym w 4-łopatowy stałoobrotowy wentylator. Maksymalna prędkość czynnika roboczego to 40 m/s.

Zakres działalności badawczej tunelu T-1 dotyczy:

• badań wagowych oraz rozkładu ciśnienia na modelach samolotów, śmigłowców, pojazdów szynowych, kołowych i ich elementów,

• optymalizacji geometrii klap i ich położenia,

• optymalizacji momentów zawiasowych dla lotek i sterów,

• wizualizacji przepływu metodami anemometrii obrazowej (PIV), nitkową oraz przy użyciu fluoroscencyjnych mininitek i oświetlenia UV,

• dymowej wizualizacji przepływu.

Tunel aerodynamiczny małej turbulencji TMT

Tunel aerodynamiczny małej turbulencji TMT jest tunelem atmosferycznym o obiegu otwartym z dwoma połączonymi zamkniętymi prostokątnymi przestrzeniami pomiarowymi. Tunel ten jest wyposażony w dwa silniki prądu stałego o mocach 5,1 kW i 64 kW wykorzystywane w zależności od zadanej prędkości pomiarowej czynnika roboczego (40 m/s).

Zakres działalności badawczej tunelu obejmuje:

• badania tunelowe profili laminarnych z poziomem turbulencji poniżej 0.02% dla prędkości przepływu do 40 m/s,

• badania modeli wirników nośnych śmigłowców (pierścienia wirowego),

• wzorcowanie urządzeń służących do pomiaru siły wiatru,

• dymową wizualizację przepływu.

Naddźwiekowy tunel aerodynamiczny N-2

Naddźwiękowy tunel aerodynamiczny N-2 jest tunelem wydmuchowym o działaniu nieciągłymi zamkniętej przestrzeni pomiarowej o wymiarach 0,15 x 0,15 m. Zakres badanych prędkości od M=1,22 do M = 3,5.

Tunel ten służy do badań zjawisk aerodynamicznych związanych z przepływami ponaddźwiękowymi.

Kontakt:

Kierownik Laboratorium Badań Aerodynamicznych
mgr inż. Grzegorz Krysztofiak
Tel: (+48) 22 846 00 11 wew. 204
E-mail:grzegorz.krysztofiak[at]ilot.lukasiewicz.gov.pl

mgr inż. Robert Placek
Tel: (+48) 0 22 846 00 11 wew. 360
E-mail: robert.placek[at]ilot.lukasiewicz.gov.pl