Investigación experimental de la interferencia aerodinámica fragata-helicóptero y mitigación de sus efectos adversos mediante control de flujo

Resumen

La geometría poco aerodinámica de las fragatas militares supone un problema para las operaciones de aeronaves en su cubierta. Es por ello que a su alrededor se genera un entorno aerodinámico con flujos no estacionarios y de altos valores de turbulencia, que aumenta la carga de trabajo al piloto del helicóptero durante las operaciones de despegue y aterrizaje en la cubierta del buque. El objetivo de la tesis es presentar los resultados experimentales obtenidos en túnel de viento para caracterizar la aerodinámica sobre la cubierta de vuelo de una fragata simplificada, evaluar su posible interacción con el helicóptero y analizar propuestas para mitigar los efectos adversos encontrados mediante técnicas de control de flujo pasivo y activo. Para ello, se ha llevado a cabo una extensa campaña de ensayos aerodinámicos en el túnel de viento T1 del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en los que se han registrado medidas de velocidad e intensidad de turbulencia con PIV y anemómetros ultrasónicos, y fuerzas aerodinámicas con una balanza expresamente diseñada para el modelo de helicóptero utilizado.

ABSTRACT

The non-aerodynamic geometry of military frigates is a problem for aircraft operations on their deck. Then, the aerodynamic environment of a frigate is characterized by non-stationary flows and high turbulence intensities which increases the helicopter pilot’s workload during recovery operations on the frigate. The goal of this document is to analyze the experimental results obtained in a wind tunnel to characterize the aerodynamics above the flight deck of a simplified frigate, evaluate its aerodynamic interaction with the helicopter and analyze proposals for the improvement of the flow using passive and active flow control techniques. To do this, an extensive campaign of aerodynamic tests has been carried out in the T1 wind tunnel of the National Institute for Aerospace Technology (INTA), for registering velocity and turbulence intensities with PIV and ultrasonic anemometers, and aerodynamic forces using an internal balance specifically designed for the helicopter model used.