La Aircraft Research Association (ARA) è un istituto di ricerca sull’aerodinamica del Regno Unito, che lavora su progetti innovativi per i maggiori produttori del mondo nel settore della difesa e degli aeromobili. Di recente l’istituto si è prefisso di testare una teoria a lungo termine che potrebbe rendere i voli a lungo raggio più efficienti, con il progredire dei paesi verso l’azzeramento delle emissioni.
L’ARA ha dimostrato la correttezza della propria teoria utilizzando le telecamere per imaging termico Teledyne FLIR. La ricerca avrà un impatto diretto sulla crescente efficienza dei voli nella progettazione degli aerei in futuro.
L’ARA desiderava testare la propria teoria sul controllo del flusso laminare ibrido, secondo cui la creazione di una sezione porosa sulla parte anteriore dell’ala dell’aereo controllerà il punto di transizione del flusso d’aria, al fine di ridurre l’effetto della turbolenza e migliorare il consumo di carburante.
L’ARA gestisce una galleria del vento transonica su larga scala, essenzialmente una galleria del vento ad alta velocità, a velocità superiori a Mach 1.4 (1.700 km/h) per testare i modelli di aerei. A causa della turbolenza creata dall’aria a tali velocità, il punto di transizione del flusso d’aria cambia di meno di un grado centigrado: sono state quindi necessarie misurazioni termiche eccezionalmente precise.
In precedenza, l’istituto utilizzava misuratori a film caldo. Tali dispositivi misuravano solo il calo di temperatura, che non era visibile, e interferivano con la superficie dell’ala, essendo incollati su di essa. La termocamera Teledyne FLIR T1K ha permesso all’ARA di visualizzare cosa stava succedendo con il flusso d’aria, senza influire sull’aerodinamica: ciò ha assicurato una maggiore precisione durante i test e nell’identificazione del punto di transizione.
Lavorare in partnership
Per implementare la tecnologia e predisporre il test, l’ARA aveva bisogno di un partner per effettuare l’integrazione. L’istituto ha scelto Thermal Vision Research, un integrator partner del Regno Unito per Teledyne FLIR, che ha fornito all’ARA la termocamera Teledyne FLIR T1K per le sue ricerche.
L’ARA disponeva già di due termocamere Teledyne FLIR A655C, in uso nella propria galleria del vento per testare i cambiamenti di temperatura, ma quando si è presentata l’opportunità di sviluppare i propri test utilizzando una termocamera più avanzata per verificare come si sarebbero differenziati i risultati, questa è sembrata la soluzione perfetta.
“Il nostro rapporto con Matthew Clavey di Thermal Vision Research risale a molti anni fa. Eravamo alla ricerca di soluzioni per l’imaging termico per varie attività. Avevo ricevuto delle dimostrazioni da un paio di aziende, ma molto dipende dall’esperienza e dalla fiducia che si instaurano con un determinato distributore o fornitore”, racconta Neil Stokes, responsabile sistemi di misurazione ottica all’ARA.
“Matthew Clavey è stato davvero d’aiuto, prestandoci la termocamera per una settimana per le prove e fornendo sempre le risposte tecniche giuste ogni volta che avevamo una domanda. A essere sincero, penso siano stati il servizio e l’assistenza di Clavey a spingerci verso Teledyne FLIR. Il supporto del distributore locale è stato fondamentale: avere qualcuno all’altro capo del telefono, o disposto a venire da noi per spiegarci un po’ di cose, è stato determinante”, aggiunge Stokes.
Migliorare il design delle ali
Prima di completare il test, l’ARA ha eseguito delle prove per assicurarsi che la T1K manuale potesse essere controllata da remoto a una certa distanza, installandola nella galleria. Il team dell’ARA aveva bisogno di controllare la termocamera da circa 30 m di distanza, in modo da poter ricevere le immagini in diretta su un computer e vedere il flusso d’aria al momento della generazione.
Quando la galleria è in funzione può provocare delle vibrazioni, che potrebbero far perdere la messa a fuoco alle termocamere: poter vedere le immagini in diretta significa avere la possibilità di correggere problemi come questo.
L’utilizzo della termocamera Teledyne FLIR T1K ha permesso una maggiore precisione durante i test e nell’identificazione del punto di transizione. La Teledyne FLIR A655C è leggermente più sensibile della T1K, ma l’istituto non ha perso nulla con la riduzione di sensibilità, anzi, ha ottenuto una migliore risoluzione e una maggiore precisione, per dimostrare la correttezza della teoria.
La termocamera T1K utilizza FLIR Vision Processing, che combina risoluzione HD, MSX® e ottimizzazione delle immagini UltraMax® per produrre immagini termiche eccezionali fino a 3,1 milioni di pixel.
La Teledyne FLIR T1K ha permesso all’ARA di dimostrare che la teoria sul controllo del flusso laminare ibrido è corretta, in un ambiente sicuro e controllato. Ora l’istituto è in grado di offrire ai clienti la predisposizione con la T1K nella galleria del vento, per migliorare il design delle ali e ottenere prestazioni aerodinamiche superiori.
