InICE - Integrace vlivu námrazy na letové vlastnosti a výkony do všech fází vývoje malého dopravního letounu vč.certifikace dle CS-23 a FAR 23


Číslo projektuFT-TA/044 - MPO ČR
ŘešitelIng. Jiří Konfršt, Ph.D.
Období2007 - 2010

Popis

Cílem projektu je vytvořit a ověřit analytické a experimentální prostředí pro integraci vlivu námrazových podmínek na aerodynamické charakteristiky do všech fázi vývoje malého dopravního letounu včetně certifikace.


Vznik námrazy na křídle a ocasních plochách letounu může velmi významně ovlivnit letové vlastnosti a výkony letounu tak, že se bezpečnostní standardy sníží pod přijatelnou hranici. Podcenění námrazových podmínek je častou příčinou leteckých katastrof. Stavební předpisy CS-23 a FAR 23 vyžadují finální ověření vlivu námrazy na aerodynamické charakteristiky přímo letovým měřením v přirozených námrazových podmínkách. Tyto zkoušky se provádí v závěrečných fázích vývoje letounu, kdy v případě nevyhovujících výsledků jsou jakékoliv rozsáhlejší změny konstrukce letounu velmi těžce realizovatelné, poněvadž by znamenaly vynaložení nemalých finančních prostředků a značné časové zdržení. Z těchto důvodů se v takovém případě spíše hledá možnost zavedení provozních omezení, která zajistí potřebnou úroveň bezpečnosti, ale obvykle současně negativně ovlivní užitnou hodnotu výrobku. 


Daleko efektivnější je, analyzovat a zahrnout vliv námrazy na aerodynamické charakteristiky již v raných fázích vývoje letounu, aby bylo možno včas provést takové změny, které zajistí patřičnou úroveň bezpečnosti a nesníží užitné vlastnosti výrobku. Tento přístup vyžaduje v první řadě stanovit kritéria pro výběr kritických podmínek, jak z hlediska režimů letu, tak z hlediska atmosférických podmínek a pomocí analytických metod provést výpočet kritických tvarů námrazy, především na náběžných hranách nosných a stabilizačních ploch. Následně je třeba určit základní aerodynamické charakteristiky s takto stanovenými typy námrazy. Dalším krokem je analýza letových vlastností a výkonů, jejíž výsledky mohou vést k modifikaci geometrického tvaru letounu. Tímto postupem je možné zajistit, že rozsáhlejší zásahy do konstrukce vyvolané požadavky bezpečného provozu v námrazových podmínkách se odehrají v počátečních fázích vývoje, ideálně na virtuálním prototypu, tedy s minimálními náklady. 


Následující letové zkoušky na skutečném letounu v měřených přirozených námrazových podmínkách a v suchém vzduchu, které jsou nezbytné pro povolení provozu v očekávaných námrazových podmínkách, by pak měly mít pouze charakter ověření předchozích analýz a neměly by vyvolat rozsáhlejší konstrukční změny letounu nebo zavedení významnějších provozních omezení.