L'imaging termico di Teledyne FLIR a Mach 1.4 aiuta a migliorare le prestazioni e l'efficienza dei velivoli

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 sua teoria utilizzando le telecamere per imaging termico Teledyne FLIR. La ricerca avrà un impatto diretto sulla crescente efficienza dei voli nella progettazione dei futuri aerei.

Uso dell'imaging termico per la visualizzazione del flusso d'aria

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 (1700 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, quindi sono state necessarie misurazioni termiche eccezionalmente precise.

In precedenza l'istituto utilizzava dei misuratori a film caldo, tuttavia, 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 telecamera Teledyne FLIR T1K ha permesso all'ARA di visualizzare che cosa stava succedendo con il flusso d'aria senza influire sull'aerodinamica. Ha assicurato una maggiore precisione durante i test e nell'identificare il punto di transizione.

Lavorare in partnership per raggiungere i risultati

Per implementare la tecnologia e predisporre il test, l'ARA aveva bisogno di un partner per l'integrazione. L'istituto ha scelto Thermal Vision Research, un integrator partner del Regno Unito per Teledyne FLIR, che ha prestato la telecamera Teledyne FLIR T1K all'ARA per le sue ricerche. 

L'ARA possedeva già due telecamere 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 telecamera più avanzata per vedere come si sarebbero differenziati i risultati, è sembrata la soluzione perfetta.

Neil Stokes, sistemi di misurazione ottica presso l'ARA, ha detto: "Il nostro rapporto con Matthew Clavey di Thermal Vision Research risale a molto tempo fa. Eravamo alla ricerca di soluzioni per l'imaging termico nel sito per varie cose. Avevo ricevuto delle dimostrazioni da un paio di aziende, ma molto si basa sull'esperienza e sulla fiducia con un particolare distributore o fornitore. Matthew è stato veramente di aiuto, quindi ci ha prestato la telecamera per provarla per una settimana. Ci dà sempre le risposte tecniche giuste ogni volta che abbiamo una domanda". 

"Se devo essere sincero, penso che siano stati il servizio e l'assistenza di Matthew a spingerci verso Teledyne FLIR. Il supporto del nostro distributore locale è stato decisamente fondamentale: avere qualcuno all'altro capo del telefono o disposto a venire da noi per spiegarci un po' di cose è stato veramente d'aiuto".

Migliorare il design delle ali per prestazioni aerodinamiche migliori

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 telecamera da circa 30 metri 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 telecamere, quindi poter vedere le immagini in diretta significa avere la possibilità di correggere problemi come questo.

L'uso della telecamera Teledyne FLIR T1K ha permesso una maggiore precisione durante i test e nell'identificazione del punto di transizione. La Teledyne FLIR 655 è leggermente più sensibile della T1K, ma l'istituto non a perso nulla con la riduzione di sensibilità, ha solo ottenuto una migliore risoluzione. Ha fornito una precisione migliore per dimostrare la correttezza della teoria. 

La telecamera 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 vera, in un ambiente sicuro e controllato. Ora l'istituto può offrire ai clienti la predisposizione con la T1K nella galleria del vento come concezione per migliorare il design delle ali e ottenere prestazioni aerodinamiche migliori.