New Aerodynamic Aspects of Aircraft De/Anti-icing fluids

Julkaisun otsikon käännös: Uusia näkökulmia lentokoneen jäänpoisto- ja estonesteiden aerodynamiikkaan

Pekka Koivisto

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tämä väitöskirja lukeutuu aerodynamiikan ja nestemekaniikan tutkimusalaan. Työssä on tutkittu liikennelentokoneen maassa käytettyjen jäänpoisto- ja estonesteiden jäämistä sekä kylmän polttoaineen aiheuttamasta huurteesta (CSFF) syntyvien epäpuhtauksien aerodynaamisia vaikutuksia. Tutkimus koostuu pääasiassa tuulitunnelikokeista. Työhön sisältyy myös joitakin laskennallisia virtaussimulointeja (CFD), jotka auttavat hahmottamaan jäänpoisto- ja estonesteiden poistumiseen liittyviä virtausmekaanisia ilmiöitä. Väitöskirja koostuu neljästä kansainvälisestä lehtijulkaisusta. Kaksi ensimmäistä julkaisua käsittelee jäänestonestettä sekä kylmän polttoaineen aiheuttamaa huurretta (CSFF) aerodynaamisina epäpuhtauksina, jotka heikentävät siiven saavutusarvoja ja kaksi jälkimmäistä julkaisua käsittelee jäänpoisto- ja estonesteiden poistumisen virtausmekaniikkaa. Ensimmäisissä julkaisuissa tutkitaan kahta erilaista siipiprofiilimallia ja jälkimmäisissä julkaisuissa nesteiden poistumismekaniikkaa tarkastellaan tasolevymalleilla. Kaikki tuulitunnelikokeet on suunniteltu simuloimaan liikennelentokoneen lentoonlähtötilannetta kiihdyttämällä tuulitunneli tyhjäkäyntinopeudelta ilmanopeuteen 60 m/s, joka vastaa liikennekoneen irtoamisnopeutta. Ensimmäisessä julkaisussa tarkastellaan jäänestonesteen niin kutsutun sekundääriaallon osuutta nesteen aikaansaamaan nostovoimavähenemään liikennelentokoneen irtoamisvaiheessa ja alkunousussa. Myös siipiprofiilin etureunasolakon geometrian vaikutusta sekundääriaaltoon tutkitaan. Toinen julkaisu on toistaiseksi ainoa julkinen tarkastelu, jossa aitoa huurretta (CSFF) on tutkittu siiven pinnan epäpuhtautena kiinteän santapaperityyppisen karheuden sijasta, joka on ollut aiemmin omaksuttu tapa käsitellä huurteen vaikutusta. Kahdessa viimeisessä julkaisussa tutkitaan jäänpoisto- ja estonesteiden poistumisilmiötä aerodynaamisilta pinnoilta. Kinemaattisen aallon käsitteen osoitetaan selittävän nesteen poistumisliikkeen tasolevyllä, kun kiihtyvä ilmavirta kohdistuu jäänpoisto- tai estonesteen pinnalle. Nesteiden viskositeetin vaikutusta on myös käsitelty. Lisäksi on kehitetty uusi skaalausmenetelmä nesteen poistumiselle. Väitöskirjan tieteelliset saavutukset voidaan tiivistää seuraavasti: (1) sekundääriaallon osuus nostovoimavähenemään lentoonlähdössä ja siipiprofiilin sekä sen etureunasolakon geometrian vaikutus sekundääriaaltoon on arvioitu, (2) kylmän polttoaineen aiheuttaman huurteen (CSFF) aikaansaama aerodynaaminen epäpuhtaus on osoitettu olevan tilapäinen ilmiö, (3) jäänpoisto- ja estonesteiden pinnalle kiihtyvän ilmavirran aiheuttamien aaltojen osuutta nesteen poistumiseen on selkiinnytetty ja yksinkertaistettuja malleja on muodostettu nesteen poistumiselle tasolevyltä kinemaattisten aaltojen käsitettä hyödyntäen (4) on muotoiltu skaalausmenetelmä nesteen poistumisen redusoimiseksi samalle käyrälle eri kokoisille kappaleille ja eri tavoin muuttuville tuulitunnelinopeuksille.
Julkaisun otsikon käännösUusia näkökulmia lentokoneen jäänpoisto- ja estonesteiden aerodynamiikkaan
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Vuorinen, Ville, Vastuuprofessori
  • Hellsten, Antti, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0425-7
Sähköinen ISBN978-952-64-0426-4
TilaJulkaistu - 2021
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • jäänpoisto- ja estonesteet
  • aerodynaamiset epäpuhtaudet
  • huurre

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Uusia näkökulmia lentokoneen jäänpoisto- ja estonesteiden aerodynamiikkaan'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä