A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos (NASA) e seus parceiros internacionais estão utilizando um mesmo design de asa de formato genérico para criar modelos de pesquisa físicos e digitais, a fim de entender melhor como o ar se move ao redor de uma aeronave durante a decolagem e o pouso.
A NASA explica que diversas organizações estão realizando modelagem computacional com ferramentas computacionais e conduzindo testes em túnel de vento usando o mesmo Modelo Comum de Pesquisa de Alta Sustentação (CRM-HL – Common Research Model – High Lift), um esforço liderado pela NASA.
Isso garante que a comunidade aeroespacial obtenha respostas precisas, apesar de quaisquer diferenças nas condições ou instalações de teste, afirma a agência norte-americana.
O que começou como uma parceria voluntária em 2019 cresceu para o ecossistema CRM-HL com 10 parceiros em cinco países. A equipe está construindo oito modelos para túnel de vento, que serão testados em oito túneis de vento nos próximos três anos.
“O que estamos aprendendo hoje levaria 10 anos para fazermos sozinhos”, disse Melissa Rivers, gerente de subprojeto no projeto Ferramentas e Tecnologias Transformacionais da NASA, que lidera a pesquisa CRM-HL. “Os parceiros estão usando a pesquisa uns dos outros para o benefício mútuo de todos.”
A equipe definirá e avaliará condições comuns de túnel de vento em mais de 14 testes ao redor do mundo. “Por meio desta pesquisa, estamos aprendendo sobre as diferenças que ocorrem quando construímos e testamos vários modelos idênticos de aviões em múltiplos túneis de vento”, disse Rivers.
Os pesquisadores podem usar os dados desses testes em túnel de vento para verificar se as ferramentas de pesquisa usando dinâmica de fluidos computacional estão prevendo com precisão a física de uma aeronave.
“As simulações de computador e as ferramentas de dinâmica de fluidos computacional são contribuições chave desta parceria internacional”, disse Mujeeb Malik, pesquisador líder do projeto da NASA. “Os testes são críticos para descobrir o que não sabemos e determinar o que queremos testar.”
Os parceiros estão desenvolvendo uma maneira padrão de comunicar seus dados para que todos possam comparar melhor os resultados de seus modelos e testes em túnel de vento.
A NASA também está desenvolvendo uma solução baseada em nuvem para dar a cada parceiro acesso aos dados e fomentar a colaboração.
Expandindo Colaborações com Modelos Comuns de Pesquisa
Este esforço de pesquisa de alta sustentação baseia-se no sucesso de um esforço anterior de Modelo Comum de Pesquisa focado em velocidades transônicas.
Entre 2008 e 2014, muitas organizações construíram suas próprias versões do modelo da NASA. Elas então testaram os modelos em túneis ao redor do mundo.
O modelo transônico ajudou a comunidade a entender melhor a física das aeronaves em cruzeiro. O modelo atual de alta sustentação foca nas partes de decolagem e pouso do voo, quando a aeronave está voando mais devagar do que em cruzeiro.
Como há mais túneis de vento que podem realizar testes em baixa velocidade, mais parceiros podem participar da colaboração atual.
Os parceiros que trabalham no CRM-HL abrangem cinco países – Estados Unidos, Reino Unido, França, Alemanha e Japão – e incluem:
– NASA
– Centro Aeroespacial Alemão (German Aerospace Center)
– Escritório Nacional de Estudos e Pesquisas Aeroespaciais, o Laboratório Aeroespacial Francês (National Office for Aerospace Studies and Research, the French Aerospace Lab)
– Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA – Japan Aerospace Exploration Agency)
– Túnel de Vento Transônico Europeu (European Transonic Wind Tunnel)
– Instituto de Tecnologia Aeroespacial (Aerospace Technology Institute)
– Boeing
– Kawasaki Heavy Industries
– QinetiQ
– Airbus
Informando Iniciativas Comunitárias
Os dados do esforço de pesquisa CRM-HL também estão impulsionando a série de Workshops de Previsão de Alta Sustentação da NASA. A série é patrocinada pelo Comitê Técnico de Aerodinâmica Aplicada do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica (Applied Aerodynamics Technical Committee of the American Institute of Aeronautics and Astronautics).
Os workshops têm como objetivo envolver a comunidade de aviação mais ampla nesses esforços e inspirar pesquisadores ao redor do mundo.
Outro objetivo desta pesquisa é ajudar a realizar a Certificação por Análise, que apoia os objetivos chave do Estudo de Visão 2030 da NASA sobre Dinâmica de Fluidos Computacional.
A NASA, a indústria e a academia desenvolveram o estudo para traçar um plano de longo prazo para desenvolver capacidades computacionais futuras e atender às necessidades de software e hardware para dinâmica de fluidos computacional.
A comunidade aeroespacial precisará desses recursos para fazer previsões precisas de como o ar se move ao redor de uma aeronave. Este trabalho também apoia a análise e o design de aeronaves.
A Certificação por Análise reduziria significativamente a quantidade de testes de voo necessários para que uma aeronave ou motor atendam aos requisitos de aeronavegabilidade.
Isso poderia economizar tempo e milhões de dólares nos programas de desenvolvimento de aeronaves. Também poderia melhorar a segurança e o desempenho dos produtos.
A Administração Federal de Aviação dos Estados Unidos (FAA – Federal Aviation Administration) define os requisitos para a aeronavegabilidade. As empresas devem fornecer resultados de testes para mostrar que novas aeronaves e motores atendem às regulamentações.
“Antes que a FAA permita esse tipo de certificação, a análise deve ser tão precisa quanto os testes de voo”, finalizou Rivers.
Informações da NASA
