Sulla pista di velivoli più efficienti dal punto di vista dei consumi, uno schema di propulsione alternativo allo studio è una serie di ventilatori intubati alimentati elettricamente. I ventilatori sono distribuiti su tutta l'apertura alare o integrati nell'ala. I ricercatori dell'Università dell'Illinois hanno acquisito nuove conoscenze su come le ventole e soprattutto il loro posizionamento preciso sull'aereo possono influenzare la conversazione incrociata tra la propulsione e il flusso d'aria intorno all'ala.

Nella maggior parte degli aerei commerciali, i motori sono isolati dal resto del sistema alare. Invece di essere incastonato nell'ala o montato più vicino a quella superficie, pendono da sotto le ali. Questo è fatto, in parte, per cercare di ridurre l'influenza nell'accoppiamento incrociato, la comunicazione incrociata tra il regime del motore e le caratteristiche del flusso d'aria intorno all'ala dell'aereo.

"Se permettiamo a questi due sistemi di dialogare tra loro, c'è molta maggiore complessità nel campo di flusso sopra l'ala e nel propulsore, che altera anche sostanzialmente le prestazioni, " ha detto Phillip Ansell, assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale presso il College of Engineering dell'Università dell'Illinois. "Abbiamo preso due sottosistemi:propulsione e aerodinamica, e abbiamo detto che questi non sono sottosistemi isolati. Ora sono una cosa".

Ansell, insieme al suo studente laureato Aaron Perry alla U of I e Michael Kerho della Rolling Hills Research Corporation hanno condotto lo studio per capire a un livello base quali sono queste interazioni e come l'accoppiamento tra i sistemi di ventole canalizzati e le sezioni alari modificherà il comportamento aerodinamico e il sollevamento complessivo, lagna, e le caratteristiche del momento di beccheggio.

"Se integriamo i propulsori, che in questo caso sono fan, nell'ala, possiamo migliorare l'efficienza propulsiva del velivolo ingerendo l'aria a bassa velocità attraverso la superficie dell'ala nel propulsore. Ma è difficile capire come farlo in modo intelligente".

Questo progetto di ricerca è stato condotto sperimentalmente utilizzando un modello stampato in 3D di un profilo alare, che è una sezione trasversale di un'ala, montato all'interno di una galleria del vento subsonica. "Avevamo un modello con ventole intubate montate sul bordo d'uscita del profilo aerodinamico. Il flusso attraversa la superficie superiore e poi nella ventola, " ha detto Ansel.

Ha detto che la manipolazione dell'acceleratore della ventola intubata montata sulla parte superiore dell'ala ha fornito grandi cambiamenti nel comportamento aerodinamico del profilo aerodinamico.

"Possiamo regolare l'acceleratore per far girare la ventola più velocemente o più lentamente, così che ora ho un jet ad alta velocità che esce dal retro e agisce per sollevare sostanzialmente l'aereo attraverso un fenomeno noto come supercircolazione. Cambia anche il flusso attraverso la superficie, " ha detto. "Ho piccole regioni del flusso sulla superficie chiamate strati limite. Ogni volta che alzo l'acceleratore e inizio a tirare aria nel propulsore, assottiglia lo strato limite. Modifica la distribuzione della pressione attraverso il profilo aerodinamico stesso. Stanno accadendo cose complesse. Quel numero di giri della ventola che parla dell'aerodinamica del profilo alare più grande è sostanziale."

Ansell ha affermato che lo studio fornisce un nuovo modo di comprendere il dialogo tra un sistema aereo completo e un sistema di propulsione. Non si tratta solo di aumentare l'acceleratore per creare una spinta maggiore e produrre una forza che attraversi l'asse di orientamento della ventola.

"Non è così semplice perché cambia anche il flusso d'aria sopra l'ala, "Ansell ha detto. "Il diverso orientamento dell'estremità del ventilatore cambia le prestazioni della sezione alare così come la distribuzione della pressione perché cambia le caratteristiche di qualità del flusso locale. Ora lo abbiamo quantificato e possiamo capire alcuni aspetti di come appare.

"Siamo stati in grado di effettuare misurazioni per capire meglio quali sono queste variazioni nelle caratteristiche di accoppiamento. In precedenza sapevamo che se aumentavamo l'acceleratore su questa ventola, il risultato è un vettore di spinta puntato in una certa direzione. Ora sappiamo che modificherà anche l'aerodinamica della mia ala locale".

La carta, "Effetti di accoppiamento incrociato aeropropulsivo e propulsore su un sistema di propulsione distribuita, " è stato scritto da Aaron Perry e Phillip Ansell. Appare nel Giornale degli aerei .