L'aumento della velocità di avanzamento degli elicotteri ha il potenziale per salvare vite umane accelerando l'accesso alle cure mediche. Il Centro per la fisica e il controllo del flusso (CeFPaC) e il Centro per la mobilità con sollevamento verticale (MOVE) del Rensselaer Polytechnic Institute stanno collaborando per affrontare questa sfida, con il sostegno di sovvenzioni dell'Ufficio di ricerca dell'esercito e del Ministero della difesa israeliano.

I ricercatori dei due centri Rensselaer svilupperanno e testeranno metodi per far volare gli elicotteri in modo più veloce ed efficiente controllando il flusso e la separazione dell'aria sulle loro pale.

"La domanda è:come si vola a velocità molto elevate mentre si cerca di mitigare gli effetti del flusso inverso?" disse Farhan Gandhi, il direttore di MOVE.

Quando un elicottero va in volo in avanti, il lato in avanzamento della pala, che si muove nel vento, vede velocità molto più elevate rispetto al lato in ritirata. All'aumentare di tale fenomeno, iniziano a svilupparsi regioni di flusso inverso, generando portanza e resistenza negative.

Ci vuole molta potenza ed energia per superare queste condizioni, ridurre la distanza che un elicottero può percorrere prima che finisca il carburante, o ridurre il carico utile per fare spazio a carburante extra.

Attraverso questa collaborazione, Gandhi e il suo team si baseranno sulla loro ricerca e progetteranno una lama sagomata in modo tale da poter mitigare il flusso inverso. Michael "Miki" Amitay, il direttore del CeFPaC, e il suo team testerà quindi quei progetti con pale modello all'interno di una galleria del vento all'avanguardia.

"Bisogna capire come, in queste condizioni, si genera la portanza, come puoi ridurre la resistenza, e come puoi quantificarlo, " disse Amitay. "Tutto questo possiamo studiare, e prova, qui."

"L'esercito degli Stati Uniti e i partner industriali sono attualmente al lavoro per sviluppare la prossima generazione di velivoli ad ala rotante. Questa indagine fondamentale scoprirà nuovi metodi di manipolazione della fisica dei flussi per consentire la creazione efficiente di portanza e spinta, " ha detto Matthew Munson, responsabile del programma, programma di fluidodinamica, presso l'Ufficio Studi dell'Esercito, un elemento del laboratorio di ricerca dell'esercito del comando di sviluppo delle capacità di combattimento dell'esercito degli Stati Uniti. "Questa ricerca ha un grande potenziale per abilitare i veicoli 'dopo il prossimo' gestendo in modo intelligente le forze aerodinamiche".

Amitay e il suo team hanno già iniziato i test, e ha detto che hanno scoperto che cambiando la forma della lama, possono ridurre la resistenza del 50 percento.

Ma la ricerca dei team non può fermarsi qui. Le condizioni di flusso durante l'hover e il movimento in avanti sono diverse, quindi cambiare la forma della lama per migliorare una modalità avrà un effetto negativo sull'altra.

Ecco perché il team di Gandhi svilupperà anche un sistema di attuazione che consentirà di modificare la configurazione delle lame durante il funzionamento.

"Devi riuscire a fare bene in entrambi gli stati, ed è qui che inizia il cambiamento di forma o l'adattamento della geometria, " disse Gandhi.

Questo tipo di ricerca interdisciplinare è un'incarnazione fisica del Nuovo Politecnico, il modello innovativo che informa la ricerca di Rensselaer, che cerca di risolvere le sfide globali riunendo le migliori idee ed esperti in ogni campo.

Amitay spera che questa ricerca cambi il modo in cui sono progettate le future pale degli elicotteri ad alta velocità. Oltre a proteggere il personale militare dal fuoco nemico e migliorare i loro sforzi di soccorso, ha detto che ci sono anche chiare applicazioni civili.

"Nelle situazioni in cui il tempo conta, come quando le squadre mediche aiutano le vittime di ustioni o le persone in incidenti stradali, "Amitay ha detto, "se puoi volare più veloce senza compromettere le prestazioni, questa è quella che pensiamo sia la soluzione."