Control de capa límite sobre alas a bajo número de Reynolds mediante bombas eyectoras

Abstract

[ES] Las aeronaves tripuladas de forma remota (RPAS) tienen la particularidad de volar en condiciones de bajo número de Reynolds y, por tanto, capa límite laminar. Debido a esta naturaleza laminar, en muchas ocasiones, se forman burbujas de separación con posterior readherencia del flujo. Cuando esto sucede, se genera un cambio sustancial en la distribución de presiones, fuerzas y momentos que actúan sobre la sección alar. Con objeto de controlar la formación de estas burbujas, en el presente proyecto se analiza la viabilidad de implementar un novedoso eyector activo-pasivo, encastrado en el interior de un ala de un perfil alar, destinado a succionar flujo del extradós eyectándolo en el borde de fuga. Se cuantifica, tanto numéricamente como experimentalmente, el efecto positivo del dispositivo de succión de capa límite sobre la eficiencia aerodinámica del perfil. Partiendo de un caso base del eyector en 3D sin espesores, se modifica la geometría de manera que se pueda fabricar mediante impresión 3D; y posteriormente ser ensayada experimentalmente con el fin de validar los resultados numéricos obtenidos mediante software de mecánica de fluidos computacional

[EN] Remotely piloted aircraft (RPAS) have the particularity of flying in low Reynolds number conditions and, therefore, laminar boundary layer. Due to this laminar nature, in many occasions, separation bubbles are formed with subsequent readherence of the flow. When this happens, it generates a substantial change in the distribution of pressures, forces and moments acting on the wing section. In order to control the formation of these bubbles, this project analyzes the feasibility of implementing a novel active-passive ejector, embedded inside a wing of an airfoil, aimed at sucking flow from the top surface and ejecting it at the trailing edge. It is intended to quantify, both numerically and experimentally, the positive effect of the boundary layer suction device on the airfoil aerodynamic efficiency. Starting from a base case of the 3D ejector without thicknesses, the geometry is modified so that it can be fabricated by 3D printing; and subsequently be experimentally tested in order to validate the numerical results obtained using computational fluid mechanics software

[CA] Les aeronaus tripulades de manera remota (RPAS) tenen la particularitat de volar en condicions de baix número de Reynolds i, per tant, capa límit laminar. A causa dáquesta naturalesa lamina, en moltes ocasions, es formen bambolles de separació amb posterior readherència del flux. Quan això succeeix, es genera un canvi substancial en la distribució de pressions, forces i moments que actuen sobre la secció alar. A fi de controlar la formació dáquestes bambolles, en el present projecte sánalitza la viabilitat dímplementar un nou ejector actiu-passiu, encastat a línterior dúna ala dún perfil alar, destinat a succionar flux del extradós ejectant-ho en la vora de fugida. Es pretén quantificar, tant numèricament com experimentalment, léfecte positiu del dispositiu de succió de capa límit sobre léficiència aerodinàmica del perfil. Partint dún cas base de léjector en 3D sense grossàries, es modifica la geometria de manera que es puga fabricar mitjançant impressió 3D; i posteriorment ser assajada experimentalment amb la finalitat de validar els resultats numèrics obtinguts mitjançant programari de mecànica de fluids computacional