Nový aerodynamický tunel v Brně poslouží automobilkám i lyžařům

Na půdě Univerzity obrany v Brně vznikl nízkorychlostní cirkulační aerodynamický tunel. Projekt byl realizován pod záštitou sdružení Energoklastr a bude sloužit jak potřebám vědeckého výzkumu univerzity a členům sdružení, tak i průmyslu nejen jihomoravského regionu. Tunel byl uveden do provozu 5. června 2012.

Pásku slavnostně přestřihli předseda představenstva Energoklastru Dr. Jan Rakušan, rektor University obrany prof. Rudolf Urban a senátor Ing. Adolf Jílek.

Zařízení zaujímá půdorysnou plochu více než 320m2 s výškou více než 6m nad základnou laboratoře. Srdcem celého zařízení je jednostupňový axiální ventilátor s průměrem oběžného kola 2,8m a výkonem 261kW.

Tato pohonná jednotka je dílem významného českého výrobce vzduchotechnických zařízení z Milevska, společnosti ZVVZ Machinery, a.s. Ventilátor umožňuje urychlení proudu vzduchu v měřicí sekci na více než 150km/h. Zajímavé jsou i rozměry měřicí sekce, která má variabilní výstupní dýzu s průtočnou plochou větší než 4m2.

Aerodynamický tunel nabízí nesmírně různorodé možnosti využití

• Letectví: V aerodynamickém tunelu se provádí zejména testování modelů letadel a také jejich částí. Výzkum výrazně pomáhá ve všech fázích návrhu, vývoje, ale i provozu letadel.
• Automobilový průmysl: Analýzy proudění mohou významně pomoci při snižování odporu a vztlaku vozidel, zvyšování účinnosti brzd a efektivnosti chlazení agregátů, simulaci proudění v motorovém prostoru, pro analýzu proudění v prostoru cestujících, snižování špinění vozu, ale také k omezování aerodynamického hluku vozidel. Velmi podstatný je také přínos tunelu v oblasti snižování emisí a spotřeby.
• Zbrojní výroba: Nejvýznamnější oblastí aplikace aerodynamického tunelu je vývoj vojenských typů letadel a jejich částí, ale i slibně se rozvíjející sféra bezpilotních prostředků. Při experimentálním modelování atmosférického proudění lze např. simulovat transport zdraví ohrožujících látek ovzduším v případě teroristických útoků nebo při ekologických haváriích.

• Strojírenství: Testování v aerodynamickém tunelu představuje jednu z důležitých analýz při vývoji ventilátorů, vrtulí nebo chladicí techniky. Velice zajímavá je i oblast kolejových vozidel, kde lze zkoumat nejen vnější aerodynamiku souprav jako celku a její dílčí detaily – chlazení brzd nebo dynamický účinek míjení protijedoucích vlakových souprav. Aerodynamického tunelu lze samozřejmě úspěšně použít také při vývoji lodních dílů pro analýzu proudění kolem plachet a palubních nástaveb.
• Energetika: Je zřejmé, že výkon větrných elektráren přímo souvisí s aerodynamikou a efektivností jejich navržení. Avšak předmětem výzkumu v aerodynamických tunelech je i účinnost předpokládané instalace větrných polí pro danou geografickou oblast. Také v případě návrhu slunečních elektráren může aerodynamický tunel umožnit zohlednění účinku větru na jejich návrh a konstrukci.
• Stavební průmysl: Tunel najde uplatnění při modelování atmosférického proudění v krajině a v městské zástavbě, analýze odolnosti výškových budov a mostů proti účinkům větru, analýze vlivu větru na urbanistické řešení staveb, ale i třeba na určení větrného komfortu obyvatel.
• Ekologie: Analýzy v aerodynamickém tunelu pomáhají při simulaci transportu znečišťujících látek ovzduším či při hodnocení hlukového zatížení okolí větrných elektráren nebo oblastí s vysokou hustotou automobilové dopravy. Poskytují také informace pro hodnocení dopadu ekologických havárií na okolí.
• Sport: Aerodynamický tunel se využívá ke snížení aerodynamického odporu při cyklistice, bruslení, jízdě po ledě či lyžování. Netradiční aplikací může být i testování nových materiálů pro výrobu stanů nebo oblečení.

Jedním z hlavních požadavků, který si realizační tým stanovil, bylo vybudování moderní laboratoře nízkorychlostní experimentální aerodynamiky a výchova mladých vědecko-výzkumných pracovníků z řad studentů i ostatních zájemců o tento obor. Laboratoř bude na základě realizovaných skutečných měření umožňovat ověření parametrů stávajících i nově vyvíjených zařízení spadajících do nejrůznějších průmyslových oblastí. Pro úspěšnou realizaci hlavních požadavků se předpokládá velmi úzká spolupráce nejen s Univerzitou obrany, dalšími brněnskými univerzitami, členy sdružení Energoklastr, ale i se zájemci z ostatních regionů.

Aerodynamické tunely – historie
Vznik aerodynamických tunelů byl od samého počátku úzce spjat s vývojem letadel těžších než vzduch. První experimentální měření v těchto zařízeních výrazně přispěla k pochopení základních zákonitostí aerodynamiky jako vznik vztlaku, odpor těles či řiditelnost. Výsledky bylo posléze možné prakticky aplikovat na skutečné dílo a vyústily v realizaci prvního úspěšného řiditelného letu bratří Wrightů roku 1903. Od té doby vznikla celá řada specifických typů aerodynamických tunelů navrhovaných a budovaných s ohledem na požadované parametry, aplikace a velikosti zkoumaných těles – například nízkorychlostní, vysokorychlostní, klimatické atp. Jejich základní principy však zůstávají totožné.

V České republice, konkrétně v pražských Letňanech, byl roku 1922 založen Vzduchoplavecký studijní ústav ministerstva obrany. Tento ústav, dnes pod názvem Výzkumný a zkušební letecký ústav a.s., se již od počátku zaměřil na aerodynamiku a pevnostní výpočty letadel. Vznik aerodynamických tunelů pro experimentální ověřování poznatků na sebe nedal dlouho čekat. V současnosti ústav disponuje třemi různými aerodynamickými tunely pro nízkorychlostní oblast měření s rozměry měřícího prostoru o průměru 0,6m, 1,8m a 3m a třemi tunely s přerušovaným chodem pro vysokorychlostní aerodynamiku s rozměry měřicích prostorů od 0,12x0,12m do 0,9x0,6m. Realizace výstavby aerodynamických tunelů byla, je a vždy bude časově i finančně velmi nákladnou záležitostí. Vyjma lokálních aktivit jednotlivců z řad pedagogických pracovníků při univerzitách, kteří realizovali stavbu menších školních tunelů, nebyl již vznik výzkumných aerodynamických tunelů větších rozměrů v České republice uskutečněn.

Slavnostní otevření aerodynamického tunelu

Více na www.energoklastr.cz