Brno: Nový aerodynamický tunel slouží i ekologii

Zařízení zaujímá půdorysnou plochu více než 320 m² s výškou více než 6 m nad základnou laboratoře. Srdcem celého zařízení je jednostupňový axiální ventilátor s průměrem oběžného kola 2,8 m a výkonem 261 kW. 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 150 km/h. Zajímavé jsou i rozměry měřicí sekce, která má variabilní výstupní dýzu s průtočnou plochou větší než 4 m².

AERODYNAMICKÝ TUNEL NABÍZÍ NESMÍRNĚ RŮZNORODÉ MOŽNOSTI VYUŽITÍ

• Letectví: V aerodynamickém tunelu se provádí zejména testování modelů letadel a také jejich částí, a 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, při zvyšování efektivnosti chlazení agregátů, simulaci proudění v motorovém prostoru, analýzu proudění v prostoru cestujících, snižování špinění vozu, ale také při snižování aerodynamického hluku vozidel. Velmi podstatný je také přínos tunelu v oblasti snižování emisí a spotřeby.
• Zbrojní výroba: Nejvýznamnějšími oblastí aplikace aerodynamického tunelu je vývoj vojenských typů letadel a jejich částí, ale i slibně se rozvíjející oblasti bezpilotních prostředků. Při experimentální modelování atmosférického proudění lze např. simulovat transport zdraví ohrožujících látek ovzduším v případě teroristických útoků nebo v případě ekologických havárií.
• Strojírenství: Testování v aerodynamickém tunelu představuje jednu z důležitých analýz při vývoji ventilátorů, vrtulí ale i např. chladící techniky. Velice zajímavá je i oblast kolejových vozidel, kde lze zkoumat nejenom 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 návrhy větrných elektráren přímo souvisí s aerodynamikou a efektivnost návrhu. Avšak předmětem výzkumu v aerodynamických tunelech je i efektivnost předpokládané instalace větrných polí pro danou geografickou oblast. Také v případě návrhu slunečních elektráren může aerodynamický tunel dovolit zohlednit účinky 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, analýzy 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 při hodnocení dopadu ekologických havárií na jejich 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 umožňovat, na základě realizovaných skutečných měření, ověřovat parametry stávajících i nově vyvíjených zařízení spadajících do nejrůznějších průmyslových oblastí. Pro úspěšnou realizaci hlavních požadavků se předpokládá velmi úzká spolupráce nejen s Univerzitou obrany, 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 jsou např. vzniku vztlaku, odporu těles, řiditelnost. Výsledky bylo možno poté prakticky aplikovat na skutečné dílo a vyústily v realizaci prvního úspěšného řiditelného letu bratří Wrightů v roce 1903. Od té doby vznikla celá řada specifických typů aerodynamických tunelů navrhovaných a budovaných s ohledem na požadované parametry, aplikace a velikosti zkoumaných těles jako např. nízkorychlostní, vysokorychlostní, klimatické atp. Jejich základní principy však zůstávají stále totožné.

V České republice, v Praze Letňanech byl v roce 1922 založen Vzduchoplavecký studijní ústav ministerstva obrany. Tento ústav, dnes nazván 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 0,6, 1,8 a 3,0 m a třemi tunely s přerušovaným chodem pro vysokorychlostní aerodynamiku s rozměry měřících prostorů od 0,12 × 0,12 m do 0,9 × 0,6 m. Realizace výstavby aerodynamických tunelů byla, je a vždy bude časově a finančně velmi nákladná záležitost. 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 ČR uskutečněn.