Att öka framhastigheten för helikoptrar har potential att rädda liv genom att påskynda tillgången till sjukvård. Center for Flow Physics and Control (CeFPaC) och Center for Mobility with Vertical Lift (MOVE) vid Rensselaer Polytechnic Institute samarbetar för att möta denna utmaning, med stöd av anslag från Army Research Office och det israeliska försvarsministeriet.

Forskare från de två Rensselaer-centren ska utveckla och testa metoder för att få helikoptrar att flyga snabbare och mer effektivt genom att kontrollera flödet och separeringen av luft över deras blad.

"Frågan är:Hur flyger du i mycket höga hastigheter samtidigt som du försöker mildra effekterna av omvänt flöde?" sa Farhan Gandhi, direktören för MOVE.

När en helikopter går i framåtflygning, den framryckande sidan av bladet – som rör sig mot vinden – ser mycket högre hastigheter än den retirerande sidan. När detta fenomen ökar, områden med omvänt flöde börjar utvecklas, genererar negativt lyft och motstånd.

Det krävs mycket kraft och energi för att övervinna dessa tillstånd, minska avståndet en helikopter kan resa innan den får slut på bränsle, eller minska nyttolasten för att göra plats för extra bränsle.

Genom detta partnerskap, Gandhi och hans team kommer att bygga vidare på sin forskning och designa ett blad som är format på ett sådant sätt att det kan dämpa omvänt flöde. Michael "Miki" Amitay, direktören för CeFPaC, och hans team kommer sedan att testa dessa konstruktioner med modellblad inuti en toppmodern vindtunnel.

"Vi måste förstå hur - under dessa förhållanden - hissen genereras, hur du kan minska motståndet, och hur du kan kvantifiera det, sade Amitay. Allt detta kan vi studera, och testa, här."

"USA:s armé och industripartner arbetar för närvarande hårt med att utveckla nästa generations rotorfarkoster. Denna grundläggande undersökning kommer att avslöja nya metoder för att manipulera flödesfysiken för att möjliggöra ett effektivt skapande av lyftkraft och dragkraft, sade Matthew Munson, programansvarig, vätskedynamikprogram, vid arméns forskningskontor, en del av U.S. Army Combat Capabilities Development Commands Army Research Laboratory. "Denna forskning har stor potential att möjliggöra fordonen "efter nästa" genom att smart hantera aerodynamiska krafter."

Amitay och hans team har redan börjat testa, och han sa att de har funnit att genom att ändra formen på bladet, de kan minska luftmotståndet med 50 procent.

Men teamens forskning kan inte stanna där. Flödesförhållandena under svävning och framåtrörelse är olika, så att ändra bladform för att förbättra ett läge kommer att ha en negativ effekt på det andra.

Det är därför Gandhis team också kommer att utveckla ett manöversystem som gör det möjligt att ändra konfigurationen av bladen under drift.

"Du måste klara dig bra i båda staterna, och det är här formförändring eller geometrianpassning börjar komma in, " sa Gandhi.

Denna typ av tvärvetenskaplig forskning är en fysisk förkroppsligande av The New Polytechnic, den innovativa modellen som informerar forskningen vid Rensselaer, som strävar efter att lösa globala utmaningar genom att sammanföra de bästa idéerna och experterna inom varje område.

Amitay hoppas att denna forskning förändrar hur framtida höghastighetshelikopterblad är designade. Förutom att skydda militär personal från fiendens eld och förbättra deras räddningsinsatser, han sa att det finns tydliga civila ansökningar också.

"I situationer där tiden spelar roll, som när medicinsk personal hjälper brännskadade eller människor i bilolyckor, Amitay sa, "om du kan flyga snabbare utan att kompromissa med prestanda, det är vad vi tror är lösningen."