Vliegtuigen en helikopters moeten onder alle omstandigheden veilig kunnen opereren. Zo kunnen helikopters opereren in situaties waarin tijdens de vlucht ijsvorming kan optreden. In dat geval moet worden voorkomen worden dat o.a. motor en rotorbladen daardoor beschadigd raken of aan prestaties verliezen. Onlangs behaalde de KUH-1 Surion transporthelikopter van KAI in Korea zijn ‘icing certificatie’, waardoor materiaal en manschappen van deze Koreaanse militaire helikopter ook in ‘icing’ condities veilig getransporteerd kunnen worden. NLR begeleidde de testcampagne die onlangs op Sawyer International Airport in Michigan-VS werd afgesloten.

NLR-onderzoeker Stefan van ‘t Hoff legt uit: “Een Ice Protection Systeem (IPS) is onontbeerlijk voor helikopters die vaak te maken krijgen met condities waarbij ijsvorming kan ontstaan en waarbij de operationele inzetbaarheid van groot belang is. Denk daarbij aan Search and Rescue (SAR) operaties boven zee. Boven grote wateroppervlakten en aan de kust is vaak sprake van een vochtige atmosfeer en daarmee van wolkenvorming. Zodra de temperatuur in de wolken onder nul valt kunnen de waterdruppels in de wolk supergekoeld raken en na contact een ijslaag vormen op vitale onderdelen van de helikopter, zoals de rotorbladen en motorinlaat. Vooral de motorinlaat vormt een potentieel risico, want als er grote brokken ijs naar binnengezogen worden kunnen de motoren beschadigd raken en in het ergste geval uitvallen”.

Bij de Surion helikopter krijgt de piloot via de Ice Detector een signaal als er ijsvorming wordt gedetecteerd. De piloot activeert daarop handmatig het IPS. Het de-icing systeem van de hoofdrotor laat periodiek een laag ijs aangroeien en verwarmt vervolgens de bladen, waardoor het ijs onder de invloed van centrifugaalkrachten loslaat. Dit gaat gepaard met periodieke variaties in benodigd vermogen en trillingsniveau. De motorinlaat wordt in dergelijke condities permanent verwarmd, waardoor de piloot voorkomt dat daar überhaupt ijsvorming optreedt. Dit principe van ‘anti-icing’ wordt ook toegepast bij de ramen van de helikopter en, in het geval van de Surion, ook bij de ‘wire-cutter’, welke zich op het dak van de helikopter in de buurt van de motorinlaat bevindt.

Tijdens de testcampagne werden icing-condities in eerste instantie kunstmatig opgewekt.

Tijdens de testcampagne werden icing-condities in eerste instantie kunstmatig opgewekt. Van ’t Hoff vervolgt: “Dat gebeurde door een CH-47 Chinook helikopter van de US-Army die vlak voor de testhelikopter uitvloog en bij een gegeven temperatuur onder het vriespunt water vernevelde tot een supergekoelde wolk, waar de testhelikopter doorheen vloog. Later herhaalden we de test onder natuurlijke omstandigheden boven het relatief dunbevolkte Grote Merengebied van de VS. Bij iedere test vloog ik mee met een ‘chase’-vliegtuig dat in de buurt van de testhelikopter vloog. Zo kon ik in de gaten houden of  de testcondities acceptabel waren, of de testprocedures correct gevolgd werden en of de ijsafzettingen geen gevaar voor de vliegveiligheid vormden”.

NLR heeft de eerste vliegcampagne in 2015/2016 begeleid en KAI en de militaire luchtvaartautoriteit ondersteund in de interpretatie van de testresultaten en de certificatie-eisen. Op basis van het resultaat van de vliegproeven heeft NLR ontwerpwijzigingen voorgesteld en die in opdracht van KAI deels zelf uitgewerkt. Na een reeks van door NLR begeleide icing windtunnel testcampagnes leidde de laatste vliegcampagne met een aangepast systeem in het winterseizoen van 2017/2018 uiteindelijk tot de begeerde icing certificatie.

Teamfoto - KAI NLR US-Army

Deze opdracht draagt bij aan de jarenlange relatie die KAI en NLR onderhouden. Deze relatie heeft ook geleid tot andersoortige opdrachten voor KAI, zoals het bepalen van operationele limieten voor schip-helikopterlandingen. De capability op het gebied van icing die NLR in de loop der jaren heeft opgebouwd wil het ook inzetten voor andere helikopterfabrikanten.