Aerodynamische Eigenschaften adaptiver Tragflügel kleiner Streckung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die durchgeführten Arbeiten bilden eine wichtige Grundlage, um das aerodynamische Potenzial formvariabler Hinter- und Vorderkantenklappen bei Konfigurationen mit Flügeln mäßiger bis hoher Pfeilung quantifizieren und bewerten zu können. Eine entsprechende Datenbasis steht zur Verfügung. Besonders hervorzuheben sind folgende Aktivitäten und übergreifenden Resultate: Windkanalmodell. Für die Windkanalmessungen wurde aus Institutsmitteln ein eigenes Modell konstruiert, gefertigt und instrumentiert. Dieses Modell eignet sich aufgrund seines modularen Aufbaus auch für weitere geplante Untersuchungen im Bereich aktiver und adaptiver Tragflügelelemente. Strömungstopologie. Die Strömungstopologie wurde in Abhängigkeit von Anstellwinkel und Klappenausschlag anhand der Visualisierung der wandnahen Strömung sowie der mittels PIV und Hitzdraht aufgenommenen Geschwindigkeitsfelder ermittelt. Damit kann das Anlege- bzw. Ablöseverhalten und die Umströmung im Klappenbereich beurteilt werden. Diese Analysen finden ebenfalls Eingang in die topologische Interpretation von Konfigurationen mit der Bildung von schwachen und starken Vorderkantenwirbeln. Aerodynamischer Datensatz und Synthese. Für einen weiten Bereich von Klappenausschlägen an Hinter- und Vorderkante bzw. äquivalenten Auslenkungen der formvariablen Elemente wurde der Datensatz der Längsbewegung analysiert. In der Gesamtschau ergeben sich vor allem bedingt durch die hohe Wirksamkeit der Hinterkantenelemente folgende Vorteile der formvariablen relativ zur konventionellen Lösung: • Erhöhung des Auftriebsbeiwerts CA im gesamten Anstellwinkelbereich • Maximale Erhöhung des Null- und Maximalauftriebsbeiwerts; max(dCA0), max(dCAmax) • Verringerung des Widerstandsbeiwerts CW im höheren CA-Bereich; Gleitzahlanpassung (CA/CW)opt • Erhöhung der Klappenwirksamkeit (CAnFS bzw. CMnFS ); Reduktion des Klappenausschlags bzw. geringerer Widerstand bei gleicher Wirksamkeit Durch eine parametrisierte Darstellung stehen entsprechende Auslegungsparameter zur Verfügung. Datenbasis. Die Ergebnisse dieser Untersuchung schaffen eine hochwertige Datenbasis zur Bewertung des aerodynamischen Potenzials formvariabler Hinter- und Vorderkantenklappen bei Konfigurationen mit Flügeln mäßiger bis hoher Pfeilung. Weiterhin werden die Daten infolge der generischen Geometrie zur Validierung moderner CFD-Verfahren genutzt werden. Messdaten des Antragstellers für wirbeldominierte Konfigurationen wurden bereits im Rahmen der Europäischen Verbundforschungsvorhaben FLOMANIA und DESIDER zur Bewertung von CFD-Verfahren herangezogen. Der Abschluss des DFG-Vorhabens beendet nicht die Untersuchungen an der hier behandelten generischen Konfiguration eines hochagilen Fluggeräts. Zunächst werden die eigenen numerischen Arbeiten an dieser Geometrie weitergeführt, um die Leistungsfähigkeit der selbst entwickelten Berechnungsverfahren zu verbessern. Weitere mit dem Windkanalmodell geplante Untersuchungen betreffen die Strömungsbeeinflussung bzw. -kontrolle mittels adaptiver Vorder- und Hinterkantenelemente.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Stereo-PIV and Hot-Wire Investigations on Delta Wing with Sharp and Rounded Leading-Edge. In: Proc. of 1st CEAS European Air and Space Conference, CEAS–2007–430, Berlin, 10.-13. Sept. 2007
Furman, A., and Breitsamter, C.
- Aerodynamische Analysen einer Konfiguration mit formvariablem Tragflügel kleiner Streckung. DGLRK-2008-081346, DGLR-Jahrestagung, Darmstadt, 23.-25. Sept. 2008
Fleischer, D.
- Unsteady flow phenomena associated with leading-edge vortices. Progress in Aerospace Sciences, Vol. 44, No. 1, Jan. 2008, pp. 48 - 65
Breitsamter, C.
