T. Grund, M. Bauer, W. Nitsche

In der vorliegenden Arbeit wurden an einer komplexen Außenflügel-Konfiguration Untersuchungen zur aktiven Ablösekontrolle mittels gepulster Druckluftaktuatoren durchgeführt. Hierbei kamen die Aktuatoren in einen Bereich zum Einsatz, wo aufgrund der Flügelgeometrie keine Hochauftriebshilfen im Nasenbereich implementierbar sind. Dort kommt es bei Start- und Landephasen bedingt durch die erforderlichen hohen Anstellwinkel zu Strömungsablösungen, welche den Gesamtwiderstand stark erhöhen. Durch eine Variation der Anregeparameter wie Impulsbeiwert, Anregefrequenz und einer Variation der Anzahl der Aktuatorsegmente konnten Widerstandsreduktion von bis zu 38% sowie Auftriebserhöhungen von bis zu 10% erzielt werden. Neben der Verbesserung der aerodynamischen Kennwerte wurde der maximale Anstellwinkel [alpha]max um 4° vergrößert. Des Weiteren zeigte sich, dass ab einem Impulsbeiwert von ca. 0,8% eine weitere Steigerung der Anregeintensität nur zu einem geringen Gewinn fuhrt, im Verhältnis zum Aufwand. Zur Verifizierung des Einflusses der aktiven Ablösekontrolle wurden Strömungsvisualisierungen mittels Ölanstrich und Wollfaden sowie Messungen mit einer Sechskomponentenwaage durchgeführt. Des Weiterem kam im Bereich der Aktuatorik ein Stereo PIV-System zum Einsatz, um einen detaillierten Einblick in die Strömungstopologie zu erhalten.

In this study, investigations into active flow separation control using pulsed pneumatic actuators were conducted on a complex outer wing configuration. The actuators were deployed in an area where, due to the wing geometry, high-lift devices could not be implemented in the leading edge. In this area, flow separation occurs during takeoff and landing due to the required high angles of attack, significantly increasing overall drag. By varying the excitation parameters, such as momentum coefficient, excitation frequency, and the number of actuator segments, drag reductions of up to 38% and lift increases of up to 10% were achieved. In addition to improving the aerodynamic characteristics, the maximum angle of attack [alpha]max was increased by 4°. Furthermore, it was found that above a momentum coefficient of approximately 0.8%, further increases in excitation intensity yielded only a small benefit relative to the effort required. To verify the influence of active flow separation control, flow visualizations were performed using oil paint and wool thread, along with measurements using a six-component balance. Furthermore, a stereo PIV system was used in the actuator area to obtain a detailed insight into the flow topology.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2015, Rostock

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2015

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201511275067

Ablösekontrolle, PIV

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27.11.2015