Wirbelbeeinflussung an Tragflügeln (A09#)

• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5479980

Das Ziel in der hier beantragten Förderung ist es, einen schnellen Wirbelzerfall im Nachlauf einer Tragflügelkonfiguration für Flugzeuge, die mit Winglets versehen sind, zu erreichen. Hierdurch können die Staffelungsabstände landender Flugzeuge möglichst gering gehalten werden.Im Besonderen soll der Einfluss adaptiver Winglets auf den Wirbelnachlauf in dessen Nah- undFernfeld untersucht werden. Da das Potential adaptiver Winglets bei der DeStabilisierung desWirbelnachlaufs heute noch weitgehend unbekannt ist, geht es einerseits um das physikalischeVerständnis und anderseits um die gezielte Erarbeitung in der Praxis umsetzbarer Maßnahmen.Die innerhalb dieses Projekts durchzuführenden Untersuchungen sollen zunächst an einem vorhandenen generischen Rechteckflügel stattfinden. Das Modell ist bereits mit Winglets versehen, dessen Adaptivität über einstellbare integrierte Wingletruder simuliert wird. Voraussetzung für einen schnellen Zerfall des Nachlaufs ist die Erzeugung eines inhärent instabilen Wirbelsystems. Im Rahmen der bisherigen Arbeiten im TP AI wurde gezeigt, dass bei einem solchen Wirbelsystem ein noch schnellerer Zerfall des Wirbelnachlaufs durch oszillierende Ruder erreicht werden kann. Weiterführende Untersuchungen des Lehrstuhls haben jedoch ergeben, dass dieser beschleunigte Zerfall nicht erzielt werden kann, wenn allein die Wingletruder oszillieren. Deshalb soll in Fortführung der Arbeiten von AI nun erstmals eine Kombination oszillierender Winglet- mit oszillierenden Querrudern untersucht werden, wobei die Oszillation in Gegenphase zur Kompensation der Auftriebsschwankungen erfolgt. Das Ziel dabei ist, festzustellen, ob bei Flugzeugen, die mit Winglets ausgerüstet sind, durch die hierbei vorhandenen vielfältigeren Möglichkeiten zur Anregung von Instabilitäten ein besonders schneller Zerfall des Wirbelnachlaufs zu erreichen ist. Dabei werden parallel zu den Messungen im Wasserschleppkanal des Instituts laufend Rechnungen zur Instabilität der Wirbelsysteme durchgeführt. Hinführend zu realitätsnäheren Konfigurationen soll bereits im ersten Jahr der Förderphase ein Modell des SFB-Referenzflügels mit Winglets gefertigt werden. Der Wirbelnachlauf soll mit und ohne oszillierende Ruder im Nahfeld mit 3-Komponenten PIV und im Fernfeld mit 2-Komponenten PIV untersucht werden. Dabei sind zunächst Messungen am Halbmodell imWasserschleppkanal des Instituts und anschließend am Ganzmodell im Tiefwassertank (Länge 73 m) des DST in Duisburg geplant.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 401: Strömungsbeeinflussung und Strömungs-Struktur-Wechselwirkung an Tragflügeln
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Teilprojektleiter: Professor Rolf Henke; Dr.-Ing. Günther Neuwerth