Experimentelle und numerische Untersuchungen zur lateralen Stabilität eines Drehflüglers im Bodeneffekt

• Antragsteller: Dr. Manuel Keßler; Professor Dr.-Ing. Markus Raffel
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531573671

Die Ziele des Forschungsvorhabens sind die Identifikation und Charakterisierung verschiedener Einflussgrößen auf die Flugstabilität von Rotorsystemen sowie die aerodynamische Analyse grund-legender Rückwirkungsmechanismen des Bodenwirbelsystems. Es soll die fundamentale Frage geklärt werden, in welchem Zusammenhang die Rezirkulations- beziehungsweise Bodenwirbeltopologie mit den Lasten auf das Fluggerät steht und ob Windeinflüsse beim getrimmten Rotor zu einer nichtlinearen Seitenkraft führen. Durch Variationen der Betriebsparameter (Root-Cutout, Schub, Bodenabstand, Rotorneigung) sollen gezielt unterschiedliche Betriebsbedingungen eingestellt wer-den. Durch die Anregung von verschiedenen Bodenwirbeltopologien wird auch deren Zusammenhang mit dem Auftreten von Positionsverlust untersucht. Der Vergleich der Simulationen mit dem Experiment ermöglicht eine Aussage über die notwendigen Einstellungen, um eine exakte Wiedergabe des Rotornachlaufs im Schwebeflug erreichen zu können. Des Weiteren ermöglichen die numerischen Simulationen, Details zum Bodenwirbel zu untersuchen, die über die Limitierung der experimentell eingesetzten Messtechniken hinausgehen. Insbesondere wird eine zeitliche Rückverfolgung von instationären Kräften möglich, die helfen soll, die fundamentalen Ursachen zu klären. Zudem wird ein Einblick in experimentell schwer zugängliche Bereiche ermöglicht, so dass sich Experiment und Simulation hier ideal ergänzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen