Numerische Untersuchungen an transsonischen Profilen mit flexibler Hinterkante und Konturbeule

Abstract

Im Rahmen des Leitprojektes "Adaptiver Flügel" (ADIF) wird beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) der Einsatz teiladaptiver Konturen zur aerodynamischen Leistungssteigerung an neuartigen, transsonischen Tragflügeln untersucht. Dazu werden numerische Untersuchungen sowohl an einem zweidimensionalen Tragflügelprofil als auch an einer dreidimensionalen Gesamtkonfiguration durchgeführt. Am Profil VC-Opt wird der Einsatz einer Konturbeule im Stoßbereich auf der Profiloberseite und einer flexiblen Hinterkante in einem weiten Geschwindigkeits- und Auftriebsbereich untersucht und optimiert. Mit der Konturbeule erfolgt eine lokale Stoßbeeinflussung und die flexible Hinterkante realisiert eine variable Wölbung des Profils. In Abhängigkeit der Anströmbedingungen werden die Einstellungen der Konturmodifikationen hinsichtlich einer Minimierung des Profilwiderstandes optimiert. Zu einer gezielten Anwendung von Konturbeule und flexibler Hinterkante werden einfache Steuerungsvorschriften in Abhängigkeit bekannter Strömungsparameter ermittelt. Im Rahmen der Gesamtentwurfsuntersuchungen erfolgt die Ermittlung und Bewertung des Einflusses der realisierbaren aerodynamischen Verbesserungen durch den Einsatz einer Konturbeule auf die Flugleistungen und die Effizienzsteigerung eines Flugzeugs. Hierzu werden typische Einsatzmissionen einer generischen Megaliner-Konfiguration mit adaptiver Konturbeule im Spoilerbereich der Tragflügel simuliert und die Auswirkungen auf Gesamtwiderstand, Gleitzahl und möglicher Treibstoffgewichtsersparnis, sowie auch Direct Operating Costs analysiert.