Widerstandsreduzierung an einem transsonischen Profil durch die kombinierte Anwendung von variabler Wölbung und Konturbeule

Abstract

Im Rahmen des Leitprojektes ADIF wird durch zahlreiche Maßnahmen versucht, die Leistung neuartiger, transsonischer Profile zu verbessern. Dabei werden unter anderem teiladaptive Profilkonturen betrachtet, die eine Anpassung der Profilgeometrie an unterschiedliche Flugzustände ermöglichen und damit den Einsatzbereich des Profils deutlich vergrößern. Der kombinierte Einsatz von Konturbeule und flexibler Hinterkante soll hierzu am Profil VC-Opt durch die Optimierung der Konturmodifikationen hinsichtlich minimalen Widerstands mittels 2D-Euler-Grenzschicht-Rechenverfahren MSES und Optimierungsverfahren LINDOP numerisch untersucht werden. Die kombinierte Anwendung beider Konturmodifikationen am VC-Opt-Profil erweist sich bei nahezu allen betrachteten, transsonischen Anströmgeschwindigkeiten als effektives Mittel zur Widerstandsreduzierung. Bei kleinen, transsonischen Geschwindigkeiten liefert vorrangig die variable Wölbung die entscheidenden Widerstandsgewinne. Die Konturbeule ist hier nur bei sehr hohen Auftriebsbeiwerten wirksam. Mit zunehmender Anströmmachzahl steigen die Widerstandsgewinne durch die Konturbeule auch bei kleineren CA-Werten. Bei hohen, transsonischen Anströmgeschwindigkeiten zeigt sie sich als effektivere der beiden Konturmodifikationen. Die variable Wölbung erreicht hier cw-Reduktionen vorrangig im unteren ca-Bereich, die Beule vermehrt bei hohen ca-Werten. Das Einsetzen des Widerstandsanstieges wird bei allen Geschwindigkeiten deutlich zu höheren CA-Werten verschoben und die beste Gleitzahl damit entsprechend verbessert. Eine Steuerung der Konturmodifikationen kann in Abhängigkeit von Ma und CA erfolgen. Für die variable Wölbung in Form der flexiblen Hinterkante ergeben sich bei konstanter Anströmgeschwindigkeit lineare Zusammenhänge zwischen dem optimalen Klappenwinkel und ca. Die Steuerung der Konturbeule erfolgt durch die Festlegung von Lage und Höhe des Beulenmaximums in Form Funktionen höherer Ordnung ebenfalls in Abhängigkeit von CA.