Experimentelle Untersuchung der Deformation des Hochauftriebssystems an der Flügelhinterkante eines subsonischen Transportflugzeugs im Flugversuch

Kurzfassung

Während des Fluges wird die Leistungsfähigkeit einer Flugzeugtragfläche in Hochauftriebkonfiguration von ihrer aeroelastischen Deformation beeinflusst. Eine genaue Kenntnis der tatsächlichen Flügelform ist von großer Bedeutung, um die ökologische und ökonomische Effizienz im Langsamflug, wie zum Beispiel im Landeendanflug, zu steigern. Der herzustellende Zusammenhang umfasst deshalb den Maximalauftrieb mit zugehörigem Anstellwinkel und die sich einstellende Flügeldeformation. Mit der optischen Deformationsmesstechnik Image Pattern Correlation Technique (IPCT) lassen sich im Flugversuch dreidimensionale Oberflächeninformationen aufzeichnen, um zum Beispiel das Deformationsverhalten einzelner Segmente oder mehrerer Bereiche zueinander zu analysieren. Dazu werden bei dieser berührungslosen Methode aus Stereobildpaaren des aufgezeichneten Objektes mit Hilfe von Kreuzkorrelation und Triangulierung flächige Informationen gewonnen. Der hier vorgestellte Beitrag behandelt das Vermessen einer Flugzeugtragfläche in Hochauftriebkonfiguration, welche im Rahmen des LuFo-IV/3-Projektes „High lift INflight Validation“ (HINVA) mit dem DLR Forschungsflugzeug Airbus A320 „ATRA“ durchgeführt wurde. Vier Stereo-Kamerasysteme bestehend aus insgesamt acht monochromen Digitalkameras waren dazu in der Kabine des Versuchsträgers installiert, welche jeweils verschiedene Bereiche einer Tragfläche durch die Kabinenfenster stereoskopisch aufzeichneten. Der innere Vorflügel und der Bereich der Landeklappen wurden mit IPCT vermessen. Ein markerbasiertes Verfahren erfasste die globale Flügelverformung. Neben stabilisierten Flugzuständen mit Variation unter anderem von Anstellwinkel, Gewicht und Höhe umfasste die IPCT-Versuchsreihe ebenfalls dynamische Flugmanöver mit Anstellwinkelerhöhung bis zum Strömungsabriss. Nach einleitenden Erläuterungen zu Messprinzip und Versuchsaufbau, beinhaltet dieser Beitrag die Diskussion ausgewählter Messpunkte mit Fehlerbetrachtung. Außerdem erfolgt eine vergleichende Gegenüberstellung mit Ergebnissen aus numerischen Simulationen. Der Beitrag schließt mit einer kurzen Zusammenfassung und einem Ausblick auf zukünftige Arbeiten und Anwendungsgebiete.