Die Messung von Anströmungsstörungen in hypersonischen Windkanälen mit intrusiven und nicht-intrusiven Messtechniken

Abstract

Der laminar-turbulente Grenzschichtumschlag wird stark von Störungen in der freien Anströmung beeinflusst. Um die Vorhersagen von Windkanalexperimenten zu verbessern sind genaue Kenntnisse dieser Anströmungsstörungen in Versuchsanlagen erforderlich. Hierzu wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) eine schlanke Keilsonde entwickelt, die mit geringem Aufwand in verschiedenen Windkanälen einsetzbar ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit dieser Sonde Messungen am Ludwiegrohr (HLB) der Technischen Universität Braunschweig geplant und durchgeführt. Die Auswertung erfolgte im Vergleich mit vorherigen Messungen am Hochenthalpiekanal (HEG) und Rohrwindkanal (RWG) am DLR-Standort in Göttingen. Aufgrund von fehlenden Messgrößen, ist die Messung auf der Keilsonde allein jedoch nicht ausreichend, um die Anströmungsstörungen vollständig zu beschreiben. Mit dem Ziel die Keilsonde zu ergänzen wurden verschiedener Messtechniken eingehend untersucht. Ein Fokussiertes Laser Differential Interferometer (FLDI) erschien am geeignetsten. Zur Entwicklung eines FLDI für den Einsatz am HEG wurde zusätzlich ein kleinskaliger Laboraufbau dieses Interferometers aufgebaut und erfolgreich getested. Hiervon ausgehend wurde ein weiterer, optimierter FLDI-Test-Aufbau konzipiert und aufgebaut, der anhand des zur Verfügungs stehenden Raumes am HEG dimensioniert wurde. Die vollständige Ausrichtung dieses Aufbaus konnte im Rahmen dieser Arbeit jedoch nicht abgeschlossen werden.