Untersuchung der Beeinflussung der Transitionslage eines Laminarprofils durch Eispartikel in der Anströmung

Abstract

Für moderne Flugzeuge spielt ein geringer Treibstoffverbrauch eine große Rolle. Dieser kann z.B. über eine Widerstandsreduzierung durch ein Laminarprofil erreicht werden. Flugversuche zeigten jedoch eine Verminderung der Laminarität beim Durchflug von Zirruswolken. Aufgrund dessen wurde in dieser Studie die Beeinflussung der Transitionslage durch Eispartikel in der Anströmung, bei realen Mach- und Reynoldszahlen, experimentell und theoretisch untersucht. Mit den, während der Bearbeitungszeit, generierten Ergebnissen aus dem experimentellen Teil konnte keine Aussage über eine durch Eispartikel hervorgerufene Transitionsverschiebung gemacht werden. Die Ursache lag an den generierten Eispartikel, die nicht monodispers und nicht gefroren waren. Allerdings zeigte sich, dass die verwendete Messtechnik, auch unter den schwierigen Bedingungen, funktionierte und die generierten Daten auswertbar waren. Im Theorieteil wurden zunächst die Ansätze des Laminaritätsverlustes betrachtet und die kritischen Parameter Durchmesser und Konzentration der Eispartikel, ab der sich die Transition stromauf verschiebt, bestimmt. Es ergab sich für das Modell bei kugelförmigen Eispartikeln: dM ,krit = 5 μm und CM,krit = 0,3 1/cm3, welche mit dem Hall-Kriterium verglichen wurden. Zudem wurde die Skalierung der Ergebnisse auf einen realen Tragflügel diskutiert, mit dem Schluss, dass weitere grundlegende Studien in Bezug auf nichtsphärische Partikel in Scherströmungen benötigt werden.