Untersuchung der Robustheit einer laminar erhaltenden Trennstelle zwischen HLFC-Vorderkante und Flügelbox

Abstract

Bei der Integration von Technologien zur Widerstandreduzierung sind Oberflächenstörungen meist die Ursache für ein frühzeitiges Umschlagen der laminaren Strömung. Mittels Hybrid Laminar Flow Control (HLFC) wird die Vorderkante eines Flügels mit porösen Oberflächen versehen, die zur Stabilisierung der Instabilitäten in der Wand nahen Strömung verwendet werden. Durch einen eingestellten Differenzdruck zwischen der Umgebung und den Absaugsystemen der HLFC Vorderkante soll die laminare Strömung über weite Bereiche des Flügels erhalten bleiben. Daher sollen Störungen, wie durch Spalten oder Verschraubungen, auf der Oberfläche so gestaltet werden, dass für eine laminare Strömung gesorgt wird. In dieser Arbeit wird daher das Konzept des Projekts HLFC-Win einer laminar erhaltenden Trennstelle zwischen einer HLFC Vorderkante und Flügelbox untersucht. Ausgehend von mechanischen Belastungen, die während eines Fluges oder durch Umwelteinflüsse wie Wasser und Vereisung bei niedrigen Temperaturen auftreten könnten, soll anhand von zwei Demonstratoren die Robustheit der laminaren Trennstelle untersucht werden. Die Besonderheit liegt darin, dass durch den bereits vorhandenen Unterdruck der Absaugung auf die Verschraubung der Vorderkante an der Trennstelle verzichtet werden kann. Somit wird eine störungsfreie Oberfläche geschaffen. Nachdem die Anforderungen festgelegt wurden, werden unterschiedliche Versuche angeführt, mit welchen diese neuartige laminare Trennstelle überprüft wird. Durch den Verzicht der Verschraubung folgt die Abdichtung des HLFC Systems über die Trennstelle. Die Anbringung eines dünnen Abdeckblechs, das zugleich den Spalt zwischen Vorderkante und Flügelbox überdeckt, kann eine Verbesserung der Abdichtung erreichen. Bei mechanischer Belastung in Form von Druckspannungen zeigt sich jedoch, dass die Gestaltung der HLFC Vorderkante in Hinsicht auf Verformungen nachgebessert werden sollte.