Experimentelle Untersuchung des DISKON-Flügelkonzeptes zur Beeinflussung der Wirbelschleppe

Abstract

Das am DLR Göttingen (AS-EV) entwickelte DISKON-Flügelkonzept zur Beeinflussung der Wirbelschleppe im Nachlauf eines Flügels wird erstmalig experimentell auf seine Wirksamkeit und Effektivität hin untersucht. Die Messungen wurden am Wasserschleppkanal des DLR Göttingen (WSG) durchgeführt. Durch Zacken an der Hinterkante werden Wirbel in der Scherschicht (DISKONtinuitätsfläche) induziert, die gegenläufig zum Randwirbel an der Flügelspitze sind. Veränderungen in der Wirbelstruktur werden über den relativen Vergleich der Ergebnisse von DISKON-Modell und einem Referenzmodell bestimmt. Die beiden Flügelmodelle haben das gleiche Profil und eine Halbspannweite von s = 0,5 Meter. Die Wirbelschleppe wird über einen Bereich von bis zu 30 Spannweiten hinter dem Flügel mit der Stereo Particle Image Velocimetry (Stereo-PIV) untersucht. Parallel dazu werden die aerodynamischen Kräfte mit einem 3-Komponenten Dynamometer (Piezo-Waage) erfasst, über welche die aerodynamische Ähnlichkeit der beiden Flügelmodelle nachgewiesen wird. Aus den Strömungsfeldmessungen werden unter anderem die Wirbelposition, die tangentiale Geschwindigkeit und die Zirkulationsverteilung über dem Wirbelradius bestimmt. Der relative Vergleich dieser Parameter ergibt eine Beeinflussung der Wirbelschleppe durch das DISKON-Flügelkonzept, die sich in einer Positionsveränderung, einer Umverteilung der Wirbelstärke in den äußeren Bereich und in einer Abschwächung der Drehgeschwindigkeit innerhalb des Wirbelzentrums verdeutlicht.