Freiflug-Experimente zum Übergang laminar-turbulent in einer Tragflügelgrenzschicht

Abstract

Zur detaillierten Beschreibung des Überganges laminar-turbulent bei natürlicher Störungsanre-gung in der Grenzschicht an einem Tragflügel wurden Freiflug-Versuche mit dem Flugversuchs-träger LFU-205 des DLR durchgeführt. Der Übergang in die Turbulenz wird hier durch das Auftreten von Tollmien-Schlichting Wellen als primärer Instabilität eingeleitet. Es konnte festgestellt werden, dass sich diese zu zeitlich und räumlich eng begrenzten Wellenpaketen formieren, die sich aus dem gesamten gemäß der line-aren Stabilitätstheorie möglichen Spektrum von Instabilitäten zusammensetzen: Ihr Erscheinen ist zufälliger Natur und sie können sich sowohl hinsichtlich ihrer Intensität als auch ihrer spann-weitigen Erstreckung erheblich voneinander unterscheiden. Die Entwicklung in Richtung strom-ab erfolgt dabei im Einklang mit der linearen Stabilitätstheorie. Damit war es möglich, durch eine Rückrechnung auf die Anfangsamplituden der beteiligten Tollmien-Schlichting Wellen zu schließen. Jenseits der linearen Entwicklung ergab sich, dass der Zusammenbruch in die Turbulenz zu-nächst aus den Wellenpaketen mit den ursprünglich höchsten Störamplituden heraus erfolgt. Damit konnte ein direkter Zusammenhang zwischen den im Laminaren gefundenen Wellenpake-ten und dem Auftreten von Turbulenzflecken nachgewiesen werden.