Passive Beeinflussung von Dynamic Stall durch Störgeneratoren

Abstract

Der Vorwärtsfluggeschwindigkeit und Wendigkeit moderner Hubschrauber sowie dem Betriebsbereich von Windkraftanlagen sind durch instationäre Strömungseffekte klare Grenzen gesetzt. Die bei der dynamischen Variation des relativen Anstellwinkels auftretenden Strömungsablösungen verursachen am Rotorblatt eine Reihe komplexer aerodynamischer Phänomene, die als Dynamic Stall bezeichnet werden. Um die zulässigen Betriebsbereiche erweitern zu können, wurde in der vorliegenden Arbeit eine passive Methode zur Beeinflussung von Dynamic Stall untersucht und bewertet. Dazu wurden an der Profilvorderkante kleine Erhebungen, sogenannte Störgeneratoren, angebracht. Um die Funktionsweise und die Wirkung dieser Störgeneratoren bei verschiedenen Flugzuständen sowie auf verschiedenen Profilgeometrien nachzuweisen, wurden fünf Windkanalexperimente durchgeführt. Dabei legten zwei Grundlagenexperimente mit Störgeneratoren auf einer ebenen Platte und auf einem Kreiszylinder den Grundstein für die spätere Untersuchung des Einflusses auf drei grundsätzlich verschiedenen Hubschrauberrotorprofilen. Bei diesen Messungen wurden zahlreiche Anström­- und Bewegungsparameter variiert, und mit dem Profil ohne Strömungsbeeinflussung verglichen.