Untersuchung von aerodynamischen Nichtlinearitäten an einem 2D-Windkanal-Profilmodell mit bewegtem Ruder in transonischer Strömung

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in ihrem Kern mit der Messdatenauswertung einer umfangreichen Ver-suchsreihe aus dem Gebiet der experimentellen instationären Aerodynamik im Hinblick auf eine spezifische Fragestellung, die sich aus einer ersten groben Auswertung der aufgezeichneten Daten ergab. Das unter dem Projektnamen COSDYNA III geführte Experiment wurde im Jahre 2011 innerhalb eines zeitlichen Rahmens von zwei Wochen im Transsonischen Windkanal (TWG) des DLR in Göttingen in Zusammenarbeit mit der Japanischen Luft- und Raumfahrtagentur JAXA durchgeführt. Gegenstand der Experimente war ein mit einer beweglichen Hinterkantenklappe ausgestattetes, superkritisches 2D-Profilmodell, welches unter transsonischen Strömungs-bedingungen in Form von verschiedenartigen harmonischen Strukturbewegungen extern angeregt wurde, um die entsprechenden instationären aerodynamischen Reaktionen zu vermessen. Im Rahmen der Anregungen konnten sowohl Nickschwingungen des Gesamtmodells, als auch Klappenschwingungen, jeweils einzeln, sowie in Kombination bei veränderlichen Phasenlagen realisiert werden. Erste Auswertungen der entsprechenden Druckfeldreaktionen ergaben dabei einen bis dato nicht erklärbaren, unverhältnismäßigen (nichtlinearen) Zusammenhang zwischen der Klappenschwingung und dem darauf reagierenden instationären Auftriebsbeiwert im Bereich kleiner Amplituden. Ziel der Arbeit ist es diesen Zusammenhang zu erklären.