Aktive Strömungskontrolle - Hochauftrieb

Der an der TU Berlin angesiedelte Sonderforschungsbereich 557 "Beeinflussung komplexer turbulenter Scherströmungen" hat sich zum Ziel gesetzt, in einem ersten Schritt die für eine erfolgreiche Beeinflussung bzw. Kontrolle turbulenter Strömungen erforderlichen Grundlagen an zunächst generischen Konfigurationen zu erforschen und diese Erkenntnisse dann in einem zweiten Schritt auch auf praxisrelevantere Strömungskonfigurationen anzuwenden.

Ein Teil der praktischen Umsetzung erfolgt in dem Airbus-Transferbereich, der die im Rahmen des SFB zum Thema Hochauftriebskontrolle erarbeiteten Konzepte gemeinsam mit dem Industriepartner Airbus Deutschland auf industrielle Modelle aus der Airbusumgebung überträgt und in Industriemesskampagnen praktisch erprobt. Insbesondere sollen hier die im SFB entwickelten Anregemethoden und aktiven Kontrollkonzepte speziell für den Fall der einsetzenden Ablösung an der Tragflügelhinterkantenklappe gepfeilter und zugespitzter Tragflügel unter voller Integration der regelungstechnischen Ansätze technisch umgesetzt werden.

Die im Folgenden dargestellten Ergebnisse wurden in einem von Airbus Deutschland betriebenem Niedergeschwindigkeitswindkanal an einem Airbus-Halbmodell im Maßstab 1:12.7 gemessen.

Dabei wird deutlich, dass sich die Umströmung einer Hochauftriebskonfiguration durch aktive Beeinflussung deutlich verbessern lässt, indem die Strömungsablösung auf der Klappe verhindert und in Folge dessen der Gesamtauftrieb der Konfiguration erhöht wird. Zunehmende Intensität der Anregung (Impulsbeiwert cµ) geht dabei auch mit einem zunehmenden Auftriebsgewinn einher (linke Abbildung). Im gezeigten Beispiel wurde der Auftrieb um ein ΔcA von 0.3 erhöht. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass es möglich ist, den Auftrieb auch im Vergleich zu einer passiv optimierten Konfiguration zu erhöhen (rechte Abbildung). Die Ergebnisse zeigen damit, dass diese Strategie zur Strömungskontrolle auf industrierelevante Konfigurationen, Reynolds- und Machzahlen übertragbar ist.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. W. Nitsche [3]
Dipl.-Ing. Matthias Bauer (TFB-Airbus, Teilprojekt T04)