Aerodynamik interferierender Wirbelsysteme am Tragflügel kleiner Steckung mit gestaffelter Vorderkantenpfeilung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Breitsamter
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413734637

Die Verwendung schlanker, stark gepfeilter Flügel zur Erzielung hoher Manövrierfähigkeit im Unter- und Transschall einerseits und geringem Widerstand im Überschall andererseits kann zu Problemen führen, die in der Regel nicht aus der Erfüllung aerodynamischer Leistungs-anforderungen resultieren, sondern mit unerwünschten Stabilitäts- und Steuerbarkeitseigenschaften einhergehen. Typische Probleme bei höheren Anstellwinkeln sind dabei die Aufbäumtendenz sowie die Divergenz im Schieberollmoment. In diesem Zusammenhang können gegebenenfalls Mehrwirbelsysteme, welche bei doppelt oder dreifach gepfeilten Vorderkanten auftreten, vorteilhaft in Bezug auf Längs- und Seitenstabilität im hohen Anstellwinkelbereich genutzt werden. Das Vorhaben zielt daher auf ein verbessertes Verständnis der Strömungsphysik von Mehrwirbelsystemen an Tragflügeln kleiner Streckung mit mehrfach gepfeilter Vorderkante ab. Im Gegensatz zur großen Datenbasis für Vorderkantenwirbel bei einfach gepfeilter Vorderkante besteht eine erhebliche Lücke in Bezug auf die Untersuchung und Analyse interferierender Wirbelsysteme bei gestaffelter Vorderkantenpfeilung und deren Verknüpfung mit den aerodynamischen Eigenschaften und Stabilitätsderivativa. Die mit Mehrwirbelsystemen verbundenen Ablöse- und Wirbeltopologien hinsichtlich interferierender und vereinigter Wirbel sollen im Detail analysiert und die Vereinigung bzw. Verschmelzung in Abhängigkeit von Vorderkantenpfeilung, Lauflänge, Anstell- und Schiebewinkel charakterisiert werden. Ferner soll der Einfluss der interferierenden Wirbelsysteme auf das Wirbelaufplatzen untersucht werden, um zu beurteilen, inwieweit eine Stabilisierung der Wirbelströmungen erreicht werden kann, womit eine verbesserte Flugsteuerung und geringere Schüttelerscheinungen einhergehen. In der zweiten Förderperiode konzentrieren sich die Untersuchungen auf interferierende Wirbelsysteme bei Wirbelablösung an runden Vorderkanten und insbesondere auf interferierende Wirbelsysteme im hohen subsonischen Machzahlbereich, bei dem Stoß-Wirbel-Interaktionen dominieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen