Aerodynamische Analyse verteilter Antriebe an einem Flügelsegment eines hochgestreckten Flügels

Citation
68. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress, DLRK (2019)
Contribution to Conference
68. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress, (DLRK 2019)  
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https://www.dglr.de/publikationen/2020/490115.pdf
Publisher
DLRK
In dieser Veröffentlichung wird der Einfluss von verteilten Antrieben an einem Flügelsegment auf die Tragflächenaerodynamik experimentell und numerisch untersucht. Für die numerische Modellierung werden die Bereiche Propellerebene, Propellernachlauf und Tragfläche betrachtet. Dabei wird für die Modellierung der Strömung innerhalb der Propellerebene eine Blattelement-Impuls-Theorie (BEMT), für den Propellernachlauf ein auf der Rankine?schen Strahltheorie basierendes Propellerstrahl- Kontraktionsmodell und zur Modellierung der Tragflächenaerodynamik ein Mehrfachtraglinienverfahren verwendet. Zusätzlich werden Experimente durchgeführt, um Versuchsdaten zu gewinnen und die theoretischen Modelle für eine spätere Verwendung in der Flugzeugvorentwurfsumgebung MICADO validieren zu können. Die implementierten Modelle werden mit Ergebnissen aus Windkanalversuchen für ein rechteckiges Flügelsegment mit drei verteilten Antrieben verglichen. Dazu wird ein modulares Flügelkonzept (TETRIS) zur Messung von dynamischen Drücken und aerodynamischen Lasten entwickelt. Die modulare Bauweise erlaubt für die betrachtete Reynoldszahl von ungefähr 5 105 eine flexible Anordnung der Komponenten und damit die Untersuchung unterschiedlicher Propeller-Flügel- Konfigurationen mit nur einem Windkanalmodell. Im Vergleich mit den Messdaten konnte gezeigt werden, dass die numerischen Ergebnisse mit dem entwickelten Propellermodell insbesondere im linearen Auftriebspolarenbereich eine geringe Abweichung zu den experimentellen Ergebnissen aufweisen. Die lokalen Auftriebsverläufe können zudem mit einem hohen Detailgrad abgebildet werden, wenngleich signifikante Abweichungen zu den experimentellen Daten auftreten. Diese können primär auf eine Unterschätzung der tangentialen Komponente der durch den Propeller induzierten Geschwindigkeit zurückgeführt werden.
Subjects
Aerodynamik
Aviation
DDC Class
620: Engineering
600: Technology