"Grüne" Flügel schwingen anders - DLR testet Laminarflügel
23. Juli 2010
Laminarflügel im Windkanal Um Flugzeuge künftig wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu machen, sind neuartige Triebwerke oder Flügel nötig. Neue Bauteile aber können unvorhergesehene Wechselwirkungen bis hin zum gefährlichen Flattern mit der umströmenden Luft eingehen. Solche Effekte zu erforschen ist Ziel eines Projekts des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Dazu haben die Forscher jetzt einen neuartigen Flügel in einem Göttinger Windkanal untersucht.
Transsonischer Windkanal Göttingen
Es handelt sich um einen sogenannten Laminarflügel. Hierbei strömt die Luft gleichmäßig und enganliegend über fast den gesamten Flügel. Bei normalen Flügeln kommt es bereits an der Vorderkante zu turbulenten Verwirbelungen, die die Wirksamkeit eines Flügels beeinträchtigen. Ein Laminarflügel verspricht geringeren Luftwiderstand und spart Treibstoff. Aber die Vorteile in der Aerodynamik können unbekannte Auswirkungen mit sich bringen: "Das Schwingungsverhalten eines solchen Flügels in der Luft ist bislang noch nicht erforscht worden", sagt Dr. Ralph Voß vom Göttinger DLR-Institut für Aeroelastik. Darum untersucht das Institut im Rahmen des Projekts iGREEN ein einfaches Flügelmodell mit Laminarprofilgeometrie im Transsonischen Windkanal Göttingen.
Flugbedingungen in Nähe der Schallgeschwindigkeit simuliert
Das Flügelmodell wird in dem 50 Meter langen Windkanal von Luft umströmt. Dabei werden Flugbedingungen in der Nähe der Schallgeschwindigkeit simuliert. Sensoren messen dabei die Druckverteilung und auftretende Schwingungen. Wie eine Fahne im Wind können auch Flügel in der Luft zu schwingen anfangen. Die dabei auftretenden Phänomene untersucht die Wissenschaft der Aeroelastik. Würden solche Phänomene nicht beachtet, kann es zum sogenannten Flattern kommen: das Flugzeug wird unkontrollierbar und droht abzustürzen.
Strukturmodell eines "grünen" Flugzeugs
Im DLR-Projekt iGREEN (integrated green aircraft: integriertes grünes Flugzeug) werden die aeroelastischen Auswirkungen verschiedener Bauteile für zukünftige treibstoffsparende ("grüne") Flugzeuge untersucht. Dazu zählen große Triebwerke, schlankere Flügel mit Laminarprofilen sowie neue Steuerflächen. Mit Computer-Simulationen und mit Windkanalexperimenten versuchen die Forscher, bestimmten aeroelastischen Phänomenen auf die Spur zu kommen. Diese können dann bereits beim Entwurf künftiger Flugzeuge berücksichtigt werden.