Gitterflügel bieten durch ihre hohe und sehr stabile aerodynamische Wirksamkeit im gesamten Machzahlbereich und bis zu sehr großen Anstellwinkeln, sowie durch geringe Scharniermomente und Flügelmasse eine viel versprechende Alternative zu konventionellen Steuerelementen. Während Gitterflügel schon seit mehreren Jahren in einigen russischen Flugkörpern eingesetzt werden, stehen der europäischen Flugkörperindustrie keine erprobten und kostengünstigen Verfahren zur Auslegung und Optimierung von Gitterflügeln zur Verfügung. Im Rahmen des DLR-Projektes „Hochagiler Flugkörper“ wurden systematische Untersuchungen durchgeführt, welche die Berechnung der aerodynamischen Leistung eines isolierten Gitterflügels gemäß der halbempirischen Gitterflügeltheorie [1] erlaubt. Die Untersuchungen konnten ebenfalls herangezogen werden, um diese Theorie für den gesamten Geschwindigkeitsbereich (d.h. Unterschall, Trans- und Überschall) zu vervollständigen und zu modifizieren.
Im neu entwickelten Softwaretool FastGRIDS können nunmehr die aerodynamischen Kräfte, die von einem Gitterflügel induziert werden, bei Angabe der geometrischen Parameter (Höhe, Tiefe, Spannweite, Teilung und Flächendicke) sowie der geforderten Anströmbedingungen berechnet werden. Des Weiteren ermöglicht dieses Tool die Optimierung von Prinzipkonfigurationen, wobei auf der Suche nach der maximalen Gleitzahl des Gitterflügels der zu optimierende Parameter variiert werden kann.
Das neu entwickelte Tool konnte ebenfalls als Modul [2] im vom DLR-intern entwickelten Strömungslöser TAU im Rahmen eines Wirkscheibenkonzepts zur Berechnung von Flugkörpergesamtkonfigurationen mit Gitterleitwerken implementiert werden. Dieses erlaubt nun die Berechnung der Wirkung von Gitterflügeln an einer Gesamtkonfiguration mit ca. 1/6 des früheren Rechenaufwands [3].
Veröffentlichungen zum Thema
[1] Belotserkovsky, SM, Odnovol LA, Safin, YuZ, Tylenev, AI, Frolov, VP, Shitov, VA: „Reshetchatye krylia“ (in English: „Lattice Wings“), Mashinostroenie, 320 p, Moscow, 1985 (in Russian)[2] Reynier Ph., Schülein E. “Incorporation of an Actuator Disc for Lattice Wing Modelling in an Unstructured Navier-Stokes Solver”, in: /New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics IV, /edited by C. Breitsamter et al., Vol. 87, Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2004, pp.132-139. [3] Reynier Ph., Longo J.-M., and Schülein E., „Simulation of Missiles with Grid Fins Using an Actuator Disk,” /Journal of Spacecraft and Rockets/, Vol.43, No.1, Jan.-Feb.2006, pp. 84-91.