Neues Wissen für die nächste Generation energieeffizienter Flugzeuge
Das EU-finanzierte Projekt BUTERFLI (Buffet and transition delay control investigated with European-Russian cooperation for improved flight performance) entwickelte den Stand der Technik weiter, um den Widerstand, die Hub- und Gewichtsleistung von Flugzeugtragflächen zu erhöhen. Der Fokus lag auf den Prinzipien der Strömungssteuerung. Insgesamt untersuchte das Projekt die experimentelle und numerische Strömungssteuerung verschiedener Phänomene. Dazu gehören die Buffets auf laminaren und turbulenten überkritischen Tragflächen und die Cross-Flow-Instabilitäten auf einem Pfeilflügel Es untersuchte auch verschiedene Kontrolltechniken. Speziell kontrollierte das BUTERFLI-Team das Buffet auf einem 2D-überkritischen Flügelprofil, das im turbulenten Regime arbeitet. Nur der Prozess mit einer tangentialen Strahlflusskontrolle war bei Windkanalversuchen wirksam. Die Prüfung der dielektrischen Barrierenentladung (DBD) war unwirksam. Die anderen Plasmaaktuatoren durch Funkenentladung wiesen eine gewisse Fähigkeit auf die Amplitude des Buffet-Phänomens zu reduzieren, aber nicht vollständig zu unterdrücken. Die Wissenschaftler charakterisierten und kontrollierten das laminare Buffet an einem 2D-Profil. Tests, die in einem transonischen Windkanal durchgeführt wurden, charakterisierten erfolgreich das Auftreten von laminarem Buffet im Mach-Bereich. Eine numerische Simulation reproduzierte die Dynamik des laminaren Buffets. Eine aktive Steuerung, wobei der Stoß vorgelagert eingeblasen wurde, verzögerte das Auftreten des Buffets. Die passive Kontrolle durch 3D Bodenwellen zeigte eine Dämpfung des Phänomens, ohne es vollständig zu entfernen. Die Projektpartner untersuchten zwei Strömungsregelungsprinzipien mit DBD-Aktoren, um den laminar-turbulenten Übergang zu verzögern, der durch die Querströmung auf einem Pfeilprofil erzeugt wurde. BUTERFLI trug zur Entwicklung und Entwicklung mehrerer neuer Strömungstechniken bei. Die wissenschaftlichen Fortschritte wurden in Buffet-Kontrollmethoden, insbesondere laminaren Regimen, erzielt. Solche Bemühungen werden dazu beitragen, die Umweltbelastung des Luftverkehrs zu reduzieren und die Emissionsreduktionsziele der Luftfahrtvision „Flightpath 2050“ zu erreichen.
Schlüsselbegriffe
Flügel, BUTERFLI, Buffet, Übergangsverzögerungssteuerung, Durchflusskontrolle