Anströmwinkelverteilung im Thermikflug

Der Einfluss von Böen und anderen instationären Flugzuständen auf die Leistungen von Segelflugzeugen und die sich daraus ergebenden optimalen Flugstrategien sind bisher noch weitgehend ungeklärt. Speziell beim Kreisen in thermischen Aufwinden befindet sich das Flugzeug im langsamen Kurvenlug, hohe Auftriebsbeiwerte treffen mit asymmetrischer Zuströmung und vertikalen Böen zusammen; es ist mit temporär überzogenen Flugzuständen zu rechnen. Eine weitere Frage stellt die räumliche Ausdehnung der Böen im Verhätnis zur Spannweite dar. Es ist denkbar, dass überzogene Flugzustände auch lokal auftreten können bzw. ungleichmäßige Anstellwinkelverteilungen zu erhöhtem induzierten Widerstand führen.

 

Hauptbestandteil des Versuchsaufbaus bilden vier über die Spannweite verteilte Dreiloch-Conradsonden, mit deren Hilfe eine Ermittlung des Anströmwinkels an der jeweiligen Position möglich wird. Zur Bestimmung der Gesamtfluglage (Anstell- bzw. Schiebewinkel sowie Anströmgeschwindigkeit) dient eine an der linken Flügelspitze befestigte Fünfloch-Prandtl-Sonde. Weiterhin sollen Strömungseffekte mit Hilfe von Wollfäden auf dem Flügel sowie einer Digitalkamera auf dem Leitwerk sichtbar gemacht werden. Da die Auftriebsverteilung und somit die Größe des induzierten Widerstandes aber vor allem auch durch Querruderausschläge bzw. ein Rollen des Flugzeuges beeinflusst wird, ist weiterhin die Erfassung der Ruderwinkel und Rollraten erforderlich. Ersteres wird durch Potentiometer an Höhen-, Seiten- sowie beiden Querrudern realisiert, letzteres durch sieben über das Flugzeug verteilte Beschleunigungssensoren.

Institut für Luft- und Raumfahrttechnik