Der Europäische Transschall Windkanal ETW - Meß- und Versuchstechnik in Gegenwart und Zukunft - W. Burgsmüller
INHALT Einleitung Status der ETW-Meßtechnik Zukünftige Meß- und Versuchstechnik Zusammenfassung
ZU KLEINE RE-ZAHLEN - C141 / 1964 Lockheed C-141 Starlifter M = 0.85 α = 0.0 Falscher Kraftangriffspunkt am Flügel vorhergesagt 300 KG Ballast zum Ausgleich (1 % Nutzlast) Wind Tunnel (Transition Fixed) Full- Scale Flight
ZU KLEINE RE-ZAHLEN - C5GALAXY / 1969 FLUGVERSUCH: 14 % Flügeldicke möglich WINDKANAL: 12 % Flügeldicke möglich - Tankvolumen 16 % kleiner als möglich - Lebensdauer 1/3 des geforderten Wertes - Nachrüstung von 77 Flugzeugen: 1 Milliarde Dollar
REYNOLDSZAHLLÜCKE 120 Re x 10 6 100 80 CXX CX A380 60 C5 A300 747 707 Existierende Windkanäle 40 20 DC-3 ELECTRA DC-6 C141 614 USA EUROPA 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
RE-ZAHL STEIGERUNG
ANTRIEBSLEISTUNG Konsequenz: Nur Kryo-Kanal kann als kontinuierlich arbeitender Kanal gebaut werden (Wirtschaftlichkeit)
TEMPERATUREINFLUSS (M, p, l = const.)
ETW-HISTORIE 1967 Erste Studien (USA, Europa) 1971 Ad-Hoc-Gruppen > Kanäle hoher Re-Zahlen empfohlen 1973 Projectgruppe Kanaldefinition (D, F, GB, NL) 4 Verfahren Bei Umgebungstemperatur > Investitionskosten zu hoch 1976 Kryo-Studien > Empfehlung für kontinuierlich arbeitenden Kanal 1978 MOU (D, F, GB, NL), Beginn Vorentwurf ETW (1983 NTF / USA) 1985 Beginn endgültiger Entwurf ETW 1989 Baubeginn ETW 1993 Inbetriebnahme ETW
LUFTAUFNAHME DES ETW
ETW-REYNOLDSZAHL-BEREICH Reynoldszahl (bezogen auf die Flügeltiefe [ 10 6 ] 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Reiseflugbedingungen heutiger und geplanter Verkehrsflugzeuge Start und Landung Andere europäische Windkanäle 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 Halbmodelle Ganzmodelle Mach Zahl
Z-STIEL-AUFHÄNGUNG ETW Reference Model
ETW DOPPELSTIEL-AUFHÄNGUNG 4 TSR SUPPORTED MODEL EMPENNAGE AND AFTERBODY TESTING
ETW DOPPELSTIEL-AUFHÄNGUNG
INTERNE WINDKANALWAAGE
WAAGEN-KALIBRIERMASCHINE
KÜHLUNG DER WAAGE / ANTIVIBRATIONS-SYSTEM
KONZEPT DES ANTIVIBRATIONS-SYSTEMS Carbon Fibre Tube PIEZO Elements Balance INTERFACE Model Anti Vibration System Sting
MODELL INSTRUMENTIERUNG Heated Housing PSI ESP Modules Insulation Inclinometer Box 132 Insulation Individual Lengths 95
SCHEMA FÜR HALBMODELLE Model Cart Structure Thermal Enclosure Waage Test Section Top Wall FLOW
ANORDNUNG DER IR KAMERAS
FLÜGELVERBIEGUNG AUSGEWERTET DURCH DAS MDMS-SYSTEM
FLÜGELVERBIEGUNG AUSGEWERTET DURCH DAS MDMS-SYSTEM
STRÖMUNGSSICHTBARMACHUNG MITTELS KRYO-TAUGLICHER FÄDCHEN
ZUKÜNFTIGE MESS- UND VERSUCHSTECHNIK Messung von Transition und Verwindung an Halbmodellen Einsatz druck-sensitiver Farben (PSP) PIV / Doppler-Global und Laser-Lichtschnitt Fernverstellbare Modellkomponenten Triebwerksimulation
ZUSAMMENFASSUNG Kostspielige Umrüstungen infolge falscher Leistungsvorhersagen waren Grund für den Bau eines Hoch-Reynoldszahl-Kanals Das Kryo-Konzept ist optimal hinsichtlich Leistung / Kosten Kryo-taugliche Meß- und Versuchstechnik ist im industriellen Einsatz Für eine Anlage höchster Qualitätsstufe ist stetige Weiterentwicklung und Einsatz moderner Technik obligatorisch