Die vorliegende Arbeit beschreibt das aerodynamische Verhalten von zwei Wellenreiterkonfigurationen mit gotischem Grundriß bzw. Kombinationsgrundriß aus gotischem Vorkörper und Deltaflügel vom Unterschall bis in den niedrigen Überschall. Auf der Basis von Euler- und Navier-Stokes-Rechnungen wurde der Einfluß von Anstellwinkel, Schiebewinkel, Machzahl und Reibungseffekten auf das Strömungsfeld und die aerodynamischen Beiwerte untersucht. Vergleichsuntersuchungen an der Grundriß- und Skelettfläche des Wellenreiters mit gotischem Grundriß und einem korrespondierenden Deltaflügel dienen der Bewertung der Wellenreiteraerodynamik. Das numerische Verfahren wurde anhand von Kraft- und Druckverteilungsmessungen an einem Windkanalmodell validiert. Für eine Untersuchung der Wechselwirkung von Vorderkantenwirbel und abschließendem Verdichtungsstoß in transsonischer Strömung wurde ein Verfahren auf der Basis von Stromlinienanalyse entwickelt und angewandt. Die Aerodynamik der Wellenreiter ist durch Vorderkantenwirbel und einen abschließenden Verdichtungsstoß in transsonischer Strömung gekennzeichnet. Gegenüber einem Deltaflügel beginnt die Strömungsablösung aufgrund der Grundrißform allerdings stromab der Körperspitze. Mit steigendem Anstellwinkel wandert der Ablösebeginn stromauf unter Ausbildung eines hufeisenförmig geschlossenen Wirbels im Nasenbereich. Gegenüber einem Deltaflügel ist damit eine vorwärtigere Lage von Druck- und Neutralpunkt verbunden. Beide Wellenreiter sind darüber hinaus durch ein stabiles Schieberoll- und Schiebegiermoment gekennzeichnet. Die Stoßuntersuchungen zeigen, daß sich der abschließende Verdichtungsstoß über die gesamte Spannweite erstreckt. Der Druckanstieg über den Stoß führt allerdings nicht zu einem Aufplatzen der Wirbel.
Wellenreiterkonfigurationen in schallnaher Strömung
Waverider configurations in transonic flow
2003
239 Seiten, 119 Bilder, 1 Tabelle, 153 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Aerodynamik , numerische Strömungssimulation , Mach-Zahl , Navier-Stokes-Gleichung , partielle Differenzialgleichung , Euler-Gleichung , reibungsbehaftete Strömung , reibungsfreie Strömung , Anstellwinkel (Tragflügel) , Wirbelströmung , Windkanalprüfung , Validierung , transsonische Strömung , Flugmechanik
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