AbstractA method for the experimental investigation of unsteady aerodynamic effects in a wind tunnel based on the method of free oscillation is presented. The wind tunnel model is mounted on a free oscillation rig and is equipped with electrically driven control surfaces that allow to excite the model in different frequency ranges. Because of the unstable behaviour of the investigated spaceplane configuration PHOENIX a controller was used to stabilize the model. Two types of aerodynamic models are investigated. It is shown that the identified parameters of classical steady aerodynamic models depend on the frequency of motion. In a second step aerodynamic models are used that include first order transfer functions to consider the unsteady aerodynamic effects. A method for the iterative determination of the unknown parameters is presented. The identified parameters of these models are shown to be independent from the frequency of motion.

    ZusammenfassungEs wird eine Windkanaltechnik vorgestellt, die es erlaubt instationäre aerodynamische Effekte auf Basis der Methode der freien Bewegung zu untersuchen. Dafür ist das Modell, welches um einen Freiheitsgrad beweglich aufgehängt ist, mit elektrisch angetriebenen Steuerflächen ausgerüstet. Mit diesen kann es in verschiedenen Frequenzbereichen angeregt werden. Da die untersuchte Raumflugzeugkonfiguration PHOENIX ein statisch instabiles Verhalten aufweist, wird ein Regler zur künstlichen Stabilisierung verwendet. Zwei verschiedene aerodynamische Modelle werden untersucht. Es wird gezeigt, dass die identifizierten Parameter eines stationären aerodynamischen Modells von der Bewegungsfrequenz abhängig sind. Aus diesem Grunde werden in einem zweiten Schritt aerodynamische Modelle untersucht, welche die instationären aerodynamischen Effekte durch Einbinden von Übertragungsfunktionen erster Ordnung modellieren. Ein iteratives Verfahren zur Bestimmung der unbekannten Parameter eines solchen Modells wird beschrieben. Die so identifizierten Parameter dieser Modelle sind unabhängig von der Frequenz.


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    Title :

    Identification of dynamic derivatives with a controlled wind tunnel model of the spaceplane-configuration PHOENIX


    Contributors:
    Kirschstein, S. (author) / Alles, W. (author)

    Published in:

    Publication date :

    2004-06-03


    Size :

    10 pages




    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    English




    Hermes Spaceplane in MBB Wind Tunnel

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    Estimation of Spaceplane Lateral-Directional Stability and Control Derivatives from Dynamic Wind Tunnel Test

    Murota, Katsuichi / Yanagihara, Masaaki / Suzuki, Seizo et al. | SAE Technical Papers | 1991


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    Takizawa, Minoru / Nonaka, Osamu / Sasa, Shuichi et al. | SAE Technical Papers | 1991



    Parameter identification with a controlled free flying model of a spaceplane

    Kirschstein, Stefan / Alles, Wolfgang | Elsevier | 2005